Огляд датчиків видимості
Як основне обладнання сучасного моніторингу навколишнього середовища, датчики видимості вимірюють коефіцієнт пропускання атмосфери в режимі реального часу за допомогою фотоелектричних принципів та надають ключові метеорологічні дані для різних галузей промисловості. Три основні технічні рішення - це пропускання (базовий метод), розсіювання (розсіювання вперед/назад) та візуальне зображення. Серед них тип розсіювання вперед займає чільне місце на ринку завдяки високій вартості. Типове обладнання, таке як серія Vaisala FD70, може виявляти зміни видимості в діапазоні від 10 м до 50 км з точністю ±10%. Воно оснащене інтерфейсом RS485/Modbus та може адаптуватися до суворих умов від -40℃ до +60℃.
Основні технічні параметри
Система самоочищення оптичного вікна (наприклад, видалення пилу за допомогою ультразвукової вібрації)
Технологія багатоканального спектрального аналізу (двохдовжинна хвиля 850 нм/550 нм)
Алгоритм динамічної компенсації (корекція перехресних перешкод температури та вологості)
Частота дискретизації даних: регульована 1 Гц ~ 0,1 Гц
Типове споживання енергії: <2 Вт (живлення 12 В постійного струму)
приклади застосування в галузі
1. Інтелектуальна транспортна система
Мережа раннього попередження про ситуацію на автомагістралях
Мережа моніторингу видимості, розгорнута на швидкісній автомагістралі Шанхай-Нанкін, розміщує сенсорні вузли кожні 2 км на ділянках з високим рівнем туману. Коли видимість <200 м, на інформаційному табло автоматично спрацьовує підказка про обмеження швидкості (120→80 км/год), а коли видимість <50 м, в'їзд на платну станцію закривається. Система знижує середньорічний рівень аварійності на цій ділянці на 37%.
2. Моніторинг злітно-посадкової смуги аеропорту
У міжнародному аеропорту Пекіна Дасін використовується потрійний резервний масив датчиків для генерації даних про видимість на злітно-посадковій смузі (RVR) у режимі реального часу. У поєднанні із системою посадки за приладами ILS процедура сліпої посадки категорії III ініціюється, коли RVR <550 м, що забезпечує збільшення пунктуальності рейсів на 25%.
Інноваційне застосування моніторингу навколишнього середовища
1. Відстеження забруднення міських районів
Бюро охорони навколишнього середовища Шеньчженя створило спільну станцію спостереження за видимістю PM2.5 на Національній автомагістралі 107, інвертувало коефіцієнт згасання аерозолю через видимість та створило модель внеску джерела забруднення в поєднанні з даними про транспортний потік, успішно визначивши вихлопні гази дизельних автомобілів як основне джерело забруднення (внесок 62%).
2. Попередження про ризик лісових пожеж
Мережа композитних датчиків видимості та диму, розгорнута в лісовому районі Великого Хінганського хребта, може швидко локалізувати пожежу протягом 30 хвилин, відстежуючи аномальне зниження видимості (>30%/год) та взаємодіючи з інфрачервоним виявленням джерела тепла, а швидкість реагування в 4 рази вища, ніж у традиційних методів.
Спеціальні промислові сценарії
1. Лоцманське проведення портових суден
Лазерний вимірювач видимості (модель: Biral SWS-200), що використовується в порту Чжоушань у Нінбо, автоматично активує систему автоматичного швартування судна (APS), коли видимість <1000 м, і досягає похибки швартування <0,5 м у туманну погоду шляхом поєднання даних міліметрового радара з даними видимості.
2. Моніторинг безпеки тунелів
У тунелі автомагістралі Ціньлін Чжуннаньшань кожні 200 м встановлено двопараметричний датчик видимості та концентрації CO. Коли видимість <50 м та CO >150 ppm, автоматично активується трирівнева система вентиляції, що скорочує час реагування на аварію до 90 секунд.
Тенденція розвитку технологій
Мультисенсорне об'єднання: інтеграція кількох параметрів, таких як видимість, PM2.5 та концентрація чорного вуглецю
Периферійні обчислення: локальна обробка для досягнення реагування на попередження на рівні мілісекунд
Архітектура 5G-MEC: підтримка низькозатримкової мережі масивних вузлів
Модель машинного навчання: створення алгоритму прогнозування ймовірності дорожньо-транспортних пригод на основі видимості
Типовий план розгортання
Архітектура «гарячий резервний варіант з двома машинами + сонячне джерело живлення» рекомендується для сценаріїв на автомагістралях, з висотою стовпа 6 м та нахилом 30°, щоб уникнути прямих променів фар. Алгоритм об'єднання даних повинен включати модуль розпізнавання дощу та туману (на основі кореляції між швидкістю зміни видимості та вологістю), щоб уникнути хибних спрацьовувань під час сильної дощової погоди.
З розвитком автономного водіння та розумних міст, датчики видимості еволюціонують від окремих пристроїв виявлення до основних блоків сприйняття інтелектуальних систем прийняття рішень щодо дорожнього руху. Найновіші технології, такі як Photon Counting LiDAR (PCLidar), розширюють межу виявлення до менш ніж 5 м, забезпечуючи точнішу підтримку даних для управління дорожнім рухом в екстремальних погодних умовах.
Час публікації: 12 лютого 2025 р.