遥感式道面传感器交通自动气象站的发展趋势

摘要

城市交通网络是社会的支柱。保持交通畅通对社会经济至关重要。天气状况对交通的畅通和安全具有极大的影响。很多时候，恶劣天气，如：冰、雪，雾等是造成交通缓慢和事故的原因。为能预先得到警告并有所准备，使交通管理部门及道路管理部门更好地管理各种天气状况下的交通安全，一种针对城市快速路、高速公路或机场跑道专门设计可进行远程监测大雾、道面冰况、水层、湿滑状态等完善的道路气象信息系统（RWIS），被称为交通自动站的新一代公路探测设备正在被广泛用于高速公路、城市快速路的天气、路况、能见度的监控。但是，随着交通自动站的普及，传统的埋入式道路交通自动站的维护成本，随着交通自动站的发展而逐年增加。以北京为例，北京自从2004 底开始建设道路交通自动站，至今已经有传统的埋入式道面传感器交通自动站二十八个，在监控道路安全上起到了不可估量的作用，但由于高速路或快速路所承载的运输量不同，破损程度也不同，对于运输量严重超载，路面破损程度较快的路段，一般情况下两年就要大修或维修一次，基于以上原因，这几年期间，由于高速路的大修，维修等原因，一些路段道路交通自动站埋入式道面传感器被多次起出后再重新铺设，而有的传感器由于与施工单位沟通上的问题，还没有被起出，就已经被施工单位破坏了，既造成了资源的浪费及数据的缺损，同时也极大地增加了维护成本。五年间用于道路传感器因路面大修或扩建等原因，已经投入维护成本高达数十万元。而新近发展起来的遥感式道路交通自动站，分别采用了红外辐射及光谱测量原理作为道面温度传感器和道面状态传感器，为道路表面的温度测量和状态提供了一种非侵入式的方法。避免了对道路的破坏。红外辐射是一种高尖端的红外测温仪，即使在交通流量很高的情况下，它也能够测量真实的道路温度。它克服了通常在遥感温度测量中引起测量不准确的种种挑战。具有对道路表面的发射率引起的误差，以及对由于无云的天空（此现象被成为冷空效应）造成的大量辐射损耗引起的误差进行补偿的独特能力。而采用光谱分析测量技术的道面状态传感器可以精确的探知路面上的水、冰和雪的量。可以精确的报告道路表面状态。建立一个实际的道路湿滑指数。这个指数基于典型的路面和常用汽车轮胎而形成的道路摩擦系数形成高度的比例关系，该参数为交通管理部门最为关切的一个重要指标。文章较为详尽的阐述了遥感式道路交通自动站与传统的埋入式道路交通自动站各自的探测原理及特点，对道路交通自动站设备的了解和选型具有一定的指导意义。