高速公路交通气象智能化监测预警系统研究

论文题目: 高速公路交通气象智能化监测预警系统研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 大气物理学与大气环境

作者: 冯民学

导师: 顾松山,孙涵

关键词: 高速公路,交通气象,监测预警

文献来源: 南京信息工程大学

发表年度: 2005

论文摘要: 随着高速公路的快速发展,ITS作为一个高新产业日益受到国内外的高度重视,其中,气象对ITS发展的贡献不可低估,它是提升ITS智能功能的关键要素之一。本文的目的就是针对我国高速公路交通安全管理的实际需要和ITS(智能交通系统)技术需求,研究严重影响交通的低能见度浓雾监测与预警的技术方法。研究方法与成果:根据能见度定义和现有各种能见度仪的器测原理和性能价格比,选择单光路前向散射式能见度仪作为高速公路能见度监测的采集器。针对WT-1能见度仪在非标准场地的信号过饱和现象,根据光的大气传输和方向性反射理论,提出了采用挡光板截断无效接收光路,有效地解决了光饱和问题,通过改进能见度算法模型,从而显著降低了新改进的WT-2能见度仪对场地的要求,提高了反演精度。根据ITS对实时动态监测信息的需求,设计了网络式交通气象综合监测站(NTMS),与常规自动气象站的主要区别在于:① 实现了交通与气象要素采集的一体化;② 采用了智能单元分布式集成方式;③ 强化了对异常事件的智能化处理功能,即设计了内环境温度、电压测控和通讯、采集状态监测与报警功能;设计了监视入侵者的安全告警功能;设计了危险天气等警示信息发布功能。根据雾的形成机理,分析了地形、地貌和空气污染源对雾的影响,揭示了西部丘陵山区和东部水网地区多雾的原因,为交通气象监测站的选址、观测要素的选择和预警提供了理论依据。根据总体设计、分步实施的原则,研制了沪宁高速公路江苏段的交通气象监测预警系统,实现了路况气象信息综合采集、基础数据库建设、警示信息发布等功能。试验与示范应用表明,该系统具有良好的稳定性、可靠性和实用性,为低能见度的精细分级预报提供了有效的技术支持,所实现的智能预警功能有助于提升ITS的超前决策能力。结论:(1) 通过观测事实揭示的雾的一些基本特征是高速公路测站选址、观测要素选择和仪器安装规则等相关工程和雾的预报、预警的科学依据。(2) 研制的沪宁高速公路江苏段的交通气象监测预警系统已在试验示范与服务中取得了较理想的服务效果,为最终完成高速公路的交通气象智能化监测预警系统(ITMS)积累了经验。(3) 新改进的WT-2能见度仪具有更强的环境适应性,特别适用于高速公路。(4) 设计的交通气象综合监测站(NTMS)是一种基于Mini网络的可实现分散要素分布式采集的带有预警功能的高速公路交通气象综合监测站。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章引言

1．研究的意义与目的

2．国内外研究现状

3．需要研究的主要问题分析

4．本文研究的主要内容

第二章高速公路能见度监测技术方法研究

1．能见度的定义与测量

2．国内外能见度仪研究现状

3．能见度器测原理及其适用性

4． WT-1型能见度仪技术性能及外场试验

5． WT-2型能见度仪技术性能及外场试验

6．小结

第三章网络式交通气象监测站研制

1．网络式交通气象监测站的定位与需求

2．国内外研究现状

3．设计原则与保障措施

4．网络式交通气象综合监测站的研制

5． NTMS-1型监测站试验情况

6．小结

第四章低能见度浓雾的预警支持技术

1．高速公路的雾情监测预警要求及分级

2．国内外研究现状

3．雾的监测预警理论

4．低能见度浓雾的分级研究

5．低能见度浓雾监测预警的支持技术

6．小结

第五章智能型交通气象监测预警系统

1． ITMS的定义及与高速公路 ITS的关系

2．国内外研究现状

3． ITMS的设计原则

4． ITMS总体结构设计

5．沪宁高速公路江苏东段的 ITMS建设

6．小结

第六章监测预警系统的试验示范

1．试验目的

2．试验安排与任务

3．试验分析

4．小结

第七章结语

博士研究生期间的论文和获奖情况

致谢

发布时间: 2005-06-29

参考文献

[1].道路交通安全管理规划相关理论与方法研究[D]. 牛学军.北京交通大学2009
[2].高速公路交通灾害预警管理系统研究[D]. 刘清.武汉理工大学2004
[3].基于违法数据分析的道路交通安全管理决策研究与应用[D]. 胡家兴.大连海事大学2011

高速公路交通气象智能化监测预警系统研究

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