Метеомониторинг на автомобильных дорогах для безопасности движения

Метеомониторинг на автомобильных дорогах помогает составить прогноз касательно положения на городских и междугородних трассах. В основном система используется для зимнего периода, поскольку в это время года требуется особый контроль дорожного покрытия, что помогает предотвратить обледенение.

Частый переход через нулевую отметку термометра при повышенной эксплуатации отдельных автомобильных трасс может привести к раннему повреждению асфальта. Своевременное метеорологическое предупреждение дорожных служб, а также участников движения помогает спрогнозировать нагрузку и обеспечить требуемые условия. О других задачах метеомониторинга на автомобильных дорогах мы расскажем далее.

История создания системы метеомониторинга

Полный прогноз погоды подготавливается для больших территорий и с большими интервалами в замерах. На метеорологических станциях показания снимаются восемь раз в сутки, перерывы между ними составляют 3 часа. Это не дает возможности получить четкие прогнозы по ситуации на дорогах, понять безопасность использования отдельных ее участков. Кроме этого, общий прогноз погоды не рассматривает тот микроклимат, который образуется в области полосы отвода и не учитывает, какое покрытие используется на проезжей части.

Такое положение вещей привело к тому, что в 80-х годах прошлого века многие страны ввели специальные отделы в работе метеорологических служб. Они занимались разработкой отдельных прогнозов для дорожных компаний, где особое внимание уделялось состоянию дорог в зимний период времени для обеспечения безопасности движения автотранспорта.

В Германии разработали и запустили погодно-информационную систему под названием Germany’SWIS. Она предупреждает об опасных погодных явлениях на дороге: снеге, других видах осадков, понижении температуры, гололедице. Информация об этом поступает за 2-3 ч. Территория страны на данный момент разбита на 150 районов, отличающихся между собой по температуре и количеству выпадающих осадков. Максимальный перепад высот в них составляет 200 метров. Метеосводки появляются на специальных щитах, установленных вдоль дороги, информация на них передается дистанционно. Такой индивидуальный подход позволяет своевременно принять меры и позаботиться о безопасности.

В Финляндии же дорожные метеорологические пункты имеются в каждой области. Это северная страна имеет большой опыт в обеспечении метеомониторинга на автомобильных дорогах. Приборы собирают большое количество фактических данных и обрабатывают их. На их основе даются как краткосрочные, так и долгосрочные прогнозы: на месяц, квартал, год.

Первичная информация о погоде применяется для оценки свойств дорожного покрытия, его безопасности для движения автотранспорта при различных атмосферных условиях. Сюда относят коэффициент загруженности дорог, уровень обслуживания, рекомендуемую скорость движения. Также информация используется для содержания покрытия в пригодном состоянии, например, для предотвращения гололедицы на дороге зимой.

Благодаря полученным сводкам на ликвидацию последствий от непогоды уходит небольшое количество времени. Оно зависит от технической оснащенности организации, занимающейся дорожно-эксплуатационными работами, категории дороги, например, трасса это или автомагистраль, а также от самих погодных условий.

Обработанная метеоинформация, собранная за несколько лет эксплуатации дорог, учитывает специфику отдельных участков трасс: насыпи, уклоны, другие факторы, например, если они проходят через заливные луга. Эти особенности используются для расчета разных параметров микроклимата на конкретных участках дорог. Кроме того, такая информация помогает при ремонтном обслуживании и содержании.

СДМО — специализированное дорожное метеорологическое обеспечение. Развитие его связано с механизацией процессов сбора данных, их передачи и обработки, а также формированию прогнозов. Внимание уделяется уменьшению времени на предупреждение заинтересованных лиц: руководителей и работников дорожных бригад, водителей, пешеходов. Заблаговременное оповещение о постоянно меняющихся погодных условиях снижает риск аварий.

Модернизация метеорологического оборудования дорожных станций направлена на пространственную детализацию прогнозов и усовершенствование их методов в плане метеорологических величин, которые влияют на состояние дорожного полотна.

До появления специального оборудования метеоинформацию о положении на дороге во многих странах получали в момент патрулирования. На содержание таких служб выделялись немалые деньги, и это не давало должного эффекта.

Чтобы повысить эффективность и снизить затраты, руководство стран интенсивно занималось разработкой измерительных приборов и их усовершенствованием. Большее внимание уделялось автоматизации процесса. Вместе с тем велась работа по созданию спецпрограмм на компьютерах, позволяющих обрабатывать первичные метеорологические данные и последующие составления прогнозов.

На сегодняшний день во многих государствах работают так называемые ДМП — дорожно-метеорологические пункты. Это межведомственные сети за наблюдением атмосферы, созданные на основе автоматических дорожных метеостанций (АДМС). АДМС, в свою очередь, представляет собой техническое устройство, в которое входит комплект датчиков для измерения метеорологических и дорожных параметров. Все это происходит в автоматическом режиме.

Сейчас в мире действуют около 8 тысяч АДМС. Информация, полученная со станций, позволяет оценить, в каком состоянии находится дорожное покрытие. Причем данные не только поступают с близлежащих дорог, но и позволяют вычислять метеорологические показатели (скорость ветра, температуру и пр.) для участков, находящихся между вышками.

В России в 1999 году была создана СДМО. Система выполняла роль информационно-технического комплекса, в задачи которого входило:

1. Оперативное получение первичной информации о состоянии погоды с АДМС и отдельных подразделений Росгидромета. Берутся также данные с радиолокационных объектов и снимков со спутника, которые позволяют отследить движение осадков, их количество и концентрацию.
2. Обработка данных, позволяющая получить информацию о состоянии дорожного полотна. На основе этого выявляется возможность появления метеоявлений, создающих опасность на дороге. Делаются прогнозы состояния трассы в целом и отдельных ее участков.
3. Передача обработанных данных и прогнозов в дорожные организации и службы, занимающиеся оповещением участников движения.
4. Создание базы данных, в которой накапливается и хранится вся информация о погодных условиях и состоянии дорожного покрытия.

На главных федеральных трассах предусмотрены пункты ДМК — дорожного метеорологического контроля. На них обычно и установлены АДМС.

Оборудование системы метеомониторинга

В состав оборудования системы метеомониторинга на автомобильных дорогах входит:

• Автоматические дорожные метеорологические станции.
• Видеокамеры, установленные вдоль дорог.
• Центр управления, или Диспетчерский Центр.
• Автоматизированные места для служащих дорожных организаций.
• Средства связи.

Читайте также

Как работают датчики погодных условий системы АДМС

Подробнее

Типовую АДМС рекомендуют укомплектовывать такими приборами:

• датчиком скорости и направления ветра;
• атмосферного давления;
• влажности и температуры воздуха;
• датчиками вида осадков и их интенсивности;
• определения показателей дорожного полотна.

Вышеперечисленные датчики — это необходимость для каждой новой установленной станции метеоконтроля. По мере необходимости ее укомплектовывают дополнительными устройствами:

• датчиком солнечного излучения и толщины снежного покрова;
• прибором метеорологической оптической дальности (трансмиссометр);
• датчиком, измеряющим температуру дорожного полотна.

Все приборы и устройства, находящиеся в АДМС, обязаны формировать единый надежный механизм. Это связано с тем, что СДМО в качестве технического оборудования может включать камеры наблюдения за дорогой, закрепленные вне помещения, где колебания температур воздуха бывает от -40 до +600 градусов.

Цели и задачи метеомониторинга на автомобильных дорогах

Главной целью создания СДМО является получение своевременных данных, которые позволят организовать оптимальную систему контроля за работой по поддержанию дорог в должном состоянии. Кроме этого работа СДМО сохраняет и восстанавливает эксплуатационные свойства трасс, обеспечивая безопасность движения при трудных метеоусловиях.

Особое внимание требуется обращать на состояние автомобильных дорог в зимний промежуток времени, так как ужесточили нормы к уровню их содержания и безопасности движения транспорта. Выполнение требований и норм документации возможно путем предоставления дорожным организациям необходимых ресурсов: финансирования, рабочей силы, спец техники и инструментов для работы зимой. Другой вариант — искать иные возможности для улучшения работы самих систем управления. Исходя из опыта работы зарубежных компаний по содержанию автодорог в зимнее время, оптимальным решением станет переход на современные технологии, а также внедрение методов управления производственными процессами, с учетом информационных технологий и дорожного метеорологического обеспечения.

СУЗСАД (система управления зимним содержанием автомобильных дорог) — это трехступенчатая система, где каждый уровень подчиняется вышестоящему и решает конкретные регулирующие задачи.

1. Первый уровень — это стратегическое управление и решение основных метеорологических задач по обеспечению автодорог в зимний период. Сюда относят:

• формирование и финансовую поддержку научных-исследовательских институтов;
• разработку технической политики и нормативов;
• популяризацию полученного опыта, организацию процесса подготовки и переподготовки рабочих кадров;
• идеологическое развитие главных принципов по модернизации СДМО;
• проработку основных норм сотрудничества с компаниями, обеспечивающими СДМО.

Каждая решаемая задача этого уровня воздействует на оптимизацию управления за содержанием дорог зимой и определяет ход направления по его усовершенствованию. Информация, которая получена при СДМО, оказывает большое влияние на инвестирование в работы по содержанию зимних дорог. Учитываются и погодно-климатические условия разных территорий страны.

2. Второй уровень СУЗСАД решает следующие задачи:

• осуществление плана по развитию СДМО в регионе;
• подготовка структурных подразделений, отвечающих за работу СДМО;
• сбор данных о состоянии автомобильных дорог от работников дорожных организаций, а также оценка эффективности метеорологического обеспечения дорожных работ, передача информации о состоянии покрытия дорог участникам движения и на верхний уровень управления;
• сотрудничество с подразделениями Росгидромета в регионах и заключение контрактов на обслуживание;
• получение и обработка нужной информации, составление прогнозов о состоянии дорог, их передача с рекомендациями по методам проведения работ на нижний уровень управления, т.е. исполнителям.

Читайте также

Погода на дороге: влияние климата на безопасность движения

Подробнее

3. Третий уровень управления — это уровень подрядчиков. Здесь принимают решения о начале и проведении дорожных работ, ведется оперативный контроль за процессами делопроизводства по содержанию автомобильных дорог в зимний период. В задачи СУЗСАД третьего уровня входит:

• получение информации от структурных подразделений отделов управления дорогами. Данные включают прогнозируемое изменение погоды и рекомендации дорожных органов по технологии проведения работ;
• получение данных от автоматических дорожных метеостанций;
• анализ информации, прогноз состояния отдельных частей дорог и передача их службам, отвечающим за ремонтно-эксплуатационные работы;
• осуществление работ и контроль качества выполнения;
• своевременное предупреждение участников дорожного движения и сотрудников ГИБДД о состоянии автодорожного покрытия на конкретном участке;
• отправка информации о проделанной работе и состоянии дорог в контролирующие дорожные организации.

Для решения всех вышеперечисленных задач затрачиваются информационные, материальные, трудовые и технические ресурсы.

Как в любой системе с местным управлением, в метеомониторинге на автомобильных дорогах эффективность работы нижестоящего уровня регулируется компаниями и лицами, стоящими над ними.

Ограничения на работу СУЗСАД применяются со стороны взаимодействующих подструктур. К ним относят технику, предназначенную для обслуживания дорог в зимние месяцы, ее производительность, возможность эксплуатации в разных условиях. Другое ограничение — это материальные ресурсы, которые применяются при зимнем содержании автодорог: антигололедные реагенты, их назначение, свойства, возможность использования в различных технологических работах.

СДМО является важной подстистемой, главная задача которой состоит в обеспечении механизмов управления зимним содержанием автомобильных дорог инфоресурсами. Степень развития СДМО, ее надежность, качество и нужность предоставляемой информации влияют на выходные параметры СУЗСАД. Среди них:

• реальные затраты ресурсов на содержание дорог зимой;
• скоростной режим автотранспорта;
• безопасность на автодорожных путях;
• период состояния дорожного полотна в сложных метеоусловиях;
• показатели экологической обстановки в придорожной местности: количество вредных выбросов автотранспорта, загрязнение от использования противогололедных реагентов;
• соответствие качества содержания дорог требованиям нормативной документации.

Окружающая среда воздействует на систему в целом, поэтому задача СДМО заключается в контроле за состоянием метеопоказателей внешней среды, составлении прогнозов с последующей передачей данных на все три уровня СУЗСАД и повышении эффективности ее работы.

Редакция сайта:
Трасском