运城到三门峡高速公路雾区引导防撞系统技术参数合理化探析

靳运生，戎 浩

（1.山西交通控股集团有限公司 运城南高速公路分公司，山西 运城 044000；2.山西省交通科技研发有限公司，山西 太原 030032）

恶劣的自然天气逐渐成为引起高速公路事故多发的重要因素之一，堪称高速路上的“交通杀手”。根据我国公安部门的统计，大雾天气一直是造成我国交通安全事故最严重的气象条件之一，且死亡率居高不下[1]。团雾气候又是各种大雾天气中最难预防、最难应对的自然天气。运城到三门峡高速公路（K99+000—K104+000 段）全长5 km，该路段南北走向为主，东西走向为辅，山路多弯，上下坡急，路段内采光条件良好。针对路段特点，特采用了包含智能发光的诱导设施、能见度观测仪、数据预处理器、网关设备组成的雾区引导防撞系统。

1 系统介绍

雾区引导防撞系统是以一定间距连续安装的、可控的智能视航系统。通过能见度检测器采集实时路段能见度数据，通过数据预处理器分析处理，自动调控诱导设备，实现团雾区域内诱导设备功能切换智能化，有效引导车辆通行。雾区引导防撞系统具有路型显示、行车诱导、防追尾尾迹显示、事故警示等功能[2]。

安装区域内能见度大于500 m 时，设备处于低功耗模式，待机状态。当能见度大于300 m，小于500 m 时，系统进入道路轮廓强化模式，道路两侧黄色诱导灯开启常亮状态。当能见度大于200 m，小于300 m 时，系统进入行车诱导模式，自动开启黄色诱导灯并按照特定频率同步闪烁，闪烁频率默认为30 次/min。当能见度小于 200 m 时，系统进入防追尾警示模式，无车辆经过时,黄色诱导灯同步闪烁；当有车辆经过时，在车后一段距离的黄色诱导灯转换成红色警示灯，车辆驶过一定时间后（由车距控制策略确定），再由红灯切换为黄灯，红色警示区间会随着车辆向前移动，在车辆后形成一段尾迹灯，尾迹长度默认为3 组60 m，警示后车避免驶入尾迹区域[3]。

2 设备参数

通过比对市场现有雾区引导防撞系统与运城到三门峡高速公路雾区引导防撞系统的设备性能，结合运三高速公路已完成安装的5 km 雾区引导防撞系统使用情况，可以发现，诱导设备的显示、设备间的数据通信、设备的供电来源在技术层面有不小的差距，网络传输与系统自动化、气象设备的选取与管控策略的完善方面也是各有不同。现通过比对选择优秀雾区引导设备，将雾区引导防撞系统设备参数总结如下。

2.1 诱导设备技术参数

2.1.1 提示、警示模块

黄色诱导灯、红色警示灯布置方式为独立布置，避免视觉误导；诱导、警示模块亮度等级不小于8档，亮度为 500～7 000 cd/cm2[4]；诱导、警示模块发光面积为150 mm×150 mm；闪烁策略包括敞亮、30 次 /min 慢闪、60 次 /min 快闪、120 次 /min 快闪；智能雾区引导系统同步采用授时同步技术，同步误差小于25 ms；尾迹显示距离默认3 组（60 m），可选范围 2～8 组。

2.1.2 通信模块

诱导设备间通讯采用抗损毁无线通讯技术，无线数据链单节点覆盖范围为80 m。

2.1.3 供电模块

诱导设备采用光能供电，太阳能板充电方式，当标准日照条件下，放置8 h，可将诱导设备蓄电池充至额定容量，额定容量条件下，雾区诱导灯正常工作72 h。

2.2 网关设备与数据传输

雾区引导防撞系统网关设备包括：以太网接口、网关、无线网桥、数据预处理器。诱导设备与系统控制器之间的通讯基于系统控制器内置的无线网桥，系统控制器与上位云控制平台之间的无线网关采用4G 无线通讯链路通信。无线网关设备将安装好的诱导设备，自动连入外场通讯链路进行有效通讯。

网关设备同样具备抗损毁功能，主设备停止工作后，备用设备自动启动接替工作，主设备及备用设备均停止工作后，系统自动恢复至自控模式和现场遥控器控制模式。

供电方面，网关设备同样采用节能环保的太阳能供电。

2.3 气象装置技术参数

运三高速公路安装的雾区引导防撞系统气象装置是指能见度气象检测仪，主要收集路段内的能见度数据，并对道路内的雾、霾、雨、雪、混合降水天气环境采集数据分析并按照设定方式推送给数据预处理器[5]。 能见度仪监测范围为10 km，检测精度小于2 km，各种气象环境识别率大于90%，能见度检测仪工作环境温度范围为-50 ℃～80 ℃，相对湿度为0～100%RH。

2.4 管理控制策略

在管理控制策略方面，运三高速所安装雾区引导防撞系统包含云平台控制、手动控制、手机app 控制3 种控制方式，云平台可对外场设备运行状态进行监测与控制，监测范围包括现场安装的每个单元设备；手动遥控器控制与手机app 控制，需工作人员现场操作，在不考虑能见度情况的条件下主动控制，改变诱导设备功能模式。

雾区引导防撞系统在自动控制模式下，又具有星历控制和能见度自适应控制策略。星历控制是指系统在无能见度因素干扰下，根据当地四季不同的日出与日落时间，自动调控系统模式，达到日间关闭夜间主动引导的自动控制变换；能见度自适应控制是指系统能够根据实时能见度数值来自动开启/关闭系统、自动启动防止追尾警示模式及自动调节发光显示组件的亮度等级，以实现最佳的安全诱导效果。

3 施工参数

雾区引导防撞系统的施工内容包括了诱导设备的安装，气象监测设备、数据预处理器的安装。诱导设备现场安装的施工要点，高速公路涉路施工的安全要点，通过总结多地施工经验，结合运城到三门峡高速公路雾区引导防撞系统现场安装情况，将雾区引导防撞系统施工参数总结如下。

3.1 基础设施施工参数

3.1.1 诱导设备安装

诱导设备避开易发生火灾危险程度高的区域、避开有害气体来源以及存放腐蚀、易燃、易爆物品的地方、避开强电磁场的干扰。诱导设备机箱安装应稳固，垂直度允许偏差为2‰。安装在立杆上的机箱，机箱底部距地面应不小于1.5 m。诱导设备机箱内避雷器应安装位置正确，并牢固、可靠，且有安全标示。

3.1.2 能见度设备、数据预处理器安装

能见度设备与数据预处理器安装在钢制杆件上，杆件底部基底法兰盘，通过地脚螺栓安装在基础上，保证杆体垂直，倾斜度不超过杆体长度的0.5%，钢结构杆件的各钢制部件均作防腐处理，杆体内外热浸镀锌。杆件应安装保护地线，保护地线使用规格为40 mm×4 mm 以上的镀锌扁钢制作，并焊接到每个钢制杆件的法兰盘上，焊接处作防腐处理。保护地线与接地装置有效连接，接地电阻小于4Ω。杆件安装避雷针，且安装牢固、可靠，垂直度与杆件垂直度一致，并与接地端可靠连接。

3.2 雾区引导防撞系统现场施工

3.2.1 雾区引导防撞系统施工方法

a）雾区引导防撞系统诱导灯安装前进行编号，自上行线开始，按照顺序安装至终点后从下行线折返，编号从小至大且与行车方向一致。单号安装于隔离带侧，双号安装于紧急停车带侧。护栏结构变化时，单双号诱导设备配对一致。

b）雾区诱导设备防撞护栏安装时，先将防撞护栏立柱上的横穿螺丝拧松且拉出一半，与吊环螺杆相套后，复位拧紧。将底座固定于吊环螺杆上，圆角与来车方向一致，端正水平位置，将螺杆、底座与立柱的四面统一焊接固定，焊点平整无漏焊现象。将诱导灯内防水电池插头对接后，拧紧防水环放入主体箱内安装至底座上，灯面朝向来车方向旋转卡紧后，将四颗防盗螺丝固定，完成安装。

c）雾区诱导设备桥梁水泥防撞护栏安装时，在确定好安装位置后，将底座圆角与来车方向一致，调整好水平位置，用膨胀螺丝将底座固定在桥梁水泥防撞墙上，后用电焊将螺丝与底座焊接牢固，诱导灯安装方式与防撞护栏安装一致。

d）雾区诱导设备桥梁圆钢护栏安装时，在确定安装位置后，将底座圆角与来车方向一致，调整好水平位置用抱箍螺丝固定底座，用电焊将抱箍螺丝与底座焊接牢固，诱导设备安装方式与护栏安装方式一致。

3.2.2 雾区引导防撞系统施工安全

a）雾区引导防撞系统在安装施工前，需具有相关工作经验的人员编写完整的交通组织方案、安全施工方案、施工应急预案，并通过涉路单位组织的专业评审。

b）雾区引导防撞系统在安装施工时，避免对高速公路车辆通行产生影响，封闭施工时，避开交通流量的高峰期，封路施工两天前报业主单位审批；现场施工时，道路封闭端应设立牢固的、明显的施工标志牌、施工限速牌，封闭路段边沿按固定间距布置安全路锥，保证施工人员和来往车辆的安全，所有施工及防护要求均需符合高速公路施工相应规范。严格按安全操作规程施工，施工人员上岗前需进行专业安全培训。

c）雾区引导防撞系统安装施工后，将高速公路施工区域清扫整洁，保证封闭施工道路通行后车辆可正常行驶，且解除道路封闭过程中，须严格遵守安全施工方案有序撤离。

4 结论

自运城到三门峡高速公路（K99+000—K104+000 段）雾区引导防撞系统安装以来，有效降低了该路段团雾对车辆行驶的影响，为民众出行提供了有力的安全保障。本文通过对已投入使用的雾区引导防撞系统技术参数进行分析研究，提出了合理化的设备参数和施工方法，可供设计和施工工作参考。另外，雾区引导防撞系统在功能上还有进一步提升的空间，今后可在雾区引导防撞系统功能升级方面加大研究力度。