高速公路监控设施气象检测器
高速公路的机电的系统介绍
高速公路交通机电工程简介高速公路交通机电工程包括三大系统、隧道机电工程（供电、消防、通风、照明等）。
三大系统包括''监控系统〃、''收费系统〃和''通信系统〃。
以下根据我公司长年在高速公路机电工程领域作为集成商及产品供应商的经验，对三大系统的解决方案作简要介绍。
一、监控系统监控系统主要由信息采集子系统、监控中心及信息发布子系统三大部分组成。
信息采集子系统包括：车辆检测器、气象检测器、紧急电话和巡逻车。
信息发布子系统包括交通标志、标线和信号等，是交通监控管理为用户服务的主要形式。
监控中心是高速公路全线路监控系统的最高层即控制中心，主要负责全线路范围内交通情况的监视和控制。
监控系统的功能包括：道路及隧道桥梁监视、交通量检测、气象监测、信息采集与发布、交通诱导、隧道检测等。
主要设备包括：车辆检测系统、气象检测设备（能见度、冰检等）、情报板系统、路侧摄像机系统、监控分中心计算机网络、地图板、大屏幕投影系统、图像监视系统、主控制台和监控软件、事件检测系统、隧道CO/VI检测设备、隧道火灾检测及报警系统、隧道PLC设备等。
针对交通监控系统的系统构建目标与运营单位的运营管理需求，结合系统设备的功能特点与运行方式，我公司在长期工程实践的基础上，本着功能清晰、操作简捷、先进适用、便于扩充的原则提出以下系统解决方案。
（1）道路监控系统•路段监控中（分）中心计算机管理系统主要包括系统硬件与软件两个组成部分，其中计算机硬件主要有：数据库服务器、业务计算机、图形计算机、路由器、交换机、打印机等；软件系统主要包括：系统软件、支撑软件和业务管理软件等。
利用计算机管理系统可以完成对于道路沿线外场设备的状态查询、信息获取、功能设定；交通管理方案的比较与优选、交通控制参数的确定；路政、公安、医疗等相关部门的信息共享与突发事件的协同处理；报表打印、日常信息管理等功能；•信息采集系统精彩文档用于道路沿线的交通、环境信息的采集，采集方式主要有人工采集和自动采集两种。
高速公路机电工程分部分项划分
高速公路机电工程分部分项划分
本文介绍了高速公路建设中的各种工程和设施。
其中，标线、突起路和波形梁护栏等交通安全设施按5-10公里为单元进行分部工程。
防眩设施、隔离栅和防落网等也按照相同的标准进行分部工程划分。
车辆检测器、气象检测器、闭路电视监视系统和可变标志等监控设施也是按照这个标准进行划分的。
机电工程方面，大屏幕投影系统、地图板、计算机监控软件与网络等设施都是按照标准进行划分的。
通信设施方面，紧急电话系统、无线移动通信系统、数字程控交换系统和光电缆线路等设施也是按照标准进行划分的。
防眩板、网、缆索护栏和砼护栏等设施也是按照相同的标准进行分部工程划分。
收费系统方面，入口车道设备、出口车道设备、收费站设备与软件和收费中心设备及软件等设施都是按照标准进行划分的。
闭路电视监视系统、内部有线对讲及紧急报警系统和收费站内光、电缆及塑料管道等设施也是按照相同的标准进行分部工程划分。
机电工程方面，照明设施、车辆检测器、气象检测器、闭路电视监视系统、紧急电话系统和环境检测设备等设施都是按照标准进行划分的。
报警与诱导设施也是按照相同的标准进行分部工程划分。
隧道机电设施方面，通风设施、照明设施、消防设施和本地控制器等设施都是以座为单位进行分部工程划分的。
可变标志、中心（站）内低压配电设备和IC卡及发卡编号系统等设施也是按照标准进行划分的。
隧道监控中心计算机控制系统和隧道监控中心计算机网络等设施也是按照相同的标准进行分部工程划分。
气象监测服务系统在河北高速公路的应用
路所 在大 范 围雾 日年 平均 可 达３ 天 ，持续 雾 日最 长达 ｌ天 。而 团 ２ ３ 雾 是诱 发交 通事 故最 多 的灾 害性 天气 ，以 京沪 为例 ，２ ０ － ２０ ０６ ０８ 年６ 月其 出现 １８ 雾 日，８天 对 应有 封 路或 交通 事 故 ，其 中 团雾 ０个 Ｊ 造成 的 事故 和封 路多 达 ３ 次 ，给 高速公 路 的安 全运 营 带来 了极 大 ｓ
信息整合与服务项 目
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检 测 器 设 备 要 素
安 装 的气象 检测 器有 ８ 要素 、７ 素和 单要 素三 种 ，各设 备主 要
要功 ｔ ：Ｉ ： Ｉ１ ￣下 ：
８ 素气 象 检测 器 ：能够 对 能 见度 、风 速 、风 向 、雨 量 、温 要 度 、湿 度 、气压 、路面 状 况等 气象 要 素进 行 全天 候检 测 ，此 检测
技 术 ＜ ＣＮＬ Ｙ Ｔ ＨＯＯ Ｅ Ｇ
气 象监 测服 务 系统 在河 北 高 速公 路 的应 用
文 ／河北省高速公路管理局指挥调度 中心 张树杰 李泽洪
河 北省 受地 理位 置和 地貌 的 影响 ，天 气复 杂 ，夏 季多 雷雨 、 暴雨 、高 温 等天 气 ，秋冬 季雾 日频 发 。根 据 １７ 年至 ２ 。 年 ３ 年 ９ ６ ０Ｏ ５ Ｏ
地 区代 表性 气候 特 点的 地点 。
原 则三 ：在 灾害 性天 气 频发 路 段 适 当加 密布 设 检 测站 。兼顾 供 电 、防护 、维 修 等 因素 。有 配 电点 的 位 置以 交 流供 电 ，无 配 电
点 的地 点选 用太 阳能 供 电。
结束语
目前 ，该 系 统只 是 河 北省 交 通气 象 监测 及 信息 服 务系 统 的一 期 工程 ，２ １ ，我省 进 一 步加 大 了 交通 气 象 监 测 网络 建 设 ，在 ０ １ 年
高速公路交通监控系统技术应用的探讨
Ｄ Ｍ、 Ｅ 子速率 板和串 口 设备等 。 ｌ 数据采集方式 在 高速公路 【控 中一般 应采用专 线 Ｍ — Ｏ 在高速公路嗌控中 ， 数据采集分为两种方 Ｄ Ｍ主要足用 以延伸计算 机数字信 式 ， 自动采集方 式和非 自 事件检 测方 式 。 Ｄ Ｍ。ＭＯ Ｅ 即： 动 Ｅ 自动采 集方 式是扯后 台 自动进行 的数 据采集 ， 号 传输 的距离 。 不需要人工干预 ， 采集过程对于监控人员 来说 Ｍ Ｅ Ｍ￥￣算 机送来 的数字 信号调制成 Ｏ Ｄ １－ ｔｔ ， 调制后 的载波信 号通过通 是透 明的。非 自动事件检测方式是指监 挎人员 载波信号 拟信号） Ｄ Ｍ将接收 到 通过 道路监视或紧急 电话 等确 认交通 事件 ， 或 讯 信道送 到控 制室 ，由上位 ＭＯ Ｅ 交利用人工观测的方式获得气象情况 ，并在前 的载波信号解调成数字信号 ，最后送给通信计 台人机交 互 界面输 人交 通事 件信 息 和气 象信 算机处理。 若外 场 没备和通 信计 算机 之 间的距 离较 息， 存人到数据库业中去。ｑ 【为非 自 动事件检测 方式较 为简单 ， 本文就不冉详述 ， 面将 详细介 小 ，外场设 备 和通 信计算 机 之 间直接 用一 对 下 Ｄ Ｍ就可 以 实现数据 传输 ；若距离超 出 绍数据 自 动采集方式 。 数据 自动采集 ， 主要 ＭＯ Ｅ 一般 涉及 的设 备有 ： 设备 、 外场 通信 设备 、 口设备 了 Ｍ Ｄ Ｍ的最大传 输距离 ， 串 ＯＥ 这时必须 添加其 例如子速率板。 子速率板也是 和通信计算 机 。 在一般 高速公路监控系统中 ， 外 它数据传输设备 ， 场设 备主要有车辆检测器 、 象检测器 、 气 能见度 成对使用 的，上位端一般在 监控室 附近 的通信 检测 器 、可变信息标志 （ 包括小型可变 信息标 机房 ， 端 ｎ 信 站。 下位 通 外场设备一般位于某个 收费站 ） 近 ， 附 距离 立交 一般 在几公 里 以 志） 可变限速标志等 ； 、 通信设备一般采 用 Ｍ — 立 交（ Ｏ 可在立交附近可设立通信站 。 一对子速率板 Ｄ Ｍｉ制解调器） 它数据传输设备 ； Ｅ （Ｊ Ｊ ￣ 和其 中口设 内，
浅析高速公路监控系统
关键 词 ： 速公 路 。 控 过 程 ， 控 系统 结构 高 监 监
中 图分 类 号 ： ４ １ Ｕ ９
文 献标 识 码 ： Ａ
文 章编 号 ：０６ ８３ （０ ９ ２ — ０ ３ Ｏ １０ — ９ ７ ２０ ） ４ ０９ 一 １
高速公路 交通工程机 电系统 由收费系统 、 监控系统 、 通信系统三大系统 ，以及照 明和通风系统和供 配电系统 组成。收费系统对道路 的使用者按既定的费率征收通行 费， 以回收道路建设投资 。 通信系统为收费和监控系统提 供信息传输的通道 。 监控系统是三大系统 的核心 ， 它对高 速公路交通流状态和交通环境进行监测 ，并根据需要对 交通流进行诱导和控制 ， 保证车辆运行畅通 、 减少交通事 故、 降低事故的危害性 。 高速公路 监控 系统 由外场监控设 施、 站场监控 室和各级监控 中心组成 ， 是实现高速公路运
应运 而 生 。
１ 监控过程
交通监控过程如图 １ 所示 。 出为车辆运行状态 ， 输 输 人为控制指标 ， 受控对 象为交通流 ， 道路 、 交通和气象环
控中心 ， 外场设备和通信传输 系统构成 。 监控中心由交通 状态检测子系统和交通控制子 系统组成 ；外场监控 系统 由交通信息采集 子系统和交通信息提供子 系统构成。 高速公路监控 系统控制策略的形成包括 以下几个方 面： ①通过车辆 检测器 、 气象检测器采集到现场交通参数 及 气象信 息参数并 利用控 制计算 机进 行事件 的 自动 判 别， 并通过其它途径 ， 包括巡逻车 、 护车、 养 路上工作人员 等获取交通事故及路面维护等信息 ， 以及从 紧急 电话 ， 业 务 电话获取车辆 事故 的信息 ；②高速公路外场摄像机是 观察高速公路上交通状态和确认事件的最重要最直接的 手段 ，每台摄像机视频 图像窗 口初 始位置均设置在能覆 盖各 自区域的相应预置点上 ， 例如 出现紧急 电话报警时， 会 有对应 的外场摄 像机将 紧急 电话 附 近的 区域 迅速锁 定， 以保证路上任何一点发生事故 ， 均能在相应的视频监 视窗 口观察并对事件进行确认 。 ③事件确认后 ， 由计算机 系统 自动形 成控制方案 由工作人 员确认 正确后执行 ， 方 案包括 出动救护 、 排障等车辆 、 过情 报板 、 通 路侧广播 向 道路使用者显示警告 、 限速 、 车道关 闭甚至道路关 闭等信 息 以引导或疏散交通 流 ， 并通过业务 电话 向医院 、 消防 、 交警部门报警要求协调处理 。
高速公路交通机电工程详解
高速公路机电工程系统高速公路机电系统隶属于交通工程（安全设施、管理设施和服务设施）的管理设施。
六大系统高速公路机电系统被划分为六大系统，即监控系统、通信系统、收费系统、低压供配电系统、照明系统、隧道机电工程系统。
在高速公路的建设和发展过程中，监控、收费、通信三大系统是同步进行，协调发展的。
组成部分一、监控系统高速公路监控系统从管理层次一般分为外场设备、监控站（或隧道管理站）、监控分中心以及监控总中心。
外场设备按物理环境分为一般路段设备和隧道内设施。
一般路段设备包括车辆检测器（有源环检测器、微波检测器、视频检测器等）、气象检测器（风速风向检测器、温湿度检测器、能见度检测器、路面温度检测器、雨量监测器等）、信息发布屏和遥控摄像机等；隧道内设施一般分为环境检测系统（CO检测器、照度检测器、能见度检测器等）、交通控制子系统（信息发布设施、视频检测设施、流量监测设施等）、火灾检测报警子系统、隧道通风控制子系统、隧道照明控制子系统、有线广播子系统以及本地控制子系统等。
监控站（或隧道管理站）、监控分中心、监控总中心监控系统根据建设规模和要求的不同一般由监控中心由计算机网络系统、闭路电视监视系统、控制台及辅助设备等部分组成。
高速公路监控系统主要由信息采集子系统、监控中心及信息提供子系统三大部分组成。
信息采集子系统包括：车辆检测器、气象检测器、紧急电话和巡逻车。
监控中心是高速公路全线路监控系统的最高层即控制中心，主要负责全线路范围内交通情况的监视和控制。
信息提供子系统包括交通标志、标线和信号等，是交通监控管理为汽车用户服务的主要形式。
国内现阶段的监控主要是视频监控。
视频监控主要由以下子系统组成：1.视频摄像子系统，包括摄像机，摄相机镜头，摄像机支架，防护罩，云台，摄像机支柱2.图像串数字系统，主要视频发射机，中继器，接收器，线缆，视频分配器3.输出子系统，包括：监视器，硬盘录像机，延时录像机4.控制子系统，包括云景控制器或控制键盘，副控键盘，矩阵切换器，画面分割器二、收费系统收费系统高速公路收费系统从管理层次一般分为所收费站、收费分中心和收费总中心。
维萨拉-遥感道路气象站(路面状况检测器)方案
维萨拉遥感气象站方案一、系统简介芬兰维萨拉公司所提供的自动气象站适用于高速公路及机场跑道，能够向监控部门提供各种必须的气象信息：路面结冰状况、路面温度，大气温度、相对湿度等。
气象检测器布设于道路沿线，用于自动检测道路状态和相关气象信息，包括路面温度,路面状态和雨、雪、冰等造成道路湿滑因素的检测。
经采集器处理并传到需要的监控中心，以便监控中心根据气象状况及时做出控制方案。
气象检测器包括各种传感器和对各个传感器检测的实时信息进行收集、处理的微处理器，气象检测器可以实时检测报告路面温度,路面状态等。
并能够通过这些配置传感器提供的实时数据进行信息加工处理，得出重要的决策支持信息，如道路危险状态，路面雨霜冰的预警和报警，水冰层的厚度。
辅助高速路监控管理维护人员采取相应措施，保证道路安全运营二、 ROSA气象站组成（见方案图）2.1 检测探头技术指标1．遥感路面/桥面状态检测（DSC111)遥感道面状态测量，易于安装、维护成本低，无需在道路上切割开槽或者封闭道路进行作业。
即使交通繁忙测量结果仍然稳定。
光谱测量原理能够准确测量路面水、冰、雪的厚度。
能够准确地报告道路状态以及路面结冰，能够通过湿滑系数准确报告道路湿滑程度，因此维护人员能够监测到道路湿滑原因和变化，以迅速采取对策。
——非侵入式遥感道面温度和状态测量——路面温度和空气温湿度——路面检测：水层厚度：0.00 – 2mm冰厚：0.00 – 2mm雪厚：0.00 – 10mm分辨率：0.01mm——道路湿滑系数：0.01 - 1.00分辨率：0.01单位——路面状态：干、潮、湿、霜、雪、冰、浆状混合物——测量距离：2－15m——测量面积：距离10米处，直径20厘米——地平线安装角度：30－85︒2．遥感路面/桥面温度检测（DST111）维萨拉遥感道面温度传感器DST111 使用户可以选择以遥测的方式测量道路表面温度。
通过测量路面发射的红外辐射，应用智能化信号处理， DST111提供可靠的遥感路面温度测量。
维萨拉-道路气象检测器技术参数-DR11+PWD+WMT
道路气象检测器技术说明1. 遥感道面/桥面状态检测器 -DSC111遥感检测道面状态，内部没有活动部件，采用LED光源，正常使用无需定期更换。
易于安装、维护成本低，无需在道路上切割开槽或者封闭道路进行作业，特别适合桥梁应用。
利用光谱分析原理准确测量道面水、冰、雪的厚度。
能够准确地报告道路状态以及路面结冰，能够通过创新的湿滑系数算法直观反映道路湿滑程度，使得维护人员能够迅速采取对策，减少发生危险。
——非侵入式遥感检测道面状态——道面检测：水层厚度：0.00 – 2mm冰层厚： 0.00 – 2mm雪层厚： 0.00 – 10mm分辨力： 0.01mm——道路湿滑系数：0.01 - 1.00分辨力：0.01单位——道面状态：干、潮、湿、霜、雪、冰、浆状混合物——测量距离：2－15m——测量面积：距离10米处，直径20厘米——地平线安装角度：30－85——重量：3.7kg2. . 能见度检测器（PWD10)能见度低严重地威胁着高速公路交通安全并大大降低交通流量。
在公路气象探测应用上，PWD10是一种高精度、可靠性强的能见度测量设备。
这种传感器能提供实时能见度。
独特的传感设计使得PWD10能够检测雾、尘埃或其它干颗粒物对能见度的影响。
检测范围10～2,000米前散射测量原理，精度±10%，信号稳定性: ±5%能在雾、雨、雪等各种天气状况下进行能见度检测动态检测光学镜头上的污染，并自动修正；校正工作应简单、方便，并提供用来校准测量精度的设备；内部加热功能可以消除因气温变化引起的镜头结雾；3. 遥感道面/桥面温度检测器-DST111维萨拉遥感道面温度传感器DST111同时测量路面发射的长波红外辐射和空气温度、湿度，经过智能化信号处理减少环境因缘影响，最终提供准确的实时路面温度；空气温度和湿度也可以作为独立参数输出。
易于安装、维护成本低，无需在道路上切割开槽或者封闭道路进行作业。
内部无活动部件，不受天气影响，耐久设计，通过可选太阳能/GSM配置可以远程独立工作。
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高速公路监控设施气象检测器1 范围GB/T XXXX的本部分规定了用于高速公路监控的气象检测器的通信规程。
本部分适用于高速公路监控系统中的上位机与气象检测器之间的数据通信。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 1988 信息技术信息交换用七位编码字符集GB/T 2311信息技术字符代码结构与扩充技术GB/T 11383 信息处理信息交换用八位代码结构和编码规则GB/T XXXX.1—XXXX 高速公路监控设施通信规程_第1部分：通用规程3 通信规程3.1 一般要求3.1.1 通信流程、信息分类与编码应符合GB/T XXXX.1—XXXX中的要求。
3.1.2 对于ASCII码编码,信息文电内容采用GB/T l988中规定的编码字符，同时采用按照GB/T 11383和GB/T 2311规定和扩充的编码图形字符集。
本部分仅列出编码的正文部分，标题（HEADING）部分的定义应按照GB/T XXXX.1—XXXX的要求。
3.1.3 对于XML编码，本部分中只列出XML编码的数据部分，包头定义部分应按照GB/T XXXX.1-xxxx 的要求。
3.2 信息分类气象检测器与上位机之间交换的信息包括以下内容：a)综合气象数据；b)能见度数据；c)路面状态数据；d)历史最早未上传综合气象数据；e)历史时段内综合气象数据；f)历史最早未上传能见度数据；g)历史时段内能见度数据；h)历史最早未上传路面状态数据。
i)历史时段内路面状态数据。
以上信息类型编码见表1。
13.3 信息编码3.3.1 综合气象数据信息3.3.1.1 ASCII码组编码综合气象数据的ASCII码组正文编码格式见表2。
3.3.1.2 XML编码<xs:element name="TEXT"><xs:complexType><xs:sequence><xs:element name="RecordTime" type="xs:dateTime"/><xs:element name="Temperature" type="xs:Byte"/><xs:element name="Humidity" type="xs:unsignedByte"/><xs:element name="AvgWindSpeed" type="xs:unsignedByte"/><xs:element name="MaxWindSpeed" type="xs:unsignedByte"/><xs:element name="WindDirection" type="xs:unsignedByte"/>1<xs:element name="HourlyFallingWater" type="xs:unsignedShort"/><xs:element name="DailyFallingWater" type="xs:unsignedShort"/><xs:element name="Visibility" type="xs:unsignedShort"/><xs:element name="AtomPressure" type="xs:unsignedShort"/><xs:element name="SurfaceTemperature" type="xs:Byte"/><xs:element name="SurfaceWater" type="xs:unsignedShort"/><xs:element name="SurfaceSnow" type="xs:unsignedShort"/><xs:element name="SurfaceIceTemp" type="xs:Byte"/><xs:element name="SurfaceStatusCode" type="xs:unsignedByte"/> </xs:sequence></xs:complexType></xs:element>3.3.1.3 路面状态代码路面状态代码见表3。
3.3.2 能见度数据信息3.3.2.1 ASCII码组编码能见度数据的ASCII码组正文编码格式见表4。
3.3.2.2 XML编码<xs:element name="TEXT"><xs:complexType><xs:sequence><xs:element name="Visibility" type="xs:unsignedShort"/></xs:sequence></xs:complexType></xs:element>3.3.3 路面状态数据3.3.3.1 路面状态代码见表3。
13.3.3.2 路面状态数据的ASCII码组正文编码格式见表5。
3.3.3.3 XML编码如下：<xs:element name="TEXT"><xs:complexType><xs:sequence><xs:element name="RecordTime" type="xs:dateTime"/><xs:element name="SurfaceTemperature" type="xs:Byte"/><xs:element name="SurfaceWater" type="xs:unsignedShort"/><xs:element name="SurfaceSnow" type="xs:unsignedShort"/><xs:element name="SurfaceIceTemp" type="xs:byte"/><xs:element name="SurfaceStatusCode" type="xs:unsignedShort"/></xs:sequence></xs:complexType></xs:element>3.3.4 历史最早未上传综合气象数据该数据ASCII码组编码与XML编码格式与3.3.1“综合气象数据”格式一致。
3.3.5 历史时段内综合气象数据3.3.5.1 ASCII码组编码历史时段内综合气象数据的ASCII码组正文编码格式定义见表6。
13.3.5.2 XML编码<xs:element name="TEXT"><xs:complexType><xs:sequence><xs:element name="HistoryDataNum" type="xs:unsignedShort"/><xs:element name="HistoryData" maxOccurs="unbounded"><xs:complexType><xs:sequence><xs:element name="RecordTime" type="xs:dateTime"/><xs:element name="Temperature" type="xs:Byte"/><xs:element name="Humidity" type="xs:unsignedShort"/><xs:element name="AvgWindSpeed" type="xs:unsignedByte"/><xs:element name="MaxWindSpeed" type="xs:unsignedByte"/><xs:element name="WindDirection" type="xs:unsignedShort"/><xs:element name="HourFallingWater" type="xs:unsignedShort"/><xs:element name="DayFallingWater" type="xs:unsignedShort"/><xs:element name="Visibility" type="xs:unsignedShort"/><xs:element name="AtomPressure" type="xs:unsignedShort"/><xs:element name="SurfaceTemperature" type="xs:Byte"/><xs:element name="SurfaceWater" type="xs:unsignedShort"/><xs:element name="SurfaceSnow" type="xs:unsignedShort"/><xs:element name="SurfaceIceTemp" type="xs:Byte"/><xs:element name="SurfaceStatusCode" type="xs:unsignedShort"/> </xs:sequence></xs:complexType></xs:element></xs:sequence></xs:complexType></xs:element>3.3.6 历史最早未上传能见度数据该数据ASCII码组编码与XML编码格式与3.3.2“能见度数据”格式一致。