Как работают датчики погодных условий
Главная Блог Метеорологические комплексы Как работают датчики погодных условий системы АДМС

Как работают датчики погодных условий системы АДМС

09 июля 2021

Чтобы получить представление о возможностях автоматических дорожных метеостанций (АДМС), нужно знать, как работают датчики погодных условий, которыми данные системы снабжены. Подобных устройств достаточно много, и каждое из них отвечает за сбор определенной информации.

Что касается значения полученных данных, то они гораздо полезнее тех, что дает общий метеопрогноз. Встроенные в систему датчики позволяют не только получить полную картину состояния автодороги на отдельных ее участках, но и сделать оперативный прогноз условий на ближайшее время.

Важность мониторинга метеорологической обстановки на дорогах

На сегодняшний день в большинстве стран принято решение о создании специальных отделов (в дополнение к службам погоды или дорожным управлениям), занимающихся разработкой прогнозов для предприятий, эксплуатирующих автодороги и обеспечивающих безопасность автомобильного движения.

Например, если взять такое явление природы, как гололед, то обеспечение профилактических мер и устранение его последствий невозможны без погодных датчиков, размещенных в непосредственной близости к дорожному полотну и измеряющих метеопоказатели в районе автодороги. Внедряемые сегодня информационные дорожные метеорологические станции позволяют делать точный прогноз относительно того, когда и где дорога покроется наледью. А также выявлять места, где ранее были распределены противогололедные материалы с остаточными плавящими свойствами, участки дороги для обработки, количество материалов по нормам и сроки.

В целом, использование данных устройств и приспособлений повышает информированность участников движения о ближайших изменениях погоды (туман, мокрый снег, ливень, метель), способных резко усложнить ситуацию на дороге.

Важность мониторинга метеорологической обстановки на дорогах
Важность мониторинга метеорологической обстановки на дорогах

Установка профессионального метеооборудования помогает специалистам дорожных служб осуществлять контроль за работой датчикой погодных условий и быстро реагировать на изменения параметров, тем самым повышая эффективность обслуживания своего участка дороги. Применение метеоустановок приносит ощутимую пользу, особенно в следующем:

  • Увеличивается безопасность на дорогах.
  • Владельцы транспорта реально экономят ГСМ.
  • Снижаются затраты дорожников на ремонтные и восстановительные работы.
  • Службы получают возможности для прогнозирования и, следовательно, более эффективного реагирования на возникающие проблемы.

Базовая комплектация метеостанции включает разные компоненты, о которых расскажем в следующих частях.

Структура системы метеоконтроля

К пользователям системы, занимающим верхний уровень, относятся работники диспетчерской службы, мобильных бригад и других служб, которые осуществляют контроль состояния автотрасс, дорожных предприятий, чиновники районной и городской администраций и прочие.


Подключение пользователей к серверу WEB, имеющему функции диспетчера, выполняют через облачные технологии. При этом нужен обычный интернет-браузер компьютера, куда пользователи заходят со своим паролем.

Онлайн-ресурс принимает, обрабатывает и архивирует информацию, поступающую с подключенных АДМС (автоматические дорожные метеостанции). Сюда же отправляются данные с видеокамер и метеорологических интернет-сайтов. На сервере происходит формирование прогнозов и различного рода отчетов в удобном для пользователей формате.

Структура системы метеоконтроля
Структура системы метеоконтроля

Под автоматической дорожной метеостанцией (АДМС) понимают оборудование, укомплектованное датчиками, выполняющими автоматические измерения характеристик, отражающих состояние дорожного полотна и погодные условия. Собираемые параметры отправляются на онлайн-сервер.

В состав АДМС может входить видеокамера. Тогда появляется возможность передавать в режиме реального времени информацию о погоде в районе автотрассы и состоянии покрытия в видео-формате, а также длительное время хранить файлы, содержимое которых может быть представлено в суде при выяснении обстоятельств преступления или ДТП. Передача данных от АДМС осуществляется с помощью GSM выбранного сотового оператора.

С помощью автоматических дорожных метеостанций можно собирать данные о:

  • температуре окружающей среды;
  • относительной влажности воздуха;
  • температуре точки росы;
  • скорости и направлении ветра;
  • показателе атмосферного давления;
  • интенсивности и количестве осадков;
  • состоянии дорожного полотна (сухо, влажно, наличие льда, снега, инея) и т.д.

Принцип работы различных датчиков погодных условий

Поговорим подробнее о том, как работают датчики погодных условий.

  • Датчики оптической видимости

Также этот прибор называется нефелометром. С его помощью в автоматическом режиме измеряют метеорологическую оптическую дальность. Данный параметр необходим для установления предела скорости автомобилей на дороге. Ухудшение погодных условий – наличие осадков, тумана – приводит к снижению видимости, что повышает риск возникновения аварийных ситуаций и дорожных происшествий. Получение своевременной информации о резком снижении видимости на участке автотрассы позволяет оповестить участников движения о том, что необходимо снизить скоростной режим.

  • Датчики температуры и влажности воздуха

Дорожная метеостанция обязательно включает датчики влажности, определяющие точку росы, то есть температуру, фиксирующую момент, когда в атмосфере образуется водяной пар. Для этих вычислений необходимо знать влажность и значение температуры воздуха.

Датчики температуры и влажности воздуха
Датчики температуры и влажности воздуха

Фиксирование параметров дает возможность прогнозировать образование наледи на дорожном покрытии, туманов, затрудняющих видимость, и выпадение обильных осадков.

Измерительная техника последнего поколения оснащается сенсорами, отличающимися высокой стабильностью и устойчивостью при работе в тяжелых погодных условиях. Прочная конструкция и фильтр, имеющий тефлоновое покрытие, создают надежную защиту от внешних воздействий.

Ориентируясь на показания этого счетчика, специалисты дорожных служб могут своевременно отреагировать на резкое ухудшение погоды, провести мероприятия по обслуживанию дороги, а также информировать водителей.

  • Датчики осадков

Профессиональный подход к содержанию автотрасс связан с необходимостью точного определения времени начала выпадения осадков и их вида (ливень, снегопад, мокрый снег и т.д.), количества и интенсивности. Тут еще надо понимать, что если мы говорим о твердых осадках, то дорожникам гораздо важнее знать не данные о количестве осадков, когда они станут водой (как это обычно рассчитывают метеорологи), а с каким слоем снега им придется бороться на дорогах.

В приборах применяются разные технологии измерения. В одних датчиках стоят по два светоизлучателя и светоприемника, расположенные один напротив другого. И когда капля дождя или снежинка пересекает световой луч, соответственно, уменьшается светопоток, падающий на приемник света.

Полученные параметры фиксируются, обрабатываются с помощью специальной программы, и пользователи видят отформатированные кодовые сообщения, указывающие на тип и интенсивность осадков.

Современные датчики погодных условий способны различать разные виды осадков, они не только указывают на снег или дождь, но и отличают мокрый снег от снега с дождем. Детализация помогает специалистам, занимающимся обслуживанием автомагистралей, более точно подбирать дорожные реагенты.

  • Датчики уровня воды

Сбор информации о меняющемся уровне воды в дополнение к метеорологическим данным позволяет делать точный прогноз о подтоплении дороги, заранее оповещать участников движения и осуществлять мероприятия, связанные с безопасностью.

  • Датчики давления

Назначение этих датчиков − постоянно измерять атмосферное давление. Приборы отличаются высокой точностью замеров, надежной и бесперебойной работой длительное время.

Датчики давления
Датчики давления

Полученные показатели атмосферного давления, переданные специальным программным приложением, позволяют дорожным службам иметь необходимый запас времени, чтобы подготовить уборочную технику перед ухудшением ситуации на дорогах.

  • Датчики состояния дорожного покрытия

Наличие информации о состоянии полотна автодороги (сухо, вода, снежный покров, обледенение) способствует повышению эффективности планирования дорожными службами объемов работы и расхода спецреагентов. Применение новых технологий работает на повышение безопасности водителей и одновременно помогает сокращать расходы ГСМ и ПГМ, требуемые для уборочной техники. Соответственно, прилегающие к дороге территории меньше загрязняются солями тяжелых металлов.

При установке датчиков не требуется врезка конструкции в дорожное полотно. Оборудование монтируют удаленно, используя стойку вблизи дороги, или оно комплектуется с дорожной метеостанцией.

Спектроскопический метод, используемый в приборах, максимально точно определяет количество осадков (вода, лед, снег). Субстанции измеряют отдельно одну от другой, так что точность текущих отчетов о состоянии дороги у датчика довольно высока.

Датчики состояния дорожного покрытия
Датчики состояния дорожного покрытия

Пользователям предоставляются точные сведения о наличии льда до момента, когда дорога покроется ледяной коркой. Таким образом, в зимние месяцы дорожным службам сегодня гораздо легче следить за изменениями погодных условий, особенно тех, которые ухудшают состояние покрытия, и минимизировать риски возникновения аварийных ситуаций. Данные о количестве воды полезно знать для своевременного гидропланирования.

  • Датчики направления ветра

Данные такого рода позволяют предупредить опасность усиления бокового ветра. Кроме того, измерение этого параметра полезен для прогнозирования возникновения такого явления, как «перемёты», образующиеся на автодорогах во время сильных низовых метелей. Если с одной стороны трассы отсутствует лесополоса или в ней имеются разрывы, то боковой ветер переносит снег с полей на дорожное полотно. В итоге на нем образуются снежные барханы.

  • Датчики скорости ветра

Скорость ветра определяют в целях прогнозирования возникновения на автотрассе сильных порывов бокового ветра. Это природное явление может вызывать аварийные ситуации с участием транспортных средств с большой парусностью (междугородних автобусов, большегрузных фур). Данные о воздушных массах в районе автомобильной магистрали упрощают прогнозирование температуры дорожного покрытия. Этот датчик так же как и предыдущий оснащен сальником, предохраняющим от попадания внутрь загрязнений и воды. Для защиты ввода кабеля установлен полихлорвиниловый кожух.

  • Датчики температуры поверхности и грунта

Показания этих датчиков имеют большое значение для организации обслуживания автодороги. Регистрация зимних значений температуры поможет в прогнозировании скользкости и планировании использования составов, обладающих противогололедными свойствами, а летом позволит накладывать ограничения на передвижение по трассе из-за превышения температурных пределов.

На фотографии представлен DST111 – великолепный образец датчика погодных условий для измерения температуры дорожного полотна. Прибор улавливает инфракрасное излучение с поверхностного слоя дороги, форматирует и отправляет пользователям в виде точных температурных показаний.

Датчики температуры поверхности и грунта
Датчики температуры поверхности и грунта

Для установки оборудования не требуется нарушать целостность дорожного полотна или перекрывать движение по трассе. А дополнительно оснащенный солнечными батареями gsm-датчик − это идеальный вариант для организации автономного пункта контроля погодных условий на удаленной насыпной площадке или мостовом настиле. Для монтажа приборов используются отдельные мачты или расположенные около дороги конструкции. Также они могут дополнять существующую дорожную метеостанцию.

  • Видеокомплекс системы

На такой протяженной сети автомобильных дорог невозможна организация визуального метеорологического контроля на всех ее участках без дополнительного технического оснащения. С помощью видеокомплекса метеосистемы дорожные службы получают возможность вести наблюдение за происходящим на дороге, отслеживать сотрясение полотна, осуществлять контроль за работающими дорожными бригадами и получать оперативные сведения о движении на трассе. С помощью каналов связи видеоматериалы направляются в облачное хранилище или на персональные компьютеры по каналам TCP/IP. Программное обеспечение режима визуального контроля поддерживается и управляется с использованием Интернета или локальной сети. Видеокомплекс метеосистемы позволяет специалистам дорожных служб держать под контролем метеорологическую обстановку на автодороге и на основе собранных данных, и в реальном времени.

Вывод здесь очевиден: от того, как работают датчики погодных условий, зависит ситуация на магистралях и безопасность участников движения. Первичные данные о погодных изменениях, собираемые в течение длительного периода времени и учитывающие специфические дорожные условия, необходимы для аналитической и статистической работы и используются в долгосрочном планировании мероприятий по эксплуатации (содержание, ремонт, реконструкция) автодорог.