公路交通氣象監(jiān)測站的構(gòu)成與工作原理

（一）監(jiān)測站的構(gòu)成

公路交通氣象監(jiān)測站通常由多個部分組成，包括傳感器系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)、電源供應(yīng)系統(tǒng)以及安裝支架與防護設(shè)施等。

傳感器系統(tǒng)

這是監(jiān)測站的核心部分，負責(zé)采集各種氣象數(shù)據(jù)。常見的傳感器有能見度傳感器，用于測量大氣的能見度狀況，其通過發(fā)射和接收特定波長的光束，根據(jù)光束的衰減程度計算能見度數(shù)值，在霧霾天氣監(jiān)測中尤為重要；降水傳感器，可精確檢測降雨、降雪的強度和累積量，為判斷路面濕滑程度和積雪度提供依據(jù)；路面狀況傳感器，能夠?qū)崟r監(jiān)測路面的溫度、濕度、結(jié)冰情況以及積雪厚度等參數(shù)，直接反映路面的物理狀態(tài)對車輛行駛的影響；風(fēng)速風(fēng)向傳感器，測量大氣的流動方向和速度，對于了解風(fēng)雨雪的動態(tài)變化以及評估其對車輛側(cè)向穩(wěn)定性的影響不可或缺。

數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集器負責(zé)將各個傳感器采集到的模擬或數(shù)字信號進行收集、整理和初步處理，將其轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一格式的數(shù)據(jù)。然后，通過有線（如光纖、電纜）或無線（如 GPRS、4G、衛(wèi)星通信）傳輸方式將數(shù)據(jù)發(fā)送至交通管理中心或氣象數(shù)據(jù)處理平臺。無線傳輸方式具有安裝便捷、不受地理限制等優(yōu)點，在公路交通氣象監(jiān)測中應(yīng)用廣泛，能夠確保數(shù)據(jù)的及時傳輸，以便相關(guān)部門迅速做出決策。

電源供應(yīng)系統(tǒng)

為了保證監(jiān)測站在各種環(huán)境下持續(xù)穩(wěn)定運行，通常配備多種電源供應(yīng)方式。太陽能板是常見的電源設(shè)備之一，利用太陽能轉(zhuǎn)化為電能為監(jiān)測站供電，尤其適用于遠離市電網(wǎng)絡(luò)的偏遠路段監(jiān)測站。同時，還配備蓄電池作為備用電源，在太陽能不足或夜間等情況下維持監(jiān)測站的基本運行，確保數(shù)據(jù)采集與傳輸不中斷。此外，在有條件的地區(qū)也可接入市電，作為穩(wěn)定的主電源來源，與太陽能和蓄電池形成互補供電系統(tǒng)。

安裝支架與防護設(shè)施

安裝支架的設(shè)計要確保傳感器能夠處于合適的位置和高度，以準確采集氣象數(shù)據(jù)。例如，能見度傳感器通常安裝在離地面一定高度且視野開闊無遮擋的位置，以獲取代表性的大氣能見度信息。防護設(shè)施則主要用于保護監(jiān)測站設(shè)備免受惡劣天氣、動物、人為破壞等因素的影響。如采用堅固的外殼、防風(fēng)防雨罩、防雷電裝置等，延長設(shè)備的使用壽命，保障監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性和連續(xù)性。

（二）工作原理

公路交通氣象監(jiān)測站的工作原理基于各種傳感器對氣象參數(shù)的感應(yīng)與轉(zhuǎn)換。傳感器依據(jù)不同的物理原理對氣象要素進行測量，如能見度傳感器基于光的散射或透射原理，降水傳感器利用雨滴或雪花對感應(yīng)元件的撞擊或電容變化原理，路面狀況傳感器通過測量路面的熱傳導(dǎo)、電導(dǎo)率等物理特性變化來判斷路面狀態(tài)，風(fēng)速風(fēng)向傳感器則根據(jù)風(fēng)對機械結(jié)構(gòu)或超聲波傳播的影響來測定風(fēng)速和風(fēng)向。這些傳感器將采集到的物理量轉(zhuǎn)換為電信號或數(shù)字信號，數(shù)據(jù)采集器對這些信號進行采集、處理和存儲，然后按照設(shè)定的時間間隔或數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議將處理后的數(shù)據(jù)通過傳輸系統(tǒng)發(fā)送至指定的接收端，在接收端進行進一步的數(shù)據(jù)分析、處理和應(yīng)用。

審核編輯 黃宇