胡新峰 于洋
(1.中路天成(北京)交通科技有限公司,北京 101400;2.山东高速交通建设集团股份有限公司,山东 济南 250101)
国内外对雾的观测与预报技术进展如表1所示。
表1 国内外对于浓雾机理研究的技术进展
借助于计算机技术的进步,以及对雾的宏观、微观结构和发生、发展规律的深入理解,数值模式逐渐成为大雾预报的重要工具和主流方法[2]。
在现有的计算机水平下,一维雾模式与三维中尺度模式的耦合在雾的定量预报中已呈现出一定优势[4],在浓雾易发生的机场及高速公路沿线,运用该方法可提升雾的预报准确率。在未来,包含雾形成原因和演变的各种复杂过程的雾数值预报,结合具有先进资料同化过程的高分辨率三维雾模式,以及结合数值预报系统的演算方法,将成为发展趋势。
未来的雾机理探究将加强雾中湍流的研究,定量分析雾与湍流之间的联系,同时也包括雾与霾的相互转化[5]和区分[6]等,加强对雾发生阈值的研究,从而精确预报雾害时空分布规律及雾害灾情评估方法[7]。
象谱信息产业有限公司研究了一套基于视频的道路能见度检测系统,实现了多种复杂场景的精确计算,做到全天候全时段低能见度智能检测,其算力高达700ms/次、并发50路视频循环计算能力3s/次。该系统独创的AI视频流分析能见度相关参数多组合算法,可通过AI雾霾雨雪沙尘烟检测单元和AI低能见度分析单元,对每一路摄像机个性化建模、校验、优化公路交通能见度分析计算和季节转换深度学习过程,实现雾霾沙尘雨雪等恶劣天气低能见度与团雾实时监测、精准定位、数字化分级管制预警功能,且系统核心算法对公路交通能见度理论计算值与高速公路路面实际距离测量值对比,误差率小于2.03%。
得益于互联网及相关行业的发展,远程控制LED雾灯技术已经相当成熟。通过研发道路低能见度诱导系统,当道路突发团雾或能见度过低时,远端服务器可通过网络自动开启道路两侧的雾灯提示驾驶员前方车距和道路轮廓,从而避免追尾等交通事故的发生。目前,成熟的雾区诱导系统具有4种功能。
1.道路轮廓强化
雾灯显示为黄色光常亮状态,依据道路能见度情况智能调节亮度,提醒驾驶员当前道路轮廓,避免疲劳驾驶等不安全驾驶行为。
2.行车诱导
侧边雾灯显示为黄色光同步闪烁状态,通过灯光的闪动提醒驾驶员保持专注。
3.能见度增强
在大雾等能见度较低的情况下,侧边雾灯显示为黄色光同步闪烁状态,正面的黄橙灯光系统启用,提升两倍以上的能见视距,黄色箭头灯依照侧边雾灯闪烁频率能够实现强化道路轮廓的功能。
4.防追尾警示
诱导雾灯的发光组件可通过工作变化提示前后车辆安全距离。当车辆经过诱导灯时,可触发诱导灯的红色警示灯,提示后车前方有车辆存在,并能使后车司机估算出安全行车距离。此时,其他诱导雾灯的黄色灯同步闪烁,红色灯光则随着车辆向前移动,形成移动的红色尾迹。
由于团雾范围不大,因此消除难度从理论上讲小于大范围的浓雾。
目前人工消雾的技术比较成熟,常见的有加热法、吸湿催化剂法、声波法及静电法等,但这些方法都存成本过高且效果持续性不佳的共性。
军事科学院防化研究院在“十二五”期间突破了暖云雾消除技术的各项关键技术,暖云雾消除剂的实际性能达到了原定技术指标,在人工消除暖云雾技术领域可摆脱长期以来对氯化钠、氯化钙等具有腐蚀性、效率低的盐粉的依赖,在暖云雾消除剂配方设计及制备工艺、暖云雾消除剂的高效施放技术、暖云雾消除剂性能测试技术等方面均有所突破。因此,在团雾多发路段预先配置一套可喷洒暖云雾消除剂的团雾主动处置装备,将能大大减少该地区因团雾发生交通事故的概率——使团雾在刚产生阶段就被系统检测到并消除。
本文概述了国内外对雾的形成机理的探究过程,说明了在现状条件下雾的预警预报能力依然有限,提出了一种对于团雾多发路段的应对方法,主要包括能见度检测、行车诱导和主动消除。在现状条件下,能见度检测和行车诱导的技术已相当成熟,但这些手段都是被动的,驾驶员仍需在能见度不足的情况下驾驶车辆。因此,本文提出了一种全新的解决思路,受益于军事科学防化研究院成功研制的暖云雾消除剂,只需配套建设相应的撒布设备即可提高团雾多发路段的行车安全程度。未来,计算机能力的进一步发展将带动相关行业的长足进步。