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        中國交通信息化:高速公路典型惡劣天氣預警處置現狀及探討

        來源:湖北交投科技公司    發布時間:2022年09月06日  

        惡劣天氣是氣象學上所指的發生突然、移動迅速、劇烈、破壞力極大的災害性天氣,主要有雷雨大風、冰雹、龍卷風、局部強降雨、暴雪等。


        預警是指在災害或災難以及其他需要提防的危險發生之前,根據以往的總結的規律或觀測得到的可能性前兆,向相關部門發出緊急信號,報告危險情況,以避免危害在不知情或準備不足的情況下發生,從而最大程度的減輕危害所造成的損失的行為。預警一般涵蓋四個關鍵點:預測(氣象部門的天氣預報氣象信息系統短臨預測)、警示(時間維提前警示,空間維提前警示)、保障(不利路面狀況清除,在途車輛行車安全保障)、管控(分車型通行,影響嚴重路段封閉或分流)。


        我國自2005年起開展國家級公路交通氣象監測、預報預警服務。2005年原交通部與中國氣象局聯合簽署《關于共同開展公路交通氣象監測預報預警工作》的備忘錄。2012年,中國氣象局全面深入推進了全國公路交通氣象監測站網建設,實現了全國公路沿線監測信息共享。2018年,中國氣象局和交通運輸部聯合行動,發布《中國氣象局辦公室交通運輸部辦公廳關于聯合開展公路交通氣象觀測能力評估和站網布局設計工作的通知》進一步指導和規范全國公路交通氣象觀測站網的建設、運行和管理等。


        高速公路典型惡劣天氣預警處置一般包括冰雪天氣處置、團/濃霧天氣處置、短時強降雨天氣處置、強橫風天氣處置、高溫天氣處置。

        • 對于冰雪天氣處置,一般采用人工機械除雪、地源熱泵除雪、路面鋪裝新技術、智能融冰化雪系統。

        • 對于團/濃霧天氣處置,一般采用霧區標志標線、主動發光設施、智能行車誘導系統、其他處置措施等。

        • 對于短時強降雨天氣處置,采用標志標線警示,即利用高速公路現有的信息發布設施,以及主動發光標志,新型雨夜標線對過往司機進行信息提示;路面積水處置,即暴雨預警前對高速公路排水設施進行疏通,路面鋪裝材料采用排水瀝青,有效減少路面積水;臨時管制封路處理,即針對短時強降雨 降雨量達到一定程度造成路面積水嚴重或者邊坡泥石流影響的路段采取臨時管制。

        • 對于強橫風天氣處置,采用專用警示標志,即警示在途駕駛員前方路段會有較強側風,謹慎駕駛;防風網、擋風墻,即利用空氣動力學原理,加工廠特有形狀和開孔的墻體;橫風預警系統,即根據風速風向,車輛類型及行車方向,智能確定車輛安全行駛限制速度。

        • 對于高溫天氣處置,采用避險車道,即供速度失控(剎車失靈)車輛駛離正線安全減速的專用車道;降溫池,即降低長時間運行后的輪胎溫度,同時降低剎車片的溫度;制動溫預警系統,即智能實時監測貨車車輪轂的溫度,及時給駕駛員信息提示。
        針對高速公路典型惡劣天氣預警處置現狀,當前綜合多種數據信息,逐步建成公路交通氣象服務平臺以及多種預警系統,比如氣象服務平臺系統、低能見度行車智能誘導系統、低能見度車道級誘導與預警系統、路/橋面凝冰智能化處置系統等。



        氣象服務平臺系統。逐步建成公路交通氣象服務平臺,融合“人+車+路+環境”綜合數據信息,建立道路信息、氣象數據、地質數據、車輛數據等的道路安全等級判別模型以及未來交通運行態勢研判,對不同道路不同氣象條件所造成的影響進行評估,更加直接的輔助決策,更加智能的聯動相應安全保障和處置系統。


        低能見度行車智能誘導系統。系統一種高度集成的智能路側終端群設備,設備集成了車輛檢測、聯網組態、智能控制、供電管理等功能于一體的獨立式多色主動發光裝置。裝置沿行車方向在公路的中央分隔帶和路側等間距成對布設,通過內置的無線模塊實現鏈式聯網組態,并與公路外場的能見度檢測儀、環境照度檢測器、可變情報板、外場通信節點設備、上位控制軟件等協同工作,形成低能見度行車安全智能誘導系統。

        • 道路輪廓顯示和主動引導功能:路形顯示是沿道路安裝主動發光的誘導燈,誘導燈常亮發光或同步閃爍發光,可有效形成主動發光的道路線形誘導以增加夜視道路安全預視距離。

        • 尾跡顯示及防撞預警功能:動態警示燈(尾跡)為后車提供了前車精確位置提示,該技術不管后車是否可目視前車均能夠為后車提供有效的防撞預警信息,這在低能見度環境下能夠有效修復和彌補因視線斷層所失去的安全預視距離。

        • 事件/事故預警功能:每個智能誘導邊緣標中配備振動傳感單元,當車輛沖撞護欄會引發傳感器振動,當達到預警閾值時,觸發后方所有預警燈高頻閃爍。

        低能見度行車智能誘導系統界面



        低能見度車道級誘導與預警系統。地磁感應突起路標是一種具有車輛通過檢測功能的新型突起路標,通過檢測車輛通過時引起大地磁場的擾動實現車輛檢測,在車道邊緣線和分界線處按照縱向等間距安裝,基于車輛通過觸發點亮機制實現分車道行車誘導,在夜間低照度或雨霧環境下為在途車輛提供誘導和跟車預警功能。



        低能見度車道級誘導與預警系統示意圖



        路/橋面凝冰智能化處置系統。路/橋面凝冰預警及智能化處置系統,可依據路面溫度與狀態等條件自動進行融雪劑溶液的精準噴灑控制。有效解決橋梁、高海拔、山區背陰等冬季易結冰霜凍路段的行車安全問題。主要包括路面/橋面溫度與狀態自動化監測、防結冰融雪劑溶液自動定量噴灑、本地自動控制+云端監控管理、采用綠色環保新型融雪劑材料。



        路/橋面凝冰智能化處置系統示意圖


        未來,對于高速公路典型惡劣天氣預警處置需要側重三個方面,一是整合兼容,建立從氣象監測、預警到處置的體系框架,融合到高速公路監控系統和日常運營管理工作中;二是提供伴隨服務,車路協同給在途駕駛員提供道路環境預警,利用地圖導航等工具供社會公眾行車路徑決策;三是智能干預,通過車輛性能評估、ADAS啟動判別等進行車輛智能控制。


        作者?|?韓暉交通運輸部公路科學研究院 中交華安部門主任

        來源?|?第24屆中國高速公路信息化大會


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