交通气象信息论文

2022-04-16

摘要:吉林省地处中纬度地区,气象灾害及衍生灾害频繁发生,对高速公路行车安全产生较明显影响。为实现恶劣天气条件下高速公路运营决策管理提供科学依据,提供全省高速公路路况气象信息及重要预警信息的发布和对高速公路路况气象信息的查询,进一步提升高速公路畅通的气象专业化服务。今天小编为大家精心挑选了关于《交通气象信息论文(精选3篇)》,仅供参考,大家一起来看看吧。

交通气象信息论文 篇1:

交通气象监测系统组成与应用研究

摘要:随着经济社会的发展,我国交通行业有了突飞猛进的变革,伴随而来的是人们对交通气象信息的需求也日益提高。为了能够提供道路交通所需的气象信息,交通气象监测系统的开发建设和应用刻不容缓。文章介绍了为此研究开发的交通自动气象站系统,详细介绍了交通气象监测系统的组成、特性和分类等,并对交通气象监测系统的应用进行了阐述和分析。

关键词:交通气象;检测系统;组成;应用

引言:气候变化带来了更加复杂的天气现象,这种状况也在较大程度上影响日常通行。遇到恶劣天气时,城市交通也很容易遭受阻碍,例如在寒冷冬季交通受到降雪和道路结冰造成的干扰。作为气象部门,有必要运用气象监测系统来收集实时性的交通气象信息,在此基础上传送信息并且提供交通决策参考[1]。由此可见,监测交通气象的系统在保障交通安全这方面具有重要意义。对于交通气象监测而言,有必要探析气象监测的具体系统组成;结合交通气象监测的真实状况,探求气象监测在现实中的运用思路。

一、交通气象监测系统组成

(一)气象观测。从分类来看,交通气象观测包含了短期和长期这两类的观测方式。在这其中,短期气象观测重视特定地点和时间段的交通气象状况,具体方式包含了自动式便携观测站、人工气象观测及应急车观测的三种类型。对于黄金周或春运等时段可以展开短期观测,此外在突发某种气候灾害时也需要运用短期观测[2]。

相比而言,长期性的气象观测关键点在于设置自动式的综合气象站,通过综合观测来判断路况与气象环境。对于交通观测而言,长期观测构成了其中的核心。从目前来看,各地陆续建成了长期观测交通气象的观测站,其中领先的观测站包括海南和北京的观测站。在长期观测气象的过程中,气象观测的要点集中于路况、风向风速、当地的温湿度、行车的能见度及路面温度等。自动式的观测站可以测量全面的交通路况,其中包括测定风向、观测气压和雨量等。

(二)数据采集处理系统。交通气象站在具体采集实时性的气象数据时,通常是借助中心站和存储数据系统来完成的。在气象观测中,气象监测中心设置了核心的单片机和工控机,在此基础上用于采集实时的气象数据。经过数据存储以及处理后,就能够据此判断实时性的路况和气候。中心站可以用来接收处理后的气象及路况数据,然后给出相应的气象监测指令。

在系统结构中,预处理和自动采集模块用来搜集并判断实时路况和其他数据,然后通过预处理来定位路况信息。观测站可以用于存储路况数据,至少应当保留最近一个月的气象和路况要素。对于存储管理而言,采集处理气象数据的系统保障了循环管理的实现,同时也可以自动清除过时的内存数据。依照中心站的判断结果,气象观测站就可以上传精确的气象数据。此外,系统还具备时钟校准的性能,能够校准观测时间和日期,在校准的基础上保证时钟的精确性[3]。

(三)数据处理及共享系统。观测站通过获得实时性数据,就可以进入后期的数据共享和生成过程中。对于搜集的气象资料,观测站可以自动予以处理并且分析,经过全方位的信息分析再去生成气象观测信息。在气象站的内部设置了采集器,采集系统可以借助有线网来传输实时的气象和交通信息,中心站负责接收气象情况。在接收信息后,中心站就进入了信息入库、信息分发和数据判断的过程中。经过全面的判断,就可以生成气象监测的曲线测图。从现状来看,气象监测与服务的系统可以分为多种;对于用户而言,可以结合需求选择最适合自身的一类气象监测软件。在获知气象信息后,交通部门也能迅速给出各路段的预警信息。

二、交通气象监测系统应用

(一)天气预报中的具体应用。很长时期以来,公众都是通过收听预报的方式来获知天气的,天气预报因此构成了气象预测的最重要形式。技术进步的状态下,各种类型的移动终端和网络电视都可以用来播放天气预报;与此同时,天气预报也可以为民众呈现不间断的天气预测信息。确保天气预报的精确性,有助于民众了解交通气象,在明确气候变化现状的基础上就增加了出行的便捷性。借助网络的渠道,民众也可以收听实时性的天气实况和交通路况,有助于保障最基本的通行安全[4]。

例如:在安卓系统的辅助下,网络可以发布零延迟的气象信息,确保身处任何地点的用户都可以予以收听。通过观测交通气象,系统还可以判断精确的周边路况,杜绝盲目出行的弊病。这样做,有助于提供查询天气的科学基础,同时也扩展了发布天气预报的途径。

(二)气象灾害预警和交通管制中的应用。路面交通与气候变化具有紧密的联系,二者是不可分割的。做好灾害预警,有利于在根本上杜绝灾害天气带来的交通安全威胁,同时也保障了民众出行时的安全。作为气象部门,通常需要借助监测系统搜集得到的精确资料来发布预报,从而为交通管制提供根据。完善对于灾害性气候的精确预警,有利于做出交通管制的科学决策。例如2013年四川雅安遭受泥石流的特大灾害,如果能够借助气象预警的方式,那么就可以减少泥石流的损失。结论:经济进步的趨势下,生活水准正在迅速改善,与之相应的出行和交通需求也变得更多。由此可见,交通监测的精确性直接关系着日常出行,关系到出行安全和行车顺利。做好交通气象监测,这样做有助于在根本上保障安全通行,杜绝恶劣气候造成的交通阻塞等不良现象[5]。在构建交通气象的监测系统时,相关人员还需要更加重视气象数据监测和气象资料运用等关键点,密切结合各个环节的监测应用。完善监测系统内部的构成,有利于借助更多渠道来发布精确的气象信息,从而服务于交通气象监测的整体水平提高。

参考文献

[1]田艳,张志强,张景涵等. 高速公路交通气象监测系统的研究与应用[J]. 气象水文海洋仪器,2011(02):86-89+95.

[2]刘晓磊,胡斌,余世同. 交通气象监测系统组成与应用[J]. 气象水文海洋仪器,2015(01):89-91.

[3]唐延婧,宋丹,柳艳香等. 贵州高速公路交通气象监测系统的初步应用研究[J]. 交通运输工程与信息学报,2015(03):39-47.

[4]高锐锋,包志华,周晖等. 基于3G网络的交通气象信息自动监测系统[J]. 测控技术,2014(02):11-15.

[5]王晓,狄远. 酒泉市公路交通气象服务系统的组成和应用[J].农业与技术,2016(09):164-165.

作者:古伟 吴跃中 杨旭

交通气象信息论文 篇2:

针对发展吉林省高速公路交通气象服务的建议

摘要:吉林省地处中纬度地区,气象灾害及衍生灾害频繁发生,对高速公路行车安全产生较明显影响。为实现恶劣天气条件下高速公路运营决策管理提供科学依据,提供全省高速公路路况气象信息及重要预警信息的发布和对高速公路路况气象信息的查询,进一步提升高速公路畅通的气象专业化服务。

关键词:高速公路;气象服务;建议

吉林省地处中纬度地区,次生灾害频繁发生,干旱、洪涝、低温冷害、冰雹、雷电、霜冻、大风、沙尘暴和泥石流、山体滑坡等灾害严重影响了吉林省的经济发展,仅“十一五”期间,我省因气象灾害造成的经济损失就约达250多亿元。吉林经济的发展离不开交通,全省基本形成四通八达的高速公路交通网,使出行更加便利。

为进一步实现恶劣天气条件下高速公路运营决策管理提供科学依据,提高公路在恶劣天气条件下的安全和道路通行能力,建立吉林省高速公路预报服务指标;研究高速公路气象信息服务内容、服务方式,建立完善的高速公路气象信息发布流程,实施高速公路气象信息的预报和发布,有效提升高速公路运营管理的整体服务水平,特别是恶劣天气、突发天气的路况信息,实现全省高速公路路况气象信息及重要预警信息的发布和对高速公路路况气象信息的查询,提高各部门应对恶劣天气和突发事件的能力,进一步提升高速公路保证畅通的气象专业化服务。

1 吉林省交通气象服务现状

1.1 吉林省高速公路现状

目前,全国高速公路里程超过13万公里,吉林省已达3113公里,到“十三五”末将达4500公里。随着高速公路建设加快,汽车已成为人们出行的主要交通工具之一;保障安全行车越来越重要,交通事故给人们生命财产带来了巨大损失,教训沉痛。吉林省是气象灾害频发的省份之一,气象原因导致交通事故发生尤为突出,据不完全统计,因气象原因导致的高速交通事故约占30%~70%,低能见度、道路结冰、积水、积雪、高温天气直接气象灾害及由暴雨天气次生的洪涝、泥石流、塌方等衍生灾害,直接影响高速公路的行车安全。开展高速公路行车安全专业气象服务是加强公共气象服务的重要内容,是落实“公共气象、安全气象、资源气象”发展理念的重要措施,是构建和谐社会、保障人们生命安全的基本保障,也是气象部门提升服务能力,提高服务质量,发挥气象服务总体效益的有效途径。

1.2 服务现状

目前,吉林省专业气象台开展的公路交通气象服务主要是高速公路、国家级公路、省级公路交通专业气象服务。在高速公路气象服务方面,服务的主要内容是根据公路交通管理部门对不同气象要素的影响程度开展的天气预报,气象服务产品有:吉林省内的主要高速公路路段的常规天气信息,能见度、相对湿度、安全等级等服务内容。

表1列出了目前我省为省内部分路段高速公路沿线预报服务在公路气象服务上,主要提供全省范围内的未来三天的天气预报、一周天气趋势预报和不定期提供重大过程天气预报,遇有气象预警信息时第一时间提供适时预警信息服务,服务主要通过短信预警信息、网站传输、微信服务等方式。

2013年按中国气象局要求,我省建设了第一批交通气象观测站。第一批共建成九个交通自动观测站,分别位于德惠服务区、辽源收费站、靖宇收费站、辉南服务区、四平收费站(无设备)、松原西收费站、龙嘉机场、吉林收费站、江密峰服务区、蛟河服务区。2017年已建交通自动观测站20个,其中珲乌高速13个、京哈高速建站1个、长春绕城高速2个、扶长高速2个、大广高速、沈吉高速各1个。自动站建设对建立吉林省高速公路预报服务指标;提前预测并发布及时、准确的公路交通气象信息,便于管理部门对司乘人员提前采取有效措施,预防和减少交通事故,保障高速公路的安全畅通,减少不必要的经济损失。

2 吉林省交通气象存在的主要问题

2.1 高速公路沿线气象监测站点的缺乏

目前,在高速公路沿线和收费站设置的第一批交通气象要素观测站数量稀少,监测项目较单一,无法建立布局合理的综合气象观测网。

2.2 交通站不具有代表性

我省现有交通气象站建设位置大多选在高速公路收费站与服务区,未发挥关键性作用,并且建站完成后缺少必要的设备维护,交通观测站出现了设备损坏、太阳能板丢失等现象。

2.3 缺乏气象灾害指标

随着全国高速公路网的快速建设,吉林省公路交通影响严重的路段,也开展了气象条件方面的研究和服务工作,虽然相应开展了气候背景的道路交通服务,但缺乏适合公路交通气象灾害预警指标,无法全面铺开交通气象专业服务。

服务能力与社会需求存在较大差距,科技含量需要进一步提高。虽然近几年我省高速公路网的建设已有一定的进展,但公路沿线气象监测站点的布局及适合本省的气象灾害预警指标、模式释用和模型的建立,预报制作發布平台和业务流程规范等方面有着迫切的需求。

缺乏统一的业务流程和规范,省内各市之间、省市之间缺少沟通和联动,无法形成合力。同时,缺乏人机交互的公路交通气象监测预警预报服务业务系统的支撑,无法有效利用省级共享的数据和产品开展更为精细化与专业化的预报服务。

3 建议

开展吉林省内高速公路的低温雨雪冰冻、大雾等气象灾害风险评估技术研究;进一步完善交通气象指标体系中各指标的阈值、影响程度、服务用语等,不断提高高速公路交通气象等级预报的准确度;加强部门数据共享,接入高速公路封道、施工等服务信息;为构建全省交通气象服务系统夯实技术基础。

加强交通气象服务能力建设,进一步加深交通气象服务研究,研究更加科学有效的交通服务技术方法。增加气象与交通部门间沟通,充分了解和适应交通部门需求,不断调整和改进服务方式和服务产品,使交通气象服务更加灵活化、人性化、实用化。加强专业气象服务人才培养,加强交通部门管理相关人员气象知识的培训,加强交通气象服务研发团队发展,吸引和培养相关人才。

收集分析省交投新建交通气象站数据资料,尽快应用于高速公路实况、预报服务。

参考文献

[1]慕慧,杨少伟,赵一飞,潘兵宏.基于视觉适应性的公路隧道限速研究[J].重庆交通大学学报(自然科学版),2010,(02).

[2]石从宴.恶劣天气条件下高速公路交通事故预防对策与实践[J].湖北警官学院学报,2004,(05).

[3]陈爽.山区高速公路汛期运营安全警戒系统研究[D].西南交通大学,2008.

[4]纪延安.浅谈高速公路重大交通事故堵塞应急管理要点[J].大众科技,2011,(11).

[5]钱宇彬,刘浩学,王婉秋,吴长水.夜间长途客车进出高速公路隧道群驾驶行为实验研究[J].北京理工大学学报,2013,(09).

作者简介:金顺梅,本科学历,高级工程师,研究方向:气象科技服务。

作者:金顺梅 吴哲林 王华

交通气象信息论文 篇3:

DZZJ9交通气象站常见故障分析及维护

摘要 主要介绍了DZZJ9交通气象站常见故障以及维护方法。当供电系统出现问题时,可通过查看历史数据中采集器电压、传感器状态码或现场测量相应电压来判断;当通讯出现问题时,可查询日志中心跳包是否间断性出现或现场查看PWR灯和NET灯是否同时闪烁来判断;当采集器出现问题时,可通过检查台站日志是否仍可获取当前台站心跳包或现场读取数据格式是否正确来判断;当传感器出现问题时,可通过查看历史数据是否异常来判断,具体传感器维护方法可参考区域自动站维护经验。按照文章中介绍的DZZJ9交通气象站维护方法和流程,能够解决大部分实际工作中的故障,对台站维护人员具有一定的参考意义。

关键词 DZZJ9交通气象站;供电系统故障;通讯故障;采集器故障;传感器故障

随着当代高速公路交通的快速发展,交通安全问题也面临新的挑战。许多研究表明,恶劣天气条件是造成交通事故发生的重要原因之一[1-5],每年全国高速公路事故中,发生在强降水天气、雾天、雪天的事故比例占总数的39%。

交通气象站是一种结构紧凑、使用灵活、结实耐用、低功耗的气象测量系统,它采用了最新的测量和通讯技术,为多种气象和路面参数提供可靠、连续的数据。可以连接不同的通讯设备,如GPRS/CDMA、光纤MODEM 及卫星发射机进行数据传输。交通气象站的应用,可以大大减少交通事故和保证交通安全,节约燃料和减少车辆的磨损,发挥公路快速、安全、舒适和高效率的功能,具有较为显著的经济效益、社会效益和环境效益。

近年来随着智慧气象的不断发展,江西省正全面建设交通氣象站,目前正处于初步建设阶段,全省共完成9套交通气象站建设。交通气象站运行时间还不长,目前绝大多数维护经验均参照国家气象观测站或区域自动站方法,虽能解决常见故障,但面对部分软件问题以及棘手问题仍没有有效解决办法。实际业务运行中对故障解决的效率要求越来越高,对维护人员的要求也越来越高,本文主要介绍DZZJ9交通气象站常见故障以及维护方法,供维护人员参考。

1 DZZJ9交通气象站组成结构及功能

DZZJ9交通气象站由天津中环天仪气象仪器有限公司生产,主要由监控中心站和自动气象监测站组成。

中心站安装在监控指挥中心,由计算机、软件、通讯设备、网络等组成。自动气象信息监测站由各类气象传感器、供电系统、采集器、传感器、通讯部件、风杆及支架等组成。主要负责实时采集公路环境的天气现象、 路面状况、路面温度、路基温度、气压、能见度、温度、湿度、风向、风速、雨量等气象数据,并进行存储;按照监控中心站命令,向气象监控中心发送气象数据和状态信息(图1)。

2 常见故障分析及维护

2.1 常见故障排查流程

常见故障包括供电系统、通信模块、采集器、传感器等。在设备运行过程中,故障导致的现象为无数据、无通信、数据格式不正确等。经过对常见故障分析,总结出故障排查流程(图2)。

当出现交通气象站数据中断故障时,通常先通过中心站软件进行初步判断。查看历史数据中采集器电压,传感器状态码可初步判断是否存在供电为题,当供电电压小于11 V时,PV控制器会启动保护切断负载;查询台站历史数据,如数据间断性出现,日志中心跳包间断性出现,则可判定为供电或通讯故障;通过历史数据中断时间来检查台站日志,若日志仍可获取当前台站心跳包,则可判定为采集器故障;若中断数据后日志内不包含当前台站心跳包,则可通过短信方式获取DTU模块信号,查看位置网络信号,如信号大于9,则排除DTU故障。

当部分数据出现异常时,通过中心站数据查询功能查看数据,若供电电压正常,部分传感器数据异常,且长时间不能够自行恢复,则可判定为存在外界因素干扰,如线缆破坏,接地故障等。如所有传感器均数据异常时,则判断为检查防雷板或采集器故障。

2.2 常见故障维护与处理

2.2.1 供电判断 自动站正常工作电压为11~14 V,通过查看连线图测量采集器BATT,PV控制器负载和电池电压是否处于正常工作范围内,当电池电压与负载电压相差较大时,可判定PV控制器故障。切断PV控制器负载和电池后可测量PV控制器太阳能板电压,光照存在时电压应大于15 V,光照强烈时接入电池后充电电流大于1 A为正常工作状态。采集器正常工作情况下应有5 V直流电压从采集器输出至防雷板。当出现保险管熔断或工作电压低于5 V情况时,应检查设备内是否存在短路现象,取下防雷板上所有传感器端子,使用万用表通断档测量连线图内每个供电+、-是否短路,如不存在短路再依次接入传感器并检测剩余供电端子,查找传感器是否损坏导致短路。

2.2.2 通讯判断 通讯模块在正常工作时PWR灯(红色)和NET灯(黄色)同时闪烁,每当数据由采集器发出时,DATA灯(绿色)会闪烁。当NET灯和PWR灯交叉闪烁,且NET灯2 s左右闪烁1次时,判断为通讯地址端口断开。当NET灯闪烁频率为1s数次时,判断为电话卡网络信号异常或欠费(表1)。

2.2.3 采集器判断 采集器正常工作时RUN灯处于闪烁状态,终端接口依据不同数据发送间隔会传输以BG开始,ED结尾的数据,数据残缺或乱码可判定为采集器故障。采集器如出现分钟内反复重启,发出蜂鸣声,则判定为采集器内程序丢失,需使用CF卡重新加载采集器程序。

2.2.4 传感器判断 当路面状况传感器出现数据异常时,可在路面状况传感器检测区域模拟潮湿、积水现象,与此同时在采集器自动上传数据中查找APH项,该项数值11为干燥、12为潮湿、13为积水,传感器反应时长约1 min,若明显现象下采集器APH数值对应错误,则判定为路面状况传感器故障。空气温湿度、风向风速、气压、能见度工作原理与区域站传感器原理[6-8]一致,可通过区域站故障排查经验自行查找传感器故障。

3 结束语

未来几年江西省交通气象站将慢慢实现县级全覆盖,县级气象部门工作重心也将慢慢转向设备维护保障工作,快速准确找出故障并解决故障是每一个维护人员应具备的素质。文章介绍的DZZJ9交通气象站故障排查方法从供电系统开始,到通讯系统,再到采集器和传感器能够解决大部分实际工作中的故障,具有一定的参考意义。但是实际维护过程中仍需谨慎小心,多参考维护手册以及实际工作经验,才能有效保障数据的可用率和及时率,促进气象业务高质量发展。

参考文献

[1] 康延臻,王式功,杨旭,等.高速公路交通气象监测预报服务研究进展[J].干旱气象,2016,34(4):591-603.

[2] 白永清,何明琼,刘静,等.高速公路交通事故与气象条件的关系研究[J].气象与环境科学,2015,38(2):66-71.

[3] 刘兆惠,王超.降雨环境对交通系统安全性影响的研究[J].山东交通科技, 2009(5):13-15.

[4] 王超,许洪国,刘兆惠.降雨环境下交通安全影响因素贡献度研究[J].长春理工大学学报:自然科学版,2011,34(1):88-91.

[5] 吴建军,衰成松,周曾奎,等.短时强降雨对能见度的影响[J].气象科学,2010, 30(2):274-278.

[6] 沈玉亮,方海涛,陆斌,等.浅谈DZZ3型自动气象站的设备维护[J].气象水文海洋仪器,2018,35(1):86-92.

[7] 朱斌,钟鸣.DZZ3区域自动气象站常见故障排查[J].气象水文海洋仪器,2020,37(3):116-118.

[8] 沈玉亮,方海涛,陆斌,等.DZZ3型自动气象站常见故障的处理方法[J].气象水文海洋仪器,2018,35(2):80-86.

责任编辑:黄艳飞

作者:李昕 朱斌

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