Prehľad senzorov viditeľnosti
Ako základné vybavenie moderného monitorovania životného prostredia merajú senzory viditeľnosti priepustnosť atmosféry v reálnom čase pomocou fotoelektrických princípov a poskytujú kľúčové meteorologické údaje pre rôzne odvetvia. Tri hlavné technické riešenia sú prenos (metóda základnej línie), rozptyl (rozptyl dopredu/dozadu) a vizuálne zobrazovanie. Medzi nimi typ s rozptylom dopredu zaujíma vďaka svojej vysokej cene a výkonu hlavný trh. Typické zariadenia, ako napríklad séria Vaisala FD70, dokážu detekovať zmeny viditeľnosti v rozsahu 10 m až 50 km s presnosťou ±10 %. Sú vybavené rozhraním RS485/Modbus a dokážu sa prispôsobiť náročným podmienkam od -40 ℃ do +60 ℃.
Základné technické parametre
Systém samočistenia optických okien (napríklad ultrazvukové vibračné odstraňovanie prachu)
Technológia viackanálovej spektrálnej analýzy (dvojitá vlnová dĺžka 850 nm/550 nm)
Algoritmus dynamickej kompenzácie (korekcia krížového rušenia teploty a vlhkosti)
Frekvencia vzorkovania údajov: nastaviteľná 1Hz~0,1Hz
Typická spotreba energie: <2 W (napájanie 12 V DC)
Prípady použitia v priemysle
1. Inteligentný dopravný systém
Sieť včasného varovania na diaľniciach
Sieť monitorovania viditeľnosti nasadená na diaľnici Šanghaj-Nanjing rozmiestňuje senzorové uzly každé 2 km v úsekoch s vysokým výskytom hmly. Pri viditeľnosti < 200 m sa na informačnej tabuli automaticky spustí výzva na obmedzenie rýchlosti (120 → 80 km/h) a pri viditeľnosti < 50 m sa vjazd na mýtnu stanicu uzavrie. Systém znižuje priemernú ročnú nehodovosť na tomto úseku o 37 %.
2. Monitorovanie letiskovej dráhy
Medzinárodné letisko Daxing v Pekingu využíva trojité redundantné pole senzorov na generovanie údajov o dráhovej viditeľnosti (RVR) v reálnom čase. V kombinácii so systémom pristávania podľa prístrojov ILS sa pri RVR < 550 m spustí postup pristávania naslepo kategórie III, čo zabezpečuje zvýšenie presnosti letu o 25 %.
Inovatívna aplikácia monitorovania životného prostredia
1. Sledovanie znečistenia miest
Úrad pre ochranu životného prostredia v Šen-čene zriadil na Národnej diaľnici 107 spoločnú pozorovaciu stanicu pre viditeľnosť PM2,5, invertoval koeficient extinkcie aerosólu prostredníctvom viditeľnosti a vytvoril model príspevku zdroja znečistenia v kombinácii s údajmi o dopravnom toku, pričom úspešne lokalizoval výfukové plyny dieselových vozidiel ako hlavný zdroj znečistenia (príspevok 62 %).
2. Výstraha pred rizikom lesných požiarov
Sieť kompozitných senzorov viditeľnosti a dymu, rozmiestnená v lesnej oblasti Veľkého pohoria Khingan, dokáže rýchlo lokalizovať požiar do 30 minút monitorovaním abnormálneho poklesu viditeľnosti (> 30 %/h) a spoluprácou s detekciou infračerveného zdroja tepla, pričom rýchlosť odozvy je 4-krát vyššia ako pri tradičných metódach.
Špeciálne priemyselné scenáre
1. Lodivodstvo prístavných lodí
Laserový merač viditeľnosti (model: Biral SWS-200) používaný v prístave Ningbo Zhoushan automaticky aktivuje systém automatického kotvenia (APS) lode, keď je viditeľnosť <1000 m, a dosahuje chybu kotvenia <0,5 m v hmlistom počasí spojením milimetrového radaru s údajmi o viditeľnosti.
2. Monitorovanie bezpečnosti tunelov
V diaľničnom tuneli Qinling Zhongnanshan je každých 200 m nainštalovaný dvojparametrový senzor viditeľnosti a koncentrácie CO. Keď je viditeľnosť < 50 m a CO > 150 ppm, automaticky sa aktivuje trojúrovňový vetrací plán, čím sa skráti čas reakcie na nehodu na 90 sekúnd.
Trend technologického vývoja
Fúzia viacerých senzorov: integrácia viacerých parametrov, ako je viditeľnosť, PM2,5 a koncentrácia čierneho uhlíka
Edge computing: lokálne spracovanie na dosiahnutie varovnej reakcie na milisekundovej úrovni
Architektúra 5G-MEC: podpora nízkolatenciového sieťovania masívnych uzlov
Model strojového učenia: vytvorenie algoritmu predikcie pravdepodobnosti dopravnej nehody na základe viditeľnosti
Typický plán nasadenia
Pre diaľničné scenáre sa odporúča architektúra „dvojitého záložného zdroja + solárneho napájania“ s výškou stĺpa 6 m a sklonom 30°, aby sa predišlo priamemu žiareniu svetlometov. Algoritmus fúzie údajov musí zahŕňať modul na rozpoznávanie dažďa a hmly (na základe korelácie medzi rýchlosťou zmeny viditeľnosti a vlhkosťou), aby sa predišlo falošným poplachom v silnom daždi.
S rozvojom autonómneho riadenia a inteligentných miest sa senzory viditeľnosti vyvíjajú z jednotlivých detekčných zariadení na základné vnímacie jednotky inteligentných systémov rozhodovania o premávke. Najnovšie technológie, ako napríklad Photon Counting LiDAR (PCLidar), rozširujú detekčný limit pod 5 m, čím poskytujú presnejšiu dátovú podporu pre riadenie dopravy v extrémnych poveternostných podmienkach.
Čas uverejnenia: 12. februára 2025