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中国交通信息化:高速公路典型恶劣天气预警处置现状及探讨

来源:2022世界杯指定买球    发布时间:2022年09月06日  

恶劣天气是气象学上所指的发生突然、移动迅速、剧烈、破坏力极大的灾害性天气,主要有雷雨大风、冰雹、龙卷风、局部强降雨、暴雪等。


预警是指在灾害或灾难以及其他需要提防的危险发生之前,根据以往的总结的规律或观测得到的可能性前兆,向相关部门发出紧急信号,报告危险情况,以避免危害在不知情或准备不足的情况下发生,从而最大程度的减轻危害所造成的损失的行为。预警一般涵盖四个关键点:预测(气象部门的天气预报气象信息系统短临预测)、警示(时间维提前警示,空间维提前警示)、保障(不利路面状况清除,在途车辆行车安全保障)、管控(分车型通行,影响严重路段封闭或分流)。


我国自2005年起开展国家级公路交通气象监测、预报预警服务。2005年原交通部与中国气象局联合签署《关于共同开展公路交通气象监测预报预警工作》的备忘录。2012年,中国气象局全面深入推进了全国公路交通气象监测站网建设,实现了全国公路沿线监测信息共享。2018年,中国气象局和交通运输部联合行动,发布《中国气象局办公室交通运输部办公厅关于联合开展公路交通气象观测能力评估和站网布局设计工作的通知》进一步指导和规范全国公路交通气象观测站网的建设、运行和管理等。


高速公路典型恶劣天气预警处置一般包括冰雪天气处置、团/浓雾天气处置、短时强降雨天气处置、强横风天气处置、高温天气处置。

  • 对于冰雪天气处置,一般采用人工机械除雪、地源热泵除雪、路面铺装新技术、智能融冰化雪系统。

  • 对于团/浓雾天气处置,一般采用雾区标志标线、主动发光设施、智能行车诱导系统、其他处置措施等。

  • 对于短时强降雨天气处置,采用标志标线警示,即利用高速公路现有的信息发布设施,以及主动发光标志,新型雨夜标线对过往司机进行信息提示;路面积水处置,即暴雨预警前对高速公路排水设施进行疏通,路面铺装材料采用排水沥青,有效减少路面积水;临时管制封路处理,即针对短时强降雨 降雨量达到一定程度造成路面积水严重或者边坡泥石流影响的路段采取临时管制。

  • 对于强横风天气处置,采用专用警示标志,即警示在途驾驶员前方路段会有较强侧风,谨慎驾驶;防风网、挡风墙,即利用空气动力学原理,加工厂特有形状和开孔的墙体;横风预警系统,即根据风速风向,车辆类型及行车方向,智能确定车辆安全行驶限制速度。

  • 对于高温天气处置,采用避险车道,即供速度失控(刹车失灵)车辆驶离正线安全减速的专用车道;降温池,即降低长时间运行后的轮胎温度,同时降低刹车片的温度;制动温预警系统,即智能实时监测货车车轮毂的温度,及时给驾驶员信息提示。
针对高速公路典型恶劣天气预警处置现状,当前综合多种数据信息,逐步建成公路交通气象服务平台以及多种预警系统,比如气象服务平台系统、低能见度行车智能诱导系统、低能见度车道级诱导与预警系统、路/桥面凝冰智能化处置系统等。



气象服务平台系统。逐步建成公路交通气象服务平台,融合“人+车+路+环境”综合数据信息,建立道路信息、气象数据、地质数据、车辆数据等的道路安全等级判别模型以及未来交通运行态势研判,对不同道路不同气象条件所造成的影响进行评估,更加直接的辅助决策,更加智能的联动相应安全保障和处置系统。


低能见度行车智能诱导系统。系统一种高度集成的智能路侧终端群设备,设备集成了车辆检测、联网组态、智能控制、供电管理等功能于一体的独立式多色主动发光装置。装置沿行车方向在公路的中央分隔带和路侧等间距成对布设,通过内置的无线模块实现链式联网组态,并与公路外场的能见度检测仪、环境照度检测器、可变情报板、外场通信节点设备、上位控制软件等协同工作,形成低能见度行车安全智能诱导系统。

  • 道路轮廓显示和主动引导功能:路形显示是沿道路安装主动发光的诱导灯,诱导灯常亮发光或同步闪烁发光,可有效形成主动发光的道路线形诱导以增加夜视道路安全预视距离。

  • 尾迹显示及防撞预警功能:动态警示灯(尾迹)为后车提供了前车精确位置提示,该技术不管后车是否可目视前车均能够为后车提供有效的防撞预警信息,这在低能见度环境下能够有效修复和弥补因视线断层所失去的安全预视距离。

  • 事件/事故预警功能:每个智能诱导边缘标中配备振动传感单元,当车辆冲撞护栏会引发传感器振动,当达到预警阈值时,触发后方所有预警灯高频闪烁。

低能见度行车智能诱导系统界面



低能见度车道级诱导与预警系统。地磁感应突起路标是一种具有车辆通过检测功能的新型突起路标,通过检测车辆通过时引起大地磁场的扰动实现车辆检测,在车道边缘线和分界线处按照纵向等间距安装,基于车辆通过触发点亮机制实现分车道行车诱导,在夜间低照度或雨雾环境下为在途车辆提供诱导和跟车预警功能。



低能见度车道级诱导与预警系统示意图



路/桥面凝冰智能化处置系统。路/桥面凝冰预警及智能化处置系统,可依据路面温度与状态等条件自动进行融雪剂溶液的精准喷洒控制。有效解决桥梁、高海拔、山区背阴等冬季易结冰霜冻路段的行车安全问题。主要包括路面/桥面温度与状态自动化监测、防结冰融雪剂溶液自动定量喷洒、本地自动控制+云端监控管理、采用绿色环保新型融雪剂材料。



路/桥面凝冰智能化处置系统示意图


未来,对于高速公路典型恶劣天气预警处置需要侧重三个方面,一是整合兼容,建立从气象监测、预警到处置的体系框架,融合到高速公路监控系统和日常运营管理工作中;二是提供伴随服务,车路协同给在途驾驶员提供道路环境预警,利用地图导航等工具供社会公众行车路径决策;三是智能干预,通过车辆性能评估、ADAS启动判别等进行车辆智能控制。


作者 | 韩晖交通运输部公路科学研究院 中交华安部门主任

来源 | 第24届中国高速公路信息化大会


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