Мобильные дорожные метеосистемы: устройство и функционал

Мобильные дорожные метеосистемы приходят на помощь для мониторинга погодной обстановки и состояния дорожного покрытия. Это особенно востребовано в зимний период или в регионах со сложными климатическими условиями. За счет подобных устройств достигается безопасность участников дорожного движения.

В нашей статье мы описали устройство, преимущества и функционал мобильных дорожных систем. Вдобавок вы найдете обзор современных устройств, узнаете об их «начинке» и возможностях.

Описание дорожных метеосистем

Дорожная метеостанция представляет собой комплекс оборудования для наблюдений за погодными условиями с целью обеспечения безопасности движения на участках автомобильных и железнодорожных магистралей с интенсивно растущими транспортными потоками. Существенное ухудшение метеоусловий (густой туман, обильные осадки, повышенные или пониженные температуры дорожного покрытия, пыльные или песчаные бури, сильный ветер) способно провоцировать ДТП.

Осуществлять метеорологическое обслуживание дорожного движения специалисты начали относительно недавно в связи с внедрением специализированных метеосистем — автоматизированных метеорологических станций для автомобильных и железных дорог. Прогноз опасных явлений погоды получают в результате мониторинга методом численного прогнозирования.

В данных автоматизированных системах кроме стандартных датчиков присутствуют датчики измерения температуры дорожного покрытия и грунта на 30 см ниже поверхности дороги. Также имеются GPRS-модуль и контроллер для передачи данных в единый информационный центр. Функцию информирования участников дорожного движения о текущей погодной ситуации выполняют информационные табло. В частности, указывается температура воздуха и дорожного покрытия. При необходимости отображаются предупреждающие надписи «гололед», «боковой ветер», «мокрая дорога» и др.

Назначение мобильных дорожных метеосистем

Данные системы в автоматическом режиме собирают метеоданные, систематизируют их и в дальнейшем анализируют, используя встроенное программное обеспечение.

С помощью мобильных метеостанций определяются следующие параметры:

• температура воздуха;
• температура толщи дорожного полотна;
• температура поверхности дороги;
• объем отложений на поверхности дорожного полотна;
• наличие реагентов на дорожной поверхности;
• наличие льда на поверхности дорожного полотна;
• влажность воздуха;
• направление и скорость ветра, включая порывы;
• точка росы;
• атмосферное давление;
• характер осадков и их интенсивность;
• уровень оптической видимости;
• уровень воды.

Мобильные метеосистемы способны оказывать помощь круглогодично. В весенний период оборудование позволяет с большей точностью определять даты ввода и отмены ограничений для тяжелого транспорта по причине снижения прочности дорожного полотна. В летнее время с помощью данного комплекса можно обеспечивать защиту верхних слоев покрытия дорог от образования колейности в условиях повышенных температур.

«Начинка» мобильных дорожных метеосистем

1. Датчики температуры и влажности воздуха
   

   

   По показаниям этих датчиков определяется характер погоды в данное время и на данной местности. Значения влажности и температуры воздуха требуются для вычисления точки росы — температуры конденсации водяного пара. Это в дальнейшем помогает прогнозировать образование тумана, вероятность выпадения осадков и обледенения дорожного полотна.

2. Датчик осадков. Чтобы обеспечивать надлежащее качество дорожного покрытия, необходимо учитывать характер и интенсивность осадков, точно определять время начала их выпадения. Если выпадает снег или град, дорожникам важно знать толщину слоя этих осадков именно в твердой фазе. Метеорологи же оценивают в первую очередь количество растаявшей снежной массы.
3. Датчик состояния дорожного полотна. С точки зрения дорожных служб, покрытие дороги может иметь 4 состояния: «сухо», «вода», «снег», «лед». Такое разделение помогает заранее планировать обслуживание проезжей части, составлять график необходимых работ, рассчитывать объем требуемых реагентов в зимний период. Датчик, предоставляющий эту информацию, позволяет не только повысить безопасность дорожного движения, но также экономить ГСМ и ПГМ в процессе выполнения обслуживающих работ.
4. Датчик температуры поверхности и почвы. Важнейшее значение имеет и температура дорожного полотна. С использованием этого параметра прогнозируется скользкость покрытия, зимой рассчитывается объем противогололедных составов, летом вводятся ограничительные меры в случае превышения предельных значений температуры.
5. Датчик направления ветра. Направление ветра важно знать в первую очередь для прогнозирования бокового ветра — очень опасного явления для участников дорожного движения. Кроме того, в зимний период данный параметр помогает определять наличие переметов, образующихся на дорогах в результате низовых метелей. Такие сугробы на проезжей части появляются в местах, где отсутствуют лесопосадки вдоль трасс. Снег с полей выметается боковым ветром и скапливается на незащищенных участках дорог.
6. Датчик скорости ветра. Скорость ветра также помогает предупреждать водителей о появлении бокового ветра, сила которого способна приводить к авариям автомобилей с большой парусностью (автобусы, фуры и т. д.). Также этот параметр позволяет точнее прогнозировать температуру покрытия дороги.
   

   

7. Видеосистема. Учитывая огромную общую протяженность дорожной сети, визуально контролировать метеоусловия на каждом участке этой сети без дополнительного оснащения не представляется возможным. Комплекс видеонаблюдения такую возможность предоставляет. С помощью этого оборудования специалисты могут проводить непосредственный визуальный осмотр состояния дорожного полотна, оценивать качество дорожных работ и оперативно контролировать дорожное движение.
8. Датчик атмосферного давления. Сведения о текущем атмосферном давлении, регистрируемые датчиком, а также специализированное ПО, позволяют прогнозировать изменение этого параметра на несколько часов. Это в свою очередь дает дорожным службам возможность заблаговременно подготовиться к неблагоприятным погодным явлениям.
9. Блок управления. Основным элементом мобильной метеостанции является системный блок управления. Он предназначен для сбора данных со всех датчиков, их передачи по каналам модемной связи и последующей обработки.
10. Датчик оптической видимости. Именно оптическая видимость главным образом влияет на выбор скоростного режима на обследуемом участке в рамках обеспечения безопасности дорожного движения. При прогнозируемом ухудшении видимости водители своевременно предупреждаются о том, что необходимо скорректировать скорости транспортных средств.
11. Датчик уровня воды. Показания этого датчика используются вместе с основными метеоданными для прогнозирования возможных подтоплений. Это позволяет заблаговременно обеспечивать безопасность и оповещать участников дорожного движения об опасных явлениях.

Достоинства мобильных дорожных метеосистем

Успешно бороться с гололедными явлениями и предупреждать их последствия специалисты могут лишь с помощью метеорологического оборудования, устанавливаемого максимально близко к проезжей части для сбора необходимых данных вдоль всего маршрута обследования.

В результате внедрения дорожных метеостанций совершенствуются технологии обслуживания автотрасс в зимнее время, выбираются более современные средства обработки покрытия, четко регулируется их расходование. Также усиливается контроль качества выполнения дорожных работ, оптимизируются сроки этих работ, выполняется непрерывный контроль состояния элементов дорожной подушки с определением периода оттаивания земляного основания и перегрева покрытия дороги. Информация, полученная с датчиков, может быть использована и в разборе ДТП. Наконец, участники дорожного движения эффективнее информируются об изменении погодных условий.

Читайте также

Автоматические дорожные метеостанции для безопасного вождения круглый год

Подробнее

• экономятся ГСМ;
• повышается безопасность дорожного движения;
• снижаются расходы на ремонт дорожного покрытия;
• появляется возможность прогнозирования и выстраивания систем раннего реагирования.

Описание и функционал мобильного комплекса дорожного мониторинга «Иней-М»

1. Назначение системы

Данный комплекс в автоматическом режиме контролирует соблюдение требований к содержанию автодорог в зимний период.

2. Характеристики системы

Функции комплекса:

• измеряет в движении основные метеоданные и параметры дорожного покрытия с привязкой к координатной системе;
• ведет видеосъемку дорожного полотна и конструктивных элементов дорожной инфраструктуры также с привязкой к координатной системе;
• автоматически сохраняет полученную информацию в базе данных и впоследствии передает эту информацию на сервер.

Измеряются следующие параметры:

• общее состояние дорожного полотна;
• толщина слоя осадков на поверхности дороги;
• температура дорожного полотна;
• температура воздуха;
• точка росы;
• температура замерзания;
• относительная влажность воздуха.

Комплекс может быть установлен на любое транспортное средство.

3. Составляющие части системы:

• Планшетный компьютер под управлением ОС Android или Windows с установленным специализированным ПО.
• Автомобильное крепление для компьютера.
• Зарядное устройство.
• Бесконтактный дорожный датчик.
• Преобразователь интерфейса.

4. Принцип действия

Системой управляет оператор, работая через мобильное приложение Roadmeter Patrol на планшетном компьютере.

Когда автомобиль начинает движение, специалист запускает программу, которая через заданные промежутки времени автоматически опрашивает измерительные устройства и видеорегистраторы системы и синхронизирует полученные данные с географическим положением автомобиля в момент регистрации.

Далее эта информация сохраняется в памяти компьютера и выводится в виде трека.

Затем данные передаются на центральный сервер. Доступ к информации о текущем состоянии обследованных участков дорог имеют сотрудники обслуживающих дорожных организаций.

Эти сведения включают в себя различные графики, таблицы, фото- и видеоматериалы и т. д. На основе данной информации формируются отчеты о качестве обслуживания участков дорог и, при необходимости, составляются предписания на устранение выявленных недочетов.

Обзор дорожной метеосистемы АДМК «Иней»

1. Описание системы. Данный комплекс разрабатывался специалистами АО «Трасском» на основе технологий компании Vaisala Oyj. При разработке учитывался текущий этап развития мобильных дорожных метеосистем и ИТС. На сегодняшний день этот аппаратно-программный комплекс является ключевой разработкой в области метеорологических решений «Трасском» для автодорог.Сложные алгоритмы блока управления данными АДМК «Иней» максимально точно анализируют состояние покрытия автодороги, используя для этого показания датчиков.
2. Характеристики системы. В составе комплекса имеется интеллектуальная система управления питанием, предназначенная для обеспечения оборудования питанием из резервных источников и сохранения энергообеспечения максимально длительное время в случае отключения от основной электросети. Таким образом АДМК «Иней» будет гарантированно выполнять свои функции даже в условиях нестабильного энергоснабжения.Также комплекс включает в себя широкий спектр измерительных устройств от нескольких сторонних производителей, включая упомянутую выше фирму Vaisala Oyj. Благодаря этому обеспечивается гибкость решений, создается интеллектуальная составляющая системы.
   

   Читайте также

   Метеомониторинг на автомобильных дорогах для безопасности движения

   Подробнее
3. Устройство и функционирование. Комплекс АДМК «Иней» состоит из различного технологического, измерительного и программного оборудования. В свою очередь устройства для измерений включают в себя первичные преобразователи метеопараметров, размещаемые на траверсах метеорологических мачт и непосредственно в дорожном покрытии.Технологическое оборудование вмещает в себя также измерительные преобразователи, модули питания и коммуникации, элементы передачи данных. В свою очередь модуль электропитания представляет собой зарядное устройство с аккумулятором. Блок передачи данных состоит из встроенных маршрутизаторов сотовой (GSM) и проводной (Ethernet) связи. В комплекс АДМК «Иней» также встроен блок хранения и обработки информации с необходимым программным обеспечением (АСМО), что отличает данный комплекс от других подобных систем. Обработка данных здесь заключается в расчете дополнительных параметров на основе измеренных значений. В частности, таким образом вычисляются коэффициенты сцепления с дорожным полотном, концентрация противогололедных составов, температура замерзания осадков на поверхности дороги.

   Помимо вычислений программное обеспечение комплекса принимает, обрабатывает, анализирует, отображает, архивирует и передает результаты измерений. Также обеспечивается создание метеосообщений, осуществляется проверка работы всего оборудования.

   Чтобы компоненты системы могли работать круглосуточно, их располагают в специальном боксе, защищающем оборудование от внешнего воздействия, а сам бокс устанавливается на метеорологической башне.

Итак, мобильные дорожные метеосистемы призваны предоставлять погодную информацию, необходимую для обслуживания автодорог с целью сохранения и восстановления потребительских качеств этих дорог, обеспечения безопасного дорожного движения в сложных погодных условиях. Такие результаты достигаются только благодаря своевременно выполненным работам, грамотному распределению противогололедных реагентов, профилактике образования скользкости покрытия в зимний период.

Оборудование дорожного метеообеспечения предоставляет компаниям, управляющим участками автодорог, оперативные сведения о состоянии покрытий и о качестве выполненных работ. На основе этих данных также производится оплата указанных работ. Информация, получаемая в ходе метеорологических обследований, может затем обрабатываться для долгосрочного планирования и финансирования дорожных работ с учетом особенностей, характерных для конкретных регионов страны.

Редакция сайта:
Трасском