Přehled senzorů viditelnosti
Jakožto základní zařízení moderního monitorování životního prostředí měří senzory viditelnosti propustnost atmosféry v reálném čase pomocí fotoelektrických principů a poskytují klíčová meteorologická data pro různá odvětví. Tři hlavní technická řešení jsou transmisní (metoda základní linie), rozptyl (dopředný/zpětný rozptyl) a vizuální zobrazování. Mezi nimi typ s dopředným rozptylem zaujímá hlavní trh díky své vysoké ceně a výkonu. Typická zařízení, jako je řada Vaisala FD70, dokáží detekovat změny viditelnosti v rozsahu 10 m až 50 km s přesností ±10 %. Jsou vybavena rozhraním RS485/Modbus a dokáží se přizpůsobit náročným podmínkám od -40 ℃ do +60 ℃.
Základní technické parametry
Systém samočištění optického okna (například ultrazvukové vibrační odstraňování prachu)
Technologie vícekanálové spektrální analýzy (dvě vlnové délky 850 nm/550 nm)
Algoritmus dynamické kompenzace (korekce křížového rušení teploty a vlhkosti)
Vzorkovací frekvence dat: nastavitelná 1Hz~0,1Hz
Typická spotřeba energie: <2 W (napájení 12 V DC)
Případy průmyslových aplikací
1. Inteligentní dopravní systém
Síť včasného varování na dálnicích
Síť pro monitorování viditelnosti na dálnici Šanghaj-Nanjing rozmisťuje senzorové uzly každé 2 km v úsecích s vysokým výskytem mlhy. Pokud je viditelnost <200 m, na informační tabuli se automaticky spustí výzva k omezení rychlosti (120→80 km/h) a pokud je viditelnost <50 m, vjezd do mýtné stanice se uzavře. Systém snižuje průměrnou roční nehodovost v tomto úseku o 37 %.
2. Monitorování letištní dráhy
Mezinárodní letiště Daxing v Pekingu využívá trojité redundantní pole senzorů pro generování dat o dohlednosti na dráze (RVR) v reálném čase. V kombinaci se systémem přistání podle přístrojů ILS se při RVR < 550 m zahájí postup slepého přistání kategorie III, což zajišťuje zvýšení míry dochvilnosti letů o 25 %.
Inovativní aplikace monitorování životního prostředí
1. Sledování znečištění měst
Úřad pro ochranu životního prostředí v Šen-čenu zřídil na státní dálnici 107 společnou pozorovací stanici pro měření viditelnosti PM2,5, invertoval koeficient extinkce aerosolu pomocí viditelnosti a vytvořil model příspěvku zdroje znečištění v kombinaci s údaji o dopravním toku, přičemž jako hlavní zdroj znečištění úspěšně lokalizoval výfukové plyny dieselových vozidel (příspěvek 62 %).
2. Varování před rizikem lesních požárů
Síť kompozitních senzorů pro detekci viditelnosti a kouře rozmístěná v lesní oblasti Velkého pohoří Khingan dokáže rychle lokalizovat požár do 30 minut monitorováním abnormálního poklesu viditelnosti (>30 %/h) a spoluprací s detekcí infračerveného zdroje tepla, přičemž rychlost odezvy je 4krát vyšší než u tradičních metod.
Speciální průmyslové scénáře
1. Pilotní služby v přístavu
Laserový měřič viditelnosti (model: Biral SWS-200) používaný v přístavu Ningbo Zhoushan automaticky aktivuje systém automatického kotvení lodí (APS), když je viditelnost <1000 m, a dosahuje chyby kotvení <0,5 m v mlze spojením milimetrového radaru s údaji o viditelnosti.
2. Monitorování bezpečnosti tunelů
V dálničním tunelu Qinling Zhongnanshan je každých 200 m instalován dvouparametrový senzor viditelnosti a koncentrace CO. Pokud je viditelnost <50 m a CO >150 ppm, automaticky se aktivuje třístupňový ventilační plán, čímž se zkrátí doba reakce na nehodu na 90 sekund.
Trend technologického vývoje
Fúze více senzorů: integrace více parametrů, jako je viditelnost, PM2,5 a koncentrace černého uhlíku
Edge computing: lokální zpracování pro dosažení varovné reakce na milisekundovou úroveň
Architektura 5G-MEC: podpora nízkolatenčního síťování masivních uzlů
Model strojového učení: stanovení algoritmu predikce pravděpodobnosti dopravních nehod na základě viditelnosti
Typický plán nasazení
Pro dálniční scénáře se doporučuje architektura „dvojího horkého záložního zdroje + solárního zdroje“ s výškou sloupu 6 m a sklonem 30°, aby se zabránilo přímému světlu světlometů. Algoritmus fúze dat musí zahrnovat modul pro rozpoznání deště a mlhy (na základě korelace mezi mírou změny viditelnosti a vlhkostí), aby se zabránilo falešným poplachům za silného deště.
S rozvojem autonomního řízení a chytrých měst se senzory viditelnosti vyvíjejí z jednotlivých detekčních zařízení na základní vnímací jednotky inteligentních systémů pro rozhodování v dopravě. Nejnovější technologie, jako je Photon Counting LiDAR (PCLidar), rozšiřují detekční limit pod 5 m a poskytují přesnější datovou podporu pro řízení dopravy v extrémních povětrnostních podmínkách.
Čas zveřejnění: 12. února 2025