山区高速公路多雾路段监测提示系统研究及运用

周礼平，朱承前

（贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵阳550081）

1 研究背景

要彻底消除多雾天气对交通运输的影响，前提是要能对多雾天气的雾情进行准确监测及预报。然而，由于高速公路带状分布特点，要实现整个区域内的雾情监测及预报具有很大的难度，尤其是山区高速公路突发性的团雾更难实现准确的监测及预报。因此，在现有技术水平下，通过实地调研对常发大雾及团雾的路段进行标记，针对这些路段雾情进行监测并及时发布提示信息无疑是最佳的解决途径之一。

2 高速公路雾天监测预警提示技术

2.1 系统组成

高速公路雾天监测预警提示技术的主要是由信息采集装置和信息发布装置2 部分组成，安装在多雾地带。信息采集装置主要有能见度仪。能见度仪安装在多雾路段，对当前路段的能见度值进行监测，从而判定当前雾天等级。然后系统把监测信息传送到监控中心和外场终端设备，外场终端设备安装在多雾路段前方2km 处，大雾提示信息通过提示终端进行信息发布及提示，及时告知驾驶人员前方发生大雾天气，做好心理准备。另外，通过终端上的测速模块提示驾驶人员当前的行驶速度及时采取制动措施，减速慢行，达到提前减速，做好应对的准备，从而保障雾区的行车安全。

2.2 设备信息设计

这里的信息采集设备主要是能见度监测设备。目前，在高速公路上使用最为广泛的能见度监测设备为前向散射式能见度仪。本项目选用的是贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司自主研发的慧筑R牌前向散射式能见度仪，信号为MDVI-01 型。其主要参数如表1 所示。

外场提示终端的设计外形是采用镀锌钢板加工而成，具备电源防雷和信号防雷模块，外观为防炫目的橘红色，测速范围覆盖2～4 车道。设计参数为：测速精度±1%，具有拓展接口，可根据能见度值调整当前限速值；工作电压为AC220V 交流电；额定功率≤500W；工作温湿度为-50～+50℃，0%～100%RH；通信接口为RS485 和RS232 通信接口，RJ45 网络接口。上部LED屏幕用于发布前方雾情提示信息和交通异常信息，下部LED 屏幕用于当前测量车速[1]。

表1 慧筑R 牌前向散射式能见度仪参数表

在雾天监测提示系统中，能见度仪安装于多雾路段核心位置，而外场提示终端安装于多雾路段前方2～3km 处，用于在车辆驶入多雾路段前及时提示前方雾情。

3 织普高速雾区路段监测提示系统开发及应用

3.1 系统功能与架构

系统具体功能主要有：（1）可与贵州省交通气象监控平台软件对接，无线接收其下发的限速信息；（2）可根据气象状况来动态调整限速数值；（3）可通过内置雷达模块对行驶车辆测速，测速数值在LED 屏上显示；（4）测速数值低于当前限速值时，测速数值显示为绿色；（5）测速数值高于当前限速值时，测速数值为红色；（6）雷达测速模块可测2～4 车道；（7）气象动态限速数值由省气象监控平台预警服务子系统进行管理。

3.2 示范工程点建设

3.2.1 示范工程点施工

2018 年8 月，项目组进行了示范工程点的建设和安装。项目组首先进行了多雾路段能见度监测仪的安装。能见度仪安装于桩号K18+500 的位置，位于K15～K19 多雾路段的中间位置，是持续性大雾和突发性团雾的高发位置。雾天监测提示系统外场提示终端的安装现场，位于织普高速桩号K14+000 位置，位于多雾路段前方3km 处。

3.2.2 示范工程效果

目前，能达到的实施效果是：当能见度仪监测传感器监测到前方多雾路段能见度降低时，系统控制模块根据当前能见度值确定当前的雾天等级。然后采取对应的发布信息发布到外场提示终端上提示前方发生大雾或者团雾，同时控制模块改变当前道路限速值。此时，提终端上的测速模块依据当前的限速值，对过往车辆的速度进行测速并显示，当车辆超速时，用红色字体闪烁方式警示驾驶人员减速慢行。另一方面，系统控制模块主动开启多雾路段的雾灯诱导系统，并根据当前的能见度值调整雾灯工作模式。

在完成示范工程点的建设后，项目组多次在雾天进入示范工程路段进行实地测试。测试结果表明，该系统可有效提升道路行车的安全，达到防灾减灾保障通行效率的目的。

4 经济效益和社会效益及推广应用前景

4.1 经济效益

经济效益包括以下几方面：（1）通过对织普高速全线的调研、收集相关区域气象资料和查阅相关文献，得到秋冬季节频发大雾和团雾的类型种类，并得出了这2 种雾发生的规律特征和气象要素特征，为高速公路管理部门掌握各条道路雾区分布及应对突发雾情提供的理论依据，起到减灾防灾的作用。（2）开发了雾天监测提示系统和雾区智能提示终端产品，经过产学研转化及第三方检测和测试，可作新的产品进行推广应用。

4.2 社会效益

社会效益包括以下几方面：（1）通过本项研究可达到雾区路段防灾减灾的目的，确保大雾天气道路具备通行能力，降低大雾对交通的影响。另外，也为道路管理部门对雾区路段进行科学管控提供参考依据。（2）是“大力推进创新型交通行业建设”的具体体现。将新技术、新工艺运用到贵州公路建设中，实现贵州交通建设又好又快发展。

4.3 推广应用前景

雾天监测提示系统较于其他同类设备有成本低、效率高和便捷式的优势。同时，本产品系自主研发，自主集成，不仅促进了行业的发展和技术的进步还提高了多雾路段的安全性功能。本产品设计开发参考了相关规范标准，满足高速公路道路监测要求，性能稳定，使用寿命长，具有积极乐观的推广前景。