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道路气象监测技术的快速变化

来源:本站   发布时间: 2017-12-05 12:05:00

艾伦·德龙(Alan Dron)认为,现在的道路天气传感器变得越来越聪明了。

为了实现对数据更准确的预测,一些气象组织投入了数百万的资金和技术制造了一台超级计算机进行运算,但实际上,急速变化的天气和公路条件依旧存在着难以预测的突发情况,因此,这就要求道路当局积极探寻其他的应对办法。

近年来,不少高速公路采用一种嵌入式的静态天气传感器来测量收集道路积水,冰冻或温度数据。但随着技术的进步,企业相继研发的天气传感器功能越来越强大,无需嵌入地面就可以收集偏远地区的天气数据,还可以连接到道路上的车辆数据。

最典型的天气传感器代表是Vaisala研发的RWS200,一个能与连接车辆进行通信的气象传感器。这种传感器不仅可以收集道路天气数据,还能测量道路上的雪或水深度,以及监控地表温度。

芬兰的运输专家Jon Tarleton说:“它还可以收集交通流量数据,目前我们也开始尝试将空气质量的测量放进去。”在农村,RWS200通常是沿路侧安装的,并配有控制柜。但在城市中,它通常配套安装在交通信号灯上。在特殊情况下,使用红外激光技术测量路面状况的DSC211传感器,也可以集成到RWS200中。

美国一家电子设备公司High Sierra研发了一种非嵌入式的路况传感器,它可以用来收集路表状况(干燥,潮湿或积雪),包括地面摩擦系数,地表温度,天气温度和相对湿度等数据。

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较低的功耗和先进的通信将会降低偏远地区路况监测的成本

产品经理Brett Hansen说:“所有的传感器都会存在维护问题。但非嵌入式的传感器一般来说相对容易维护且维护次数较少。一般情况下,只需要在每年的秋末冬初期间清洁并重新校准一次就可以了”

同时,德国Lufft集团研发了移动式的天气传感器系统Marwis。该传感器主要用于收集气温、相对湿度、露点和道路状况等天气数据。它能测量寒冷天气中路面含冰量,并能自动计算与天气有关的地表摩擦力,再通过蓝牙将数据连接到驾驶室内的平板电脑或智能手机上,最后通过数据云传输到操作中心。Lufft公司总裁 Martin Nicklas表示,“Marwis不仅能测量水膜厚度和含冰量,还能收集渗入地表的天气数据。移动传感器可以连接到砂砾卡车或道路当局工作人员使用的车辆,比如负责道路评估的刨煤机和摊铺机到所需区域进行工作。”

虽然移动式的天气传感器越来越受欢迎,但维萨拉的Tarleton认为来自车辆连接的天气数据并不能作为唯一的道路天气数据来源,因为大量的车辆连接数据并不能确保这些数据的质量。“来自车辆连接的可变化的数据可以弥补固定气象站的不足,但是气象站的数据必须作为参考的一部分,否则将会影响天气预测的质量。”

英国Bira公司最近推出一款RWS-20路侧传感器。销售工程师Steve Goodfellow表示:“一般的传感器安装在路边可能会被污垢覆盖,比如汽车轮胎上的粉尘和橡胶颗粒,甚至泡在盐水中等等,从而影响其天气数据收集的质量。但这款传感器的自我调节能力可以缓解这种情况,且在短期内不需要对其清理。”RWS-20使用的是24V直流电源,还可以悬挂在拖车上来应对雾霾天气并及时发出雾化警告,提前给驾驶员示警。

被问及天气传感器的市场趋势时,Tarleton表示,道路管理部门将会越来越乐意企业参与道路状况的数据研究。

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新旧技术之争正在白热化

以前政府机构会要求所有的数据都保留在自己的网络中,但现在看到其他机构和利益相关者参与数据共享之后,他们的数据在云存储中变得更安全,更容易访问这些优点,他们会很乐意接受其他机构的参与。

High Sierra的Hansen表示,“移动技术正逐渐被人们所接受,但其发展速度比固定应用要慢,因为要做大规模的装备。但目前,许多卡车的装备成本也在逐渐降低,移动技术的接受度也在增长,比如车载车辆、车载显示器到基础设施类型的通信设备。各方机构要看到现在的移动技术有更高的投资回报率的优势。”
    Nicklas总结说:“无线通信是一个关键的趋势。在全球范围内,所有企业都要求低功耗低成本。在英国和德国,你可以在高速公路上使用电源,但在中国,他们更喜欢使用小型移动电源。实际上,企业对传感器的技术并不感兴趣,他们更在意‘即插即用’,这是现在的主流趋势,‘真正聪明’的传感器是可以直接与之进行通信的传感器”他提出,可以采用统一的标准化协议进行连接。关键是要降低成本。当然我们要区分资本成本和所有权成本。比如德国的汽车,如梅赛德斯、奔驰或保时捷,这些汽车价格不是最便宜的,但是它们在数年内依旧持有价值。也就是说,我们在向客户展示拥有低成本传感器的优势之前必须要先舍得下成本”。

技术工程师Vim Mistry说:“很多供应商正在朝着无线通信这一方向前进,因为在某些地区很难接入固定电话或电源线。他们更倾向于使用蜂窝网络的无线系统,但即使连接到蜂窝网络,仍然存在网络、维护和协议等成本。

尽管有些无线系统的成本比较低,但这也会影响他们研发的数据质量。Mistry说,“所以,在这之间需要一个权衡,有些道路当局会采用一两个昂贵的固定气象站分散开来收集数据以提供高分辨率的数据,填补低分辨率设备的空白。基于卫星和无线电的无线解决方案,需要较大的太阳能电池板和电池组,方案的成本很昂贵。但相对而言,无线解决方案虽然具有较高的前期成本,但并不具备蜂窝解决方案的持续成本。无线方案在2015年已经通过立法改革,这意味着许多解决方案提供商将从2.4GHz切换到868MHz。”

所以,实际上技术的变化和天气一样快。

 

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