高速公路雾区能见度信息监测技术方案

高速公路承载着重要的交通运输任务，随着这些年我国的经济的飞速发展，各省境内的高速公路也越建越多，逐渐形成了一个四通八达的高速公路网，为交通运输、人们出行提供了非常大的便利。但是，大雾、团雾等恶劣天气常常会引发多车首尾相撞的严重交通事故，受雾霾恶劣天气的影响，车辆在高速公路上行驶存在着巨大的风险。因此，增强对恶劣气候的应变能力，提高高速公路的通行安全就显得尤为重要。

高速公路上车流速度快、流量大及其自身全封闭、全立交的特点又要求车辆不得任意减速和停车，所以高速公路一旦雾天有事故发生，经常会引起连锁反应，终形成多车连续追尾的灾难交通事故。加强对恶劣天气时的交通管控、尤其是加强对大雾天气下的交通管控极为重要，因此，高速公路雾区能见度信息监测技术是对大雾天气下高速公路交通管控的有效手段。

（1）气象行业标准《高速公路能见度监测及浓雾的预警预报》（QX/T 76－2007）。

　　（2）《公路交通气象条件等级》（征求意见稿）。

　　（3）《道路交通气象环境能见度检测器》（JT/T714－2008）

在《高速公路能见度监测及浓雾的预警预报》行业标准中，跟据高速公路在恶劣天气条件下的运营管理规定，结合气象部门的能见度的监测和预警预报试验研究，将影响高速公路运营的能见度建议划分为如下五个级别：

　　0级＞500 m不需要采取任何措施

　　1级500－200 m采取一般性的管制措施，运营车辆限速

　　2级200－100 m加强巡查，采取管制措施，严格车辆限速

　　3级100－50 m加强巡查，采取严格限速、分流措施，部分路段实行封闭

　　4级＜50 m封路、停运

中华人民共和国道路交通安全法实施条例（第八十一条）要求：

　　机动车在高速公路上行驶，遇有雾、雨、雪、沙尘、冰雹等低能见度气象条件时，应当遵守下列规定：

　　（一）能见度小于200米时，开启雾灯、近光灯、示廓灯和前后位灯，车速不得超过每小时60公里，与同车道前车保持100米以上的距离；

　　（二）能见度小于100米时，开启雾灯、近光灯、示廓灯、前后位灯和危险报警闪光灯，车速不得超过每小时40公里，与同车道前车保持50米以上的距离；

　　（三）能见度小于50米时，开启雾灯、近光灯、示廓灯、前后位灯和危险报警闪光灯，车速不得超过每小时20公里，并从近的出口尽快驶离高速公路。

　　遇有前款规定情形时，高速公路管理部门应当通过显示屏等方式发布速度限制、保持车距等提示信息。

高速公路雾区能见度信息监测系统属于雾区信息采集单元，其与信息发布单元以及系统控制单元共同协调作用，并将能见度信息实时传送到监控中心（交通安全管理）进行实时决策与控制。雾区信息采集单元是基础单元，信息发布单元和系统控制单元是系统扩展单元。

　　雾区信息采集单元即是本方案的核心，主要由能见度检测仪、供电单元，通讯单元以及软件等组成。系统采用组网运行方式建设，连续获得沿线多点的能见度气象信息，并可通过远程传输完成类数据的汇总和分发并及时传送给交通安全管理部门。

系统拓扑图

要发挥能见度信息监测设备的大功效，必须借助于高速公路应急指挥系统，实现数据检测、预案实施的联动，协调整个路网的交通诱导和交通管控。

　　可依托高速公路上已安装的可变限速标志，根据不同路段检测的能见距离，实时控制各限速标志的限速值，这样系统不但可及时提醒驾驶员注意前方大雾，还可向驾驶员推荐安全速度。

　　依托于高速公路上已安装的可变情报板设施，通过现场报警联动，更直接的指导驾驶员谨慎驾驶，保持车距，安全通过雾区。

高速公路雾区能见度信息监测技术方案

1、概述

高速公路一遇有雾这种特殊天气时，就极易发生交通事故。尤其局部路段出现浓雾的危险性更是许多重大安全事故的诱因。从正常路段高速驶入浓雾区,由于能见度的突变,视野变得迷糊，隔离墩和防护栏难以辩识，驾驶者很容易发生判断和操作失误，而高速公路的高速高流量性，又决定了一旦雾天有事故发生，经常会引起连锁反应，终形成多车连续追尾的灾难交通事故。所以，重点对这些浓雾多发路段采取一定的监测预警措施，因此，加强对大雾天气的高速公路交通管控极为重要，而高速公路雾区主动引导及防撞预警技术是对恶劣气象下高速公路交通管控的有效辅助手段。

雾区主动引导及防撞预警系统是专门针对雾条件下道路交通安全保障而研制的创新型成套技术及产品，产品具有重点针对高速公路的系列和针对普通公路的系列，它具有闭环自动控制能力，系统具有雾检测、诱导（也称引导）、防撞预警等重点功能；检测及诱导设备安装在道路二侧，采用无线自动组网，能够根据外场气象环境信息源数值自动启动对应的交通安全保障控制策略。在实际示范应用中，同比事故率降低72.6%，它是在雾天提供道路交通安全保障的专业化产品。

2、系统组成

高速公路雾区主动引导及防撞预警系统包含雾区能见度信息采集单元、智能雾区主动引导单元、信息发布单元、以及系统控制单元，各单元共同协调作用，并将能见度信息实时传送到监控中心（交通安全管理）进行实时决策与控制。

系统组成拓扑图如下：

3、主要单元简介

（1）雾区能见度信息采集单元

主要由能见度检测仪、供电单元，通讯单元以及软件等组成。系统采用组网运行方式建设，连续获得沿线多点的能见度气象信息，并可通过远程传输完成类数据的汇总和分发并及时传送给交通安全管理部门。

该技术方案选用北京波恩仪器公司研制的BN-VD920公路型能见度监测设备，该设备采用前向散射能见度检测技术，利用光学散射原理，发射红外光脉冲，并同步检测雾霾粒子的散射光强度，经过数据处理并计算转换为气象光学视程，即大气能见度值。设备技术性能*符合交通部行业标准《道路交通气象环境能见度检测器》（JT/T714－2008）的要求，技术成熟、性能可靠，可广泛应用于公路交通低视距情况下能见度值的连续监测。

（2）智能雾区主动引导单元

该单元重点功能是在雾区实现透雾引导、防撞预警功能，它能够根据雾浓度变化自动启动并调整透雾指数，以确保在途车辆可以清晰看到前方道路的走向及路宽等多重道路细节；防撞预警功能具有雾区追尾预警、行车间距检测及间距过近报警等等作用。该单元可以防范“团雾”对道路交通安全运行的危害，并能有效减少或避免雾区追尾事故。

4、系统数据传输方式

由于高速公路电缆铺设改造费用大，而GPRS/CDMA移动网覆盖范围及稳定性已经非常完善，所以系统数据可采用GPRS/CDMA无线数据传输方式。当然，如果有线通讯网络成熟，也可利用原有有线通讯网路进行数据传送。

5、系统供电

系统供电分为两种方式：220VAC交流市电和12VDC太阳能直流供电。

6、系统主要功能详解

尾迹生成功能：雾天发生交通事故的大原因是看不到前方车辆，尾迹生成技术是在前车经过时通过电子技术及信号技术在前车后部点亮一定长度的红灯，这些红灯会随车辆同步移动，形成动态“尾迹”，由于尾迹是通过信号技术手段生产的，长度可设置（默认60米），后车在行进时如果前方有车则会首先发现前车尾迹，即使在浓雾环境下也可发现前方车辆，这就可以避免重特大事故的发生；它对前方车辆存在及位置采用电信号传递及定位显示方式，尾迹长度及显示方式是人为设定的，所以该技术能够在雾天超视距发现前方车辆。

同步引导功能：低能见度环境下高速公路周围是一个浑沌的环境，道路远视可见性降低或消失，通过同步主动发光所形成的诱导线形与道路平行，可有效显示道路走向；系统能够自动控制主动诱导线形且提供不低于2倍当前能见度的远视可见性，该功能不仅仅在雾天有用，在黑夜、雨天等环境下同样有效；它使得雾条件下在途车辆能够获得更有效的安全预视距离；本功能的属性是雾天“指路”，其远视可见性值大于2.5～5倍当前能见度，默认值2.5倍当前能见度，由内置控制策略自动调整。

离散控制功能：高速公路的特征是长距离，如果采用星形控制方式则控制成本会非常高，且可靠性及事件针对性大为降低；本系统采用创新的无线组态离散控制技术，智能雾灯相互之间及与上位控制系统之间没有物理上的连接，系统能够根据外场实时能见度数值有针对性调用对应的控制策略，该技术重点针对团雾设计，当配置路段出现团雾时则团雾区域的控制策略有别于非团雾区域，该技术能够在道路环境出现团雾时自动快速响应并且实时对团雾区域内的车辆提供有效诱导及防止追尾事故的发生。

功能示意图如下：

7、系统实用性

我国有95.3%的地域有雾，上述区域内的道路交通或多或少会受到雾、霾、雨及其他类型低能见度影响；本系统重点根据中国国情设计，适合我国高等级道路使用，其主要特点有：

安装环境：项目安装时无需依托专门的安装环境，通过适配件可非常方便的安装在路侧护栏的立柱上或水泥护墙上，这些适配件是按照我国高速公路技术标准设计的，它不但适用于新建道路，也同样适用于已经通车的所有高等级道路。

运维环境：本项目自带光能发电装置及无线数据链，其运行无需外部环境支撑，自身就具备了系统运行所需的全部要素，且可以设置成全自动运行模式或人工控制模式；

运行成本：本项目采用绿色可再生能源，无需外部电源供电，其运行成本为“0”。

维护量：本项目主要部件设计寿命超过12年，维护周期3年，无交通事故所致损毁时其维护量非常低。维护采用替换方式，现场更换一个终端设备长所需时间不超过10分钟。

扩展性：本项目具有双向可扩展性，容量、功能、配置均可根据需要扩展，且具有延展的控制与管理能力；在外场设备更新或扩展后，只需要在控制端输入更新或扩展的设备代码即可实现全域自动管理。

环保：我们只有一个地球，本项目全部部件均采用*的绿色环保材料及可再生材料，运行期内无污染、无排放，即使设备报废以后的废弃物也不会造成环境污染。

8、应用图片