Преглед на сензорите за видимост
Като основно оборудване за съвременния мониторинг на околната среда, сензорите за видимост измерват атмосферната пропускливост в реално време чрез фотоелектрични принципи и предоставят ключови метеорологични данни за различни индустрии. Трите основни технически решения са предаване (базов метод), разсейване (разсейване напред/назад) и визуално изображение. Сред тях, типът с разсейване напред заема масовия пазар с високата си цена. Типично оборудване, като серията Vaisala FD70, може да открива промени във видимостта в диапазона от 10 м до 50 км с точност от ±10%. То е оборудвано с RS485/Modbus интерфейс и може да се адаптира към тежки условия от -40℃ до +60℃.
Основни технически параметри
Система за самопочистване на оптични прозорци (като например ултразвуково вибрационно отстраняване на прах)
Технология за многоканален спектрален анализ (двойна дължина на вълната 850nm/550nm)
Алгоритъм за динамична компенсация (корекция на кръстосани смущения от температура и влажност)
Честота на семплиране на данни: 1Hz~0.1Hz регулируема
Типична консумация на енергия: <2W (12VDC захранване)
Случаи на приложение в индустрията
1. Интелигентна транспортна система
Мрежа за ранно предупреждение по магистралите
Мрежата за наблюдение на видимостта, разположена на магистралата Шанхай-Нанкин, разполага сензорни възли на всеки 2 км в участъци с висока честота на мъгла. Когато видимостта е <200 м, на информационното табло автоматично се задейства съобщение за ограничение на скоростта (120→80 км/ч), а когато видимостта е <50 м, входът на пункта за събиране на пътни такси се затваря. Системата намалява средния годишен процент на произшествия в този участък с 37%.
2. Мониторинг на пистата на летището
Международното летище Пекин Дасин използва тройна резервирана сензорна решетка за генериране на данни за видимостта на пистата (RVR) в реално време. В комбинация със системата за кацане по прибори ILS, процедурата за сляпо кацане категория III се инициира, когато RVR <550 м, което гарантира, че степента на точност на полета се увеличава с 25%.
Иновативно приложение на мониторинг на околната среда
1. Проследяване на градското замърсяване
Бюрото за опазване на околната среда на Шънджън създаде съвместна наблюдателна станция за видимост и PM2.5 на Национална магистрала 107, обърна коефициента на екстинкция на аерозоли чрез видимост и създаде модел за принос на източника на замърсяване в комбинация с данни за трафика, като успешно локализира отработените газове от дизелови превозни средства като основен източник на замърсяване (принос 62%).
2. Предупреждение за риск от горски пожари
Мрежата от композитни сензори за видимост и дим, разположена в горския район на Голям Хинган, може бързо да локализира пожара в рамките на 30 минути, като наблюдава необичайното намаляване на видимостта (>30%/ч) и си сътрудничи с инфрачервено откриване на източник на топлина, а скоростта на реакция е 4 пъти по-висока от тази на традиционните методи.
Специални промишлени сценарии
1. Пилотство на пристанищни кораби
Лазерният измервател на видимост (модел: Biral SWS-200), използван в пристанището Нингбо Джоушан, автоматично активира системата за автоматично акостиране на кораба (APS), когато видимостта е <1000 м, и постига грешка при акостиране <0,5 м при мъгливо време чрез сливане на милиметров радар с данни за видимост.
2. Мониторинг на безопасността на тунелите
В тунела на магистралата Цинлинг Джуннаншан е инсталиран двупараметричен сензор за видимост и концентрация на CO на всеки 200 м. Когато видимостта е <50 м и CO>150 ppm, тристепенният вентилационен план се активира автоматично, скъсявайки времето за реакция при авария до 90 секунди.
Тенденция в технологичната еволюция
Многосензорно сливане: интегриране на множество параметри като видимост, PM2.5 и концентрация на черен въглерод
Edge computing: локална обработка за постигане на реакция на предупреждение на ниво милисекунда
5G-MEC архитектура: поддръжка на мрежи с ниска латентност за масивни възли
Модел на машинно обучение: установяване на алгоритъм за прогнозиране на вероятността от пътнотранспортни произшествия, свързани с видимост
Типичен план за внедряване
Архитектурата „двойно-машинно горещо резервно захранване + слънчево захранване“ се препоръчва за сценарии на магистрали, с височина на стълба 6 м и наклон от 30°, за да се избегнат директни светлини от фарове. Алгоритъмът за сливане на данни трябва да включва модул за разпознаване на дъжд и мъгла (базиран на корелацията между скоростта на промяна на видимостта и влажността), за да се избегнат фалшиви аларми при проливни дъждове.
С развитието на автономното шофиране и интелигентните градове, сензорите за видимост се развиват от единични устройства за откриване до основни устройства за възприемане на интелигентни системи за вземане на решения за трафика. Най-новите технологии, като например Photon Counting LiDAR (PCLidar), разширяват границата на откриване до под 5 м, осигурявайки по-точна поддръжка на данни за управление на трафика при екстремни метеорологични условия.
Време на публикуване: 12 февруари 2025 г.