公路交通氣象觀測站網(wǎng)建設(shè)暫行技術(shù)要求

目錄一、總則 11.1編制目的 11.2編制依據(jù) 11.3適用范圍 11.4公路交通氣象觀測站網(wǎng)規(guī)劃 21.5公路交通氣象觀測站網(wǎng)建設(shè) 21.6公路交通氣象觀測站網(wǎng)運行 21.6.1合作模式 21.6.2運維機制 31.6.3信息交互共享 3二、觀測項目設(shè)置 32.1能見度觀測 42.2路面氣象條件觀測 42.2.1路溫 42.2.2路面狀況 52.2.3冰點溫度 52.2.4融雪劑濃度 52.3氣象環(huán)境觀測 52.3.1氣溫 52.3.2相對濕度 62.3.3風(fēng)速風(fēng)向 62.3.4降水 62.3.5天氣現(xiàn)象 72.4視頻實景觀測 72.5傳感器選型及技術(shù)要求 8三、觀測站技術(shù)要求 93.1觀測站結(jié)構(gòu) 93.1.1結(jié)構(gòu)組成 93.1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計要求 103.2觀測站功能 103.3數(shù)據(jù)采集與處理 113.4通信方式 123.5供電方式 133.5.1供電方式選擇 133.5.2蓄電池及充放電控制裝置 133.6電氣安全性要求 143.6.1絕緣電阻 143.6.2接地電阻 143.6.3介電強度 153.6.4電源適應(yīng)性 153.7環(huán)境適應(yīng)性要求 153.7.1氣候條件 153.7.2生物條件 153.7.3化學(xué)活性物質(zhì) 163.7.4機械條件 16四、觀測站點布設(shè)與安裝 164.1站點分類 164.1.1局地站 174.1.2普通站 174.2站點布局要求 184.2.1局地站 184.2.2普通站 204.3站點選址原則 204.4安裝要求 224.4.1設(shè)備安裝要求 224.4.2基礎(chǔ)平臺安裝要求 224.5傳感器布局 24五、觀測站網(wǎng)運行與監(jiān)控 255.1觀測站網(wǎng)監(jiān)控功能要求 255.2數(shù)據(jù)格式與傳輸 265.3數(shù)據(jù)質(zhì)量控制 265.3.1采集處理部分 265.3.2通信傳輸部分 265.3.3監(jiān)控管理部分 27六、安裝質(zhì)量與運行維護 286.1產(chǎn)品及安裝質(zhì)量 286.2運行維護 286.3核查及校準(zhǔn) 286.4試驗室檢定 29附錄：數(shù)據(jù)格式規(guī)定 301.文件名 302.文件內(nèi)容 303.數(shù)據(jù)記錄單位和特殊說明 324.中心站上傳數(shù)據(jù)格式 32一、總則1.1編制目的為加強全國干線公路網(wǎng)運行監(jiān)測與科學(xué)管理，提升公路網(wǎng)安全性能和服務(wù)質(zhì)量，提高應(yīng)急處置能力和公共服務(wù)能力，實現(xiàn)覆蓋全國干線公路的氣象監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)和預(yù)報預(yù)警服務(wù)體系的發(fā)展目標(biāo)，為人民群眾提供安全、暢通、便捷、綠色的公路出行服務(wù)，編制《公路交通氣象觀測站網(wǎng)建設(shè)暫行技術(shù)要求》（以下簡稱《技術(shù)要求》），以指導(dǎo)和規(guī)范我國公路交通氣象觀測站網(wǎng)的建設(shè)、運行與管理。1.2編制依據(jù) 依據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》《公路網(wǎng)運行監(jiān)測與服務(wù)暫行技術(shù)要求》《高速公路監(jiān)控技術(shù)要求》《公路交通工程及沿線設(shè)施設(shè)計通用規(guī)范》《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》《道路交通氣象環(huán)境埋入式路面狀況檢測器》《道路交通氣象環(huán)境能見度檢測器》《公路交通氣象觀測站網(wǎng)建設(shè)指南》《地面氣象觀測規(guī)范》《自動氣象站檢定規(guī)程》《自動氣象站現(xiàn)場校準(zhǔn)方法》等相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定本技術(shù)要求。1.3適用范圍本技術(shù)要求適用于交通運輸部門和氣象部門在高速公路沿線建設(shè)和管理的，以服務(wù)公路安全運行和公眾出行為主要目的的公路交通氣象觀測站網(wǎng)。國省干線公路沿線的公路交通氣象觀測站網(wǎng)的建設(shè)和管理可參考本技術(shù)要求。本技術(shù)要求定義的公路交通氣象觀測站網(wǎng)建設(shè)內(nèi)容包括公路交通氣象觀測外場設(shè)施（以下簡稱“公路交通氣象觀測站”）、公路交通氣象服務(wù)系統(tǒng)，以及相關(guān)的軟硬件支撐條件。1.4公路交通氣象觀測站網(wǎng)規(guī)劃公路交通氣象觀測站網(wǎng)是國家公路網(wǎng)運行監(jiān)測與服務(wù)系統(tǒng)的重要組成部分，也是國家氣象監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的重要補充，其規(guī)劃應(yīng)當(dāng)遵循“統(tǒng)籌規(guī)劃、總體設(shè)計、分步實施、逐步完善”的原則，滿足公路網(wǎng)運行監(jiān)測管理與公眾出行信息服務(wù)的需求，符合公路交通氣象觀測、預(yù)報、預(yù)警，以及信息服務(wù)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r與趨勢。交通運輸主管部門聯(lián)合氣象主管機構(gòu)制定公路交通氣象觀測站網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)，編制公路交通氣象觀測站網(wǎng)與服務(wù)系統(tǒng)的總體規(guī)劃。1.5公路交通氣象觀測站網(wǎng)建設(shè)各級交通運輸主管部門和各級氣象主管機構(gòu)應(yīng)以“優(yōu)勢互補、合作共贏”為原則，結(jié)合本轄區(qū)內(nèi)公路管理和相關(guān)體制機制實際，推動公路交通氣象觀測站網(wǎng)的建設(shè)和完善，將公路交通氣象服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)與管理、交通運輸部門與氣象部門間公路交通氣象觀測和服務(wù)信息的交互共享納入到各級公路網(wǎng)運行監(jiān)測與應(yīng)急處置的工作中。對于新建高速公路項目，公路建設(shè)單位要根據(jù)公路沿線氣象狀況及對公路交通的潛在影響，將交通氣象觀測設(shè)施建設(shè)納入工程設(shè)計與項目概算中，同步建設(shè)。對于已建公路需增加氣象觀測設(shè)施的，由兩部門共同協(xié)商，多方式籌措建設(shè)資金。交通運輸部門與氣象部門應(yīng)加強公路交通氣象觀測站點的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控和公路交通氣象服務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)，整合交通運輸部門和氣象部門的相關(guān)設(shè)施與資源，在實現(xiàn)站網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理與數(shù)據(jù)資料交互共享的基礎(chǔ)上，逐步實現(xiàn)精細化的公路交通氣象預(yù)報預(yù)警服務(wù)。1.6公路交通氣象觀測站網(wǎng)運行1.6.1合作模式各地交通運輸部門與氣象部門要根據(jù)各地特點和需求，探索建立以面向公益性公眾出行服務(wù)為基礎(chǔ)的多樣化合作模式。交通運輸部門應(yīng)為公路交通氣象觀測設(shè)施的選址、安裝、供電、通信等提供便利條件。氣象部門應(yīng)無償提供與公路交通氣象觀測站網(wǎng)布設(shè)密度相匹配的，面向公眾的災(zāi)害性天氣預(yù)報預(yù)警與實況監(jiān)測信息，并逐步增強和完善公路交通氣象專業(yè)預(yù)報預(yù)警服務(wù)；對于相關(guān)部門和單位提出的個性化公路氣象服務(wù)需求，可由氣象部門或其他第三方部門按照有關(guān)規(guī)定通過協(xié)議方式予以提供。1.6.2運維機制交通運輸部門與氣象部門應(yīng)遵循誰出資建設(shè)、誰擁有產(chǎn)權(quán)、誰負責(zé)運維的原則，對公路交通氣象觀測站網(wǎng)與服務(wù)系統(tǒng)進行長期運維管理。交通運輸部門與氣象部門共同建設(shè)的公路交通氣象觀測設(shè)施和服務(wù)系統(tǒng)，根據(jù)責(zé)權(quán)對等原則，雙方友好協(xié)商共同確定長效運維機制與辦法。觀測站網(wǎng)的運行監(jiān)控、維護保障所需經(jīng)費由各級公路交通主管部門和各級氣象主管機構(gòu)共同承擔(dān)，各部門投入的專業(yè)技術(shù)和管理人員由本部門調(diào)配。交通運輸部門和氣象部門要加強對已建成公路氣象設(shè)施的維護，確保其處于良好運行狀態(tài)。1.6.3信息交互共享交通運輸部門與氣象部門應(yīng)建立有關(guān)公路交通氣象觀測與服務(wù)信息的交互共享機制，開發(fā)公路交通氣象服務(wù)系統(tǒng)的信息交互共享功能，實現(xiàn)公路交通氣象有關(guān)信息的及時高效共享。公路交通氣象觀測數(shù)據(jù)的傳輸與存儲格式及質(zhì)量控制應(yīng)符合本技術(shù)要求的相關(guān)規(guī)定。交通運輸部門與氣象部門間的信息交互共享途徑應(yīng)根據(jù)兩部門間的具體合作方式確定，交通運輸部門應(yīng)將公路交通氣象觀測信息提供給氣象部門，氣象部門應(yīng)將公路交通氣象預(yù)報預(yù)警等服務(wù)信息提供給交通運輸部門。二、觀測項目設(shè)置公路交通氣象觀測主要包括能見度觀測、路面氣象條件觀測、氣象環(huán)境觀測、視頻實景觀測四個主要方面。2.1能見度觀測能見度的自動觀測主要通過能見度儀實現(xiàn)。依據(jù)能見度的觀測原理，能見度儀主要有散射式能見度儀、透射式能見度儀，以及視頻能見度儀等多種類型。當(dāng)前，散射式能見度儀在公路交通氣象領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛；透射式能見度儀由于其價格相對較高，在公路交通氣象觀測中很少應(yīng)用；視頻能見度儀由于其更接近人眼觀測原理、更符合能見度基本定義的優(yōu)勢，在公路交通氣象能見度觀測中有著廣闊的前景，特別是在公路視頻監(jiān)控設(shè)施比較完善的公路上。如不作特別說明，本技術(shù)要求中的能見度自動觀測設(shè)備指前向散射式能見度儀或當(dāng)前天氣現(xiàn)象傳感器（含散射式能見度觀測功能）。2.2路面氣象條件觀測路面氣象條件觀測內(nèi)容主要包括路溫、路面狀況、冰點溫度，以及融雪劑濃度等方面。路面氣象條件的自動觀測通常利用路面?zhèn)鞲衅鲗崿F(xiàn)。根據(jù)是否帶有冰點溫度觀測功能，可將路面?zhèn)鞲衅鞣譃橹鲃邮絺鞲衅骱捅粍邮絺鞲衅?。主動式傳感器具有冷卻裝置，通過冷卻表面液體直至凝固來確定公路表面液體的實際冰點溫度，被動式傳感器一般不具備路面冰點溫度觀測功能。主動式傳感器功耗較高，在供電敏感（如采取太陽能供電方式）的條件下需要慎重選擇。主動式與被動式傳感器的區(qū)分是相對的，當(dāng)前也出現(xiàn)主動與被動一體式傳感器，可實現(xiàn)包括冰點溫度在內(nèi)的大部分路面觀測內(nèi)容。根據(jù)傳感器的觀測原理或安裝方式，分為埋入式路面?zhèn)鞲衅骱头墙佑|式路面?zhèn)鞲衅?。埋入式傳感器安裝時需要切割路面，將傳感器埋入路面并使其表面與公路表面齊平；非接觸式傳感器一般安裝于路側(cè)桿柱的適當(dāng)高度，不具有冰點溫度和融雪劑濃度觀測功能。2.2.1路溫 路溫觀測包括公路表面溫度和公路表面以下10cm處的溫度，路溫對于預(yù)測路面溫度及路面狀態(tài)至關(guān)重要。進行路面氣象條件觀測時，路面?zhèn)鞲衅鞅仨毦哂新窚赜^測功能。2.2.2路面狀況 路面狀況泛指路面處于干燥、（潮）濕、積水、積雪（霜）、結(jié)冰等狀態(tài)，也包括水層、雪層、冰層的厚度情況。一般通過路面?zhèn)鞲衅骱停ɑ颍Ｓ脗鞲衅鬟M行觀測。進行路面氣象條件觀測時，路面?zhèn)鞲衅鞅仨毦哂新访鏍顩r觀測功能。2.2.3冰點溫度 冰點溫度是指在公路表面的液態(tài)水（含有或不含融雪劑）開始結(jié)冰的溫度。由于公路表面通常含有各種雜質(zhì)，有時也含有一定量的融雪劑，使得路面結(jié)冰的真實溫度不一定是0℃。路面冰點溫度的觀測對于優(yōu)化融雪劑的使用，提高冬季防結(jié)冰與鏟冰除雪養(yǎng)護作業(yè)具有重要意義。2.2.4融雪劑濃度 融雪劑濃度通常是指路面積水中融雪劑的百分比含量。由于車輛碾壓、車輪甩濺、排水滲漏等作用，撒布在公路表面的融雪劑溶度是不斷變化的，一般難以進行人工準(zhǔn)確估算，需要利用路面?zhèn)鞲衅鬟M行觀測。觀測融雪劑濃度可為優(yōu)化融雪劑的使用提供重要參考。2.3氣象環(huán)境觀測公路氣象環(huán)境觀測主要包括氣溫、相對濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、降水、天氣現(xiàn)象等項目，這些項目的觀測有助于提高公路交通氣象預(yù)報的精度與時效，能見度和路面狀態(tài)的預(yù)報都需要上述觀測項目的支持。2.3.1氣溫在公路交通氣象觀測中，溫度與相對濕度的觀測通常是由一個集成式傳感器來完成的。為降低太陽輻射對傳感器采樣值的影響，通常將溫濕度傳感器放置在防輻射罩內(nèi)。2.3.2相對濕度衡量濕度的物理量有水汽壓、相對濕度、露點溫度等，在公路交通氣象觀測中的濕度如不作特別說明，是指空氣的相對濕度。2.3.3風(fēng)速風(fēng)向公路交通氣象觀測中的風(fēng)是指二維矢量（水平運動）風(fēng)，用風(fēng)速和風(fēng)向表示。風(fēng)速單位為米/秒（m/s），在實際應(yīng)用中可以轉(zhuǎn)換為風(fēng)力等級表示。風(fēng)向是指風(fēng)的來向，單位為度(°)，在實際應(yīng)用中可以轉(zhuǎn)換為16方位表示。風(fēng)速風(fēng)向觀測一般采用風(fēng)速風(fēng)向傳感器，根據(jù)工作原理可分為轉(zhuǎn)軸式風(fēng)傳感器和超聲波風(fēng)傳感器。轉(zhuǎn)軸式風(fēng)傳感器由風(fēng)速（風(fēng)杯）傳感器和風(fēng)向（風(fēng)向標(biāo)）傳感器組成，風(fēng)速傳感器和風(fēng)向傳感器可以是獨立的，也可以是一體化的。與轉(zhuǎn)軸式風(fēng)傳感器相比，超聲波風(fēng)傳感器具有維護工作量小、平均無故障時間長的優(yōu)點，在北方冬季降雪量大、氣溫低，或是沙塵、凍雨天氣較多地區(qū)，可采用超聲波風(fēng)傳感器。2.3.4降水降水是指從天空降落到地面上的液態(tài)或固態(tài)的水汽凝結(jié)物，包括雨、雪、雨夾雪、冰雹等。降水是影響路面狀況和能見度的重要因素。對降水的觀測通常包括降水量、降水強度和降水類型三個指標(biāo)。降水量通常是指累計降水量，單位為毫米（mm）。降水強度指單位時間的降水量，通常用分鐘降水量表示，單位為毫米/分鐘（mm/min）。降水類型主要有液態(tài)降水和固態(tài)降水。公路交通氣象觀測中的降水是指液態(tài)降水，對于固態(tài)降水（雪、雨夾雪）目前只通過天氣現(xiàn)象傳感器實現(xiàn)定性觀測。降水通常用翻斗式雨量計或天氣現(xiàn)象（也稱為當(dāng)前天氣）傳感器來實現(xiàn)自動觀測。翻斗式雨量計可以精確觀測降水量，但不能夠確定降水類型；天氣現(xiàn)象傳感器能夠確定降水類型，但降水量觀測不夠精確。翻斗式雨量計安裝要求較高、維護工作量較大，在公路沿線相對嚴酷的工作條件下，其應(yīng)用存在較大局限性，一般用于強降雨多發(fā)且強降雨天氣對交通運行安全和公路基礎(chǔ)設(shè)施損毀風(fēng)險較大的地區(qū)；其他情況下，一般不建議安裝翻斗式雨量計，經(jīng)過分析確有必要進行降水觀測的，可以采用天氣現(xiàn)象傳感器替代翻斗式雨量計，既可以區(qū)分降水類型，也可以獲得分級降水強度。2.3.5天氣現(xiàn)象在公路交通氣象觀測中，天氣現(xiàn)象觀測主要指自動觀測并判別：有/無降水，降水類型(雨、雨夾雪、雪等)，降水強度(小、中、大等)，以及霧、霾、沙塵等天氣現(xiàn)象。天氣現(xiàn)象通常由天氣現(xiàn)象傳感器實現(xiàn)自動觀測。當(dāng)前應(yīng)用的天氣現(xiàn)象傳感器多采用一體化設(shè)計，同時具備能見度和天氣現(xiàn)象兩方面的觀測功能。天氣現(xiàn)象傳感器多數(shù)情況下具備能見度觀測功能，因此，在需要配置能見度儀的公路交通氣象觀測站點，在滿足能見度觀測要求的前提下，可以采用天氣現(xiàn)象傳感器，在建設(shè)資金投入增加不多的情況下，同時實現(xiàn)對天氣現(xiàn)象的觀測。2.4視頻實景觀測公路沿線視頻實景氣象觀測是交通氣象觀測的重點內(nèi)容之一，視頻實景觀測具有直觀、臨場感強的突出優(yōu)勢，可用于確認實時交通氣象條件，也可用于后期對交通氣象預(yù)報結(jié)果的評估。視頻實景觀測一般通過公路氣象站處或附近的監(jiān)控攝像機實現(xiàn)。高速公路上具有完善的交通監(jiān)控系統(tǒng)，包括沿線交通路況的視頻監(jiān)控，因此，公路氣象視頻實景觀測宜充分利用交通運輸部門現(xiàn)有設(shè)施，一般不需要單獨設(shè)置視頻實景觀測點。對于視頻監(jiān)控設(shè)施比較缺乏的路段，可以在交通氣象觀測站中設(shè)置視頻攝像機來實現(xiàn)交通氣象實景觀測。設(shè)置視頻實景觀測時，宜考慮公路視頻事件檢測技術(shù)的應(yīng)用，以實現(xiàn)交通、氣象等事件的自動檢測。視頻傳輸對通信傳輸系統(tǒng)要求較高，需要結(jié)合公路沿線的通信條件及具體觀測需求選擇合適的通信方式以及圖像質(zhì)量規(guī)格。對于新增的交通氣象實景觀測，為提高全天候條件下的觀測能力，宜采用帶有紅外功能或透霧能力強的視頻監(jiān)控設(shè)備。2.5傳感器選型及技術(shù)要求公路交通氣象觀測站點配置的各種傳感器應(yīng)符合相關(guān)國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。傳感器的選型要充分考慮以下因素：交通氣象觀測功能需求；傳感器的維護需求；傳感器的功耗；傳感器技術(shù)的成熟性、可靠性、經(jīng)濟性等。公路交通氣象觀測所采用的傳感器推薦選型如表2-1所示。表2-1傳感器的選型序號要素名稱傳感器類型1能見度前向散射式能見度儀2氣溫集成數(shù)字式溫（濕）度傳感器；或鉑電阻溫度傳感器3相對濕度集成數(shù)字式（溫）濕度傳感器；或濕敏電容濕度傳感器4風(fēng)速超聲風(fēng)傳感器；或風(fēng)杯風(fēng)速傳感器；或螺旋槳式風(fēng)傳感器5風(fēng)向超聲風(fēng)傳感器；或單翼風(fēng)向傳感器；或螺旋槳式風(fēng)傳感器6降水天氣現(xiàn)象傳感器；或翻斗式雨量傳感器7天氣現(xiàn)象天氣現(xiàn)象傳感器8路面溫度/路基溫度鉑電阻溫度傳感器；或滿足要求的其它直接或間接測量路溫的傳感器9路面狀況路面?zhèn)鞲衅?0冰點溫度路面?zhèn)鞲衅?1融雪劑濃度路面?zhèn)鞲衅鱾渥ⅲ簹鉁亍⑾鄬穸?、風(fēng)速、風(fēng)向等要素的觀測也可采用滿足相應(yīng)技術(shù)要求的多功能緊湊型氣象傳感器，此類傳感器集成氣溫、相對濕度、風(fēng)向、風(fēng)速等要素觀測于一體，具有集成度高、體積小、安裝方便等優(yōu)點。傳感器的技術(shù)指標(biāo)和性能要符合開展公路交通氣象觀測、預(yù)報、服務(wù)、科研等需要（見表2-2）。表2-2傳感器的主要技術(shù)要求傳感器測量范圍分辨力準(zhǔn)確度能見度10～2000m；10～10000m﹡1m±10%(≤1500m)±20%(＞1500m)氣溫-50～+50℃0.1℃±0.2℃相對濕度5～100％1%±3％（≤80％）±5％（＞80％）風(fēng)速0～60m/s0.1m/s±(0.5+0.03V)m/s風(fēng)向0～360°3°±5°降水0～4mm/min0.1mm±0.4mm（≤10mm）±4％（＞10mm）路面溫度-50～+80℃0.1℃±0.5℃路基溫度（-10cm）-40～+60℃0.1℃±0.4℃路面狀況應(yīng)準(zhǔn)確區(qū)分干燥、潮濕、積水、積雪/結(jié)霜、結(jié)冰等路面狀態(tài)。天氣現(xiàn)象應(yīng)識別有/無降水，降水類型(雨、雪、雨夾雪)，降水強度(微量、小、中、大、特大等)；可識別霧、霾、沙塵等視程障礙現(xiàn)象；能夠?qū)Ω鞣N天氣狀況下的能見度進行觀測，觀測性能同本表能見度儀的技術(shù)要求。﹡：局地站的能見度儀測量范圍選用10～2000m量程即可，普通站的能見度儀兼具能見度預(yù)報預(yù)警功能，應(yīng)采用10～10000m量程。三、觀測站技術(shù)要求3.1觀測站結(jié)構(gòu)3.1.1結(jié)構(gòu)組成公路交通氣象觀測站由主控系統(tǒng)、傳感器、機箱、支架、避雷針等部分組成。主控系統(tǒng)由控制單元、采集單元、處理單元、通信單元、防雷單元、供電單元及其它輔助單元組成，主控系統(tǒng)置于機箱內(nèi)。機箱用于安裝主控系統(tǒng)，各個功能模塊布局合理，符合電氣安全要求，散熱性能良好。機箱具有良好的密封性，防護等級要求達到IP65，具有安全防盜、防輻射等性能。支架主要用于裝配各類傳感器、通信裝置等設(shè)備。支架需根據(jù)傳感器布局要求進行設(shè)計和制作。避雷針的長度（接閃器的高度）需達到觀測站上端布設(shè)的各類傳感器所需要的保護范圍的要求，避雷針的制作材料、直徑、接閃器材料、固定連接裝置、引下線和接地等應(yīng)達到相關(guān)防雷的技術(shù)規(guī)范要求。公路交通氣象觀測站安裝在基礎(chǔ)平臺上，基礎(chǔ)平臺具備綜合防雷接地系統(tǒng)。3.1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計要求公路交通氣象觀測站的結(jié)構(gòu)設(shè)計除應(yīng)符合公路部門相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的技術(shù)要求外，還應(yīng)滿足以下要求：應(yīng)考慮防盜問題，各部件之間的連接要牢固，使用常規(guī)工具不能輕易拆除。應(yīng)考慮后期設(shè)備的維護問題，有利于維護保障工作快捷、簡便和安全地進行。應(yīng)在支架、立桿、機箱內(nèi)部或穿線管內(nèi)部布線，達到隱蔽、保護、美觀、防盜割、防雷電等效果。除傳感器可保持原外觀色彩外，其它部分的外表均應(yīng)做好防銹蝕與外涂層工藝處理，機箱外涂層厚度＞80μm，立柱外涂層厚度＞120μm，色彩為乳白色。3.2觀測站功能公路交通氣象觀測站由主控系統(tǒng)提供通信接口，按照約定的通信協(xié)議與監(jiān)控中心建立雙向通信，實現(xiàn)指令下達和數(shù)據(jù)上傳等功能，滿足公路交通氣象觀測站自動組網(wǎng)的功能要求。公路交通氣象觀測站應(yīng)具備以下功能要求：（1）自動采集和預(yù)處理公路交通氣象觀測站自動采集各觀測要素，對采集的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理并進行相關(guān)統(tǒng)計和存儲。通過硬件開關(guān)或控制中心指令，可打開或關(guān)閉各觀測要素的采集和處理功能。（2）智能化存儲管理自動管理采集器內(nèi)置的存儲器，具有內(nèi)存自動清除、循環(huán)管理、糾錯、采集時間記憶、未測和缺測標(biāo)記等功能。公路交通氣象觀測站存儲器需保存1個月的各觀測要素的逐分鐘數(shù)據(jù)，以及公路交通氣象觀測站工作參數(shù)和最新工作狀態(tài)信息。（3）自動上傳數(shù)據(jù)各公路交通氣象觀測站按照特定時間間隔（常規(guī)設(shè)置1分鐘，選擇設(shè)置10分鐘）自動上傳觀測數(shù)據(jù)，每小時上傳一次公路交通氣象觀測站的工作狀態(tài)信息。（4）遺漏資料補傳接收監(jiān)控管理中心指令，可補傳公路交通氣象觀測站中存儲的歷史氣象數(shù)據(jù)。（5）時鐘校準(zhǔn)接收監(jiān)控中心系統(tǒng)下達的控制指令，對公路交通氣象觀測站的日期和時間進行定期校準(zhǔn)，并反饋和驗證校準(zhǔn)信息，確保公路交通氣象觀測站時鐘的月累計誤差＜15s。(6)觀測站工作狀態(tài)監(jiān)測每小時上傳一次觀測站工作狀態(tài)參數(shù)集，包括：AC220V供電狀態(tài)或太陽能供電狀態(tài)、蓄電池工作電壓、機箱內(nèi)溫度、無線通信在線狀態(tài)、主要傳感器工作狀態(tài)參數(shù)等，并隨時接收監(jiān)控中心下達的指令上傳觀測站當(dāng)前工作狀態(tài)參數(shù)集。3.3數(shù)據(jù)采集與處理根據(jù)約定的算法，對獲取的各觀測要素采樣值計算出逐分鐘各觀測要素值或瞬時值。在算法實現(xiàn)和數(shù)據(jù)處理過程中需要對數(shù)據(jù)進行檢查，對異常數(shù)據(jù)進行特殊處理并標(biāo)記。各要素的采樣頻率及計算方法如下表：表3-1要素采樣頻率及計算方法要素采樣頻率計算方法能見度≥4次/min等權(quán)相加求算術(shù)平均值。氣溫6次/min或30次/min通過數(shù)據(jù)質(zhì)量控制后等權(quán)相加求算術(shù)平均值。路面溫度/路基溫度相對濕度風(fēng)速4次/s以0.25s為步長求3s滑動平均值，即瞬時風(fēng)速；以1s為步長（取整秒時的瞬時值）計算每分鐘的1min、2min算術(shù)平均，即1min、2min平均風(fēng)速；以1min為步長（取1min平均值）計算每分鐘的10min滑動平均，即10min平均風(fēng)速。風(fēng)向1次/s求1min、2min平均；以1min為步長（取1min平均值）計算每分鐘的10min平均。降水量1次/min計算累計值。路面狀況1次/min由傳感器觀測的數(shù)據(jù)，按照算法和時間間隔輸出?；蛴删C合觀測資料，按照算法自動計算并輸出。天氣現(xiàn)象1次/min滑動平均仍屬于算術(shù)平均的范疇，它是按一種特定的方式變形之后的算術(shù)平均。若有n個風(fēng)速觀測值y1，y2，…，yi，…，yn，以該時間序列來計算多個連續(xù)m項序列的算術(shù)平均值。其中第1個連續(xù)m項序列的第1項，是原來n序列的第1項；第2個連續(xù)m項序列的第1項是原來n序列的第2項；……；最后一個m項序列的第1項是原來n序列的第（n-m＋1）項。則第i個和第i＋1個連續(xù)m項序列的滑動平均值分別為：3.4通信方式公路沿線氣象觀測站通信可采用有線通信或無線通信兩種方式，選取原則如下：（1）有線通信方式在氣象觀測站點布設(shè)位置具備有線通信條件的公路沿線，應(yīng)盡量利用公路現(xiàn)有通信設(shè)施（光纖、交換機等），組建各氣象觀測站點與數(shù)據(jù)處理中心的通信網(wǎng)絡(luò)。有線通信方式與無線通信方式相比更加可靠，且不需要支付通信費用，在具備條件時應(yīng)優(yōu)先考慮。（2）無線通信方式在不具備有線通信方式的一般等級公路（如國省干線公路），應(yīng)采用無線通信方式。選擇GPRS、CDMA、3G等無線網(wǎng)絡(luò)通信方式，直接建立公路沿線各氣象觀測站點與數(shù)據(jù)處理中心的通信網(wǎng)絡(luò)。采用無線通信方式時，應(yīng)確保無線通信信號能覆蓋氣象觀測站點。3.5供電方式公路沿線氣象觀測站點用電負荷等級為二級。3.5.1供電方式選擇公路沿線氣象觀測站點供電方式可采用以下四種方式：（1）常規(guī)市電。（2）太陽能供電。（3）風(fēng)力供電。（4）風(fēng)光互補供電。選取兼顧可靠性和經(jīng)濟性的供電方式是確保公路沿線氣象觀測站點正常工作的必要條件。選取原則如下：（1）常規(guī)市電是最可靠的供電方式。在氣象觀測站點布設(shè)位置或附近能夠方便就近取電時，應(yīng)優(yōu)先市電供電方式。如果氣象觀測站點與常規(guī)市電取電點距離較遠，應(yīng)綜合考慮供電可靠性、電纜鋪設(shè)費用等因素確定供電方案。（2）在太陽能或風(fēng)能資源比較富足的地區(qū)，可選擇太陽能、風(fēng)能或者風(fēng)光互補供電方式。亦可采用常規(guī)市電、太陽能、風(fēng)能和風(fēng)光互補等多種組合供電方式。（3）不管選擇何種供電方式，都必須確保氣象觀測站點供電系統(tǒng)正常持續(xù)工作。3.5.2蓄電池及充放電控制裝置為確保氣象觀測站點的不間斷供電，氣象觀測站點應(yīng)配備蓄電池與充放電控制裝置。蓄電池的容量可根據(jù)各氣象觀測站點的實際功耗進行選型、配備。在出現(xiàn)市電因故障斷電無法正常工作的情況下，蓄電池容量應(yīng)保證氣象觀測站點能連續(xù)工作3天以上；在使用太陽能供電因連陰雨天氣無法正常工作的情況下，蓄電池容量應(yīng)保證氣象觀測站點能連續(xù)工作14天以上。蓄電池與充放電控制裝置的設(shè)計使用壽命應(yīng)不小于5年。3.6電氣安全性要求公路沿線氣象觀測站點應(yīng)滿足特定的電氣安全性，以確保在各種氣候環(huán)境下穩(wěn)定、可靠、安全地工作。電氣安全性能主要包括：絕緣、接地防雷、介電強度、電源適應(yīng)性、防雨防塵等性能指標(biāo)。3.6.1絕緣電阻 使用市電的公路交通氣象觀測站，電源初級電路和機殼間絕緣電阻應(yīng)不小于2MΩ。使用12V直流電源供電的公路交通氣象觀測站，電源初級電路和機殼間絕緣電阻應(yīng)不小于1MΩ。3.6.2接地電阻接地主要包括防雷接地和安全接地。防雷接地的目的是把雷電產(chǎn)生的雷擊電流通過避雷針引入到大地，從而保證設(shè)備正常運行。安全接地的目的是把相線（如電線絕緣不良，線路老化等）和設(shè)備外殼碰觸時產(chǎn)生的故障電流經(jīng)PE線引入到大地，從而保護人身安全。（1）防雷接地氣象觀測站點主控機箱內(nèi)部應(yīng)設(shè)有弱電防雷保護系統(tǒng)，氣象觀測站點頂部需要安裝避雷針，并與基礎(chǔ)防雷接地系統(tǒng)有效連接。防雷接地電阻應(yīng)不大于10。（2）安全接地氣象觀測站點應(yīng)設(shè)安全保護接地端子，接地端子與機殼（包括帶電部件的金屬外殼）應(yīng)連接可靠，接地端子與機殼的連接電阻應(yīng)不大于4。3.6.3介電強度氣象觀測站點強電電源引入端子與機殼之間的耐電壓強度應(yīng)符合交通行業(yè)公路機電設(shè)備相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和要求。在氣象觀測站設(shè)備電源引入端子與機殼之間施加頻率50Hz、有效值1500V的正弦交流電壓，歷時1分鐘，應(yīng)無閃絡(luò)或擊穿現(xiàn)象。3.6.4電源適應(yīng)性氣象觀測站點應(yīng)能適應(yīng)常規(guī)市電供電電網(wǎng)的波動要求，在以下條件下應(yīng)能可靠工作：電壓：AC220V（115%），頻率：50Hz2Hz。3.7環(huán)境適應(yīng)性要求在不同環(huán)境與氣候條件影響下，氣象觀測站會遭受腐蝕、老化、霉?fàn)€等不同程度的破壞，從而引起儀器設(shè)備性能下降，易引發(fā)漏電、短路、甚至完全失效。因此，對氣象觀測站的環(huán)境適應(yīng)性進行規(guī)范要求，可減少故障次數(shù)，提高儀器設(shè)備系統(tǒng)長期運行的可靠性。3.7.1氣候條件在下列氣候條件下，氣象觀測站應(yīng)能正常工作：氣溫：-40℃~+60℃；地面溫度：-40℃～+80℃；相對濕度：10﹪～100﹪；降水強度：6mm/min；抗風(fēng)能力：應(yīng)滿足當(dāng)?shù)?0年一遇的風(fēng)速條件。3.7.2生物條件氣象觀測站應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆烂咕胧?；?yīng)采取適當(dāng)措施防止動物損壞，如鼠咬、蟻啃等；應(yīng)采取適當(dāng)措施防止動物活動對傳感器的影響，如蜘蛛結(jié)網(wǎng)等。3.7.3化學(xué)活性物質(zhì)公路氣象觀測站應(yīng)在材料、表面涂覆和工藝上采取相應(yīng)的措施，使其具有一定的抗化學(xué)活性物質(zhì)侵蝕的能力。工作在沿海、海島或其他濕度大、鹽度高環(huán)境中的公路氣象觀測站點，應(yīng)進行不少于48小時的鹽霧試驗，確保其具有足夠的抗化學(xué)活性物質(zhì)侵蝕的能力，在產(chǎn)品壽命期內(nèi)不致因腐蝕而引起設(shè)備失效。其他試驗條件符合有關(guān)行業(yè)或國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。3.7.4機械條件氣象觀測站的機械條件要求主要針對機械振動指標(biāo)，氣象觀測站經(jīng)受的振動主要為汽車通過時所引起的振動，正弦掃頻試驗?zāi)芎芎玫哪M這種隨機振動。氣象觀測站機械振動指標(biāo)應(yīng)滿足以下要求：正弦頻率范圍：2～200Hz；正弦穩(wěn)態(tài)振動：振動幅值為位移1.5mm；掃頻循環(huán)數(shù)：20次；非穩(wěn)態(tài)振動（沖擊）：峰值加速度40m/s2；氣象觀測站設(shè)備應(yīng)在水平和垂直兩個方向的軸線上依次經(jīng)受上述指標(biāo)的振動試驗，合格后方可安裝使用。四、觀測站點布設(shè)與安裝4.1站點分類公路氣象觀測站根據(jù)氣象代表性和服務(wù)功能定位可分為局地站和普通站。局地站代表的是較短路段、特殊地形地物處或橋梁結(jié)構(gòu)物的特定交通天氣狀況，如低能見度大霧頻發(fā)路段、易結(jié)冰橋梁、易發(fā)生水淹水毀路段等。普通站代表的是較大范圍或較長路段的一般天氣狀況。局地站與普通站在選址與傳感器配置方面存在較大的差異。局地站配置的氣象要素觀測項目主要針對局地惡劣天氣頻發(fā)且嚴重影響交通的氣象條件。普通站盡可能選取在相對開闊無遮擋的地方，配置的氣象要素觀測項目相對較全。4.1.1局地站局地站的布設(shè)主要是為滿足特殊公路點段的氣象信息需求，重點實現(xiàn)對部分點段上頻繁出現(xiàn)的、且嚴重威脅行車安全的惡劣天氣條件與路面狀況的監(jiān)測預(yù)警。局地站傳感器的配置主要取決于局地點段的特定觀測需求。例如，在路面易結(jié)冰、結(jié)霜、積雪致使車輛打滑的路段，氣象站應(yīng)配置路面?zhèn)鞲衅?，為提高路面溫度的預(yù)測精度，可增加配置溫濕度傳感器以及路溫傳感器。在低能見度的地方，氣象站應(yīng)配置能見度儀，為更好地監(jiān)視和預(yù)見能見度的變化，可增加配置溫濕度以及風(fēng)速與風(fēng)向傳感器。局地站的布設(shè)主要針對以下情況：（1）路面結(jié)冰、結(jié)霜造成車輛打滑的地方，或是積雪嚴重的地方；（2）附近存在大的水體（河流、池塘、沼澤、水庫或河道網(wǎng)）易產(chǎn)生大量水汽而導(dǎo)致低能見度的地方；（3）出現(xiàn)影響行車安全的強風(fēng)（特別是強橫風(fēng)）的地方，如大型跨河、跨海橋梁或公路位于沿著狹窄山谷或山嶺的路段；（4）地勢低洼可能受到水淹的路段。4.1.2普通站普通站的布設(shè)主要是為滿足路線、路網(wǎng)層次的氣象信息需求，起到加密和補充氣象觀測網(wǎng)的作用，支持公路及其沿線天氣狀況的監(jiān)測與預(yù)報，有利于提高天氣預(yù)報的準(zhǔn)確性和精細程度，特別是對于開展公路沿線的精細化預(yù)報具有重要意義。普通站的觀測要素一般包括溫度、相對濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、降水。有時根據(jù)需要增加其他傳感器，如在霧多發(fā)區(qū)域，普通站應(yīng)配置能見度儀或天氣現(xiàn)象傳感器；在冬季路面結(jié)冰嚴重區(qū)域，應(yīng)配置路面?zhèn)鞲衅?。為保證普通站具有代表性，普通站應(yīng)布設(shè)在公路沿線氣象條件一致性較好的范圍內(nèi)，以降低局地（小范圍）天氣的影響以及來自于外部條件的非氣象因素的影響，如局地?zé)嵩?、水汽源頭、風(fēng)的遮擋與屏蔽。普通站應(yīng)布設(shè)在相對平坦的開闊地帶，位于主導(dǎo)風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)。4.2站點布局要求公路氣象站應(yīng)優(yōu)先考慮布設(shè)在惡劣氣象條件頻發(fā)且對路網(wǎng)通行和安全影響嚴重的路段，也可根據(jù)公路氣象預(yù)報預(yù)警與公眾信息服務(wù)等需要，在惡劣氣象條件頻發(fā)路段以外布設(shè)。公路氣象站的布局應(yīng)與交通運輸部發(fā)布的《公路網(wǎng)運行監(jiān)測與服務(wù)暫行技術(shù)要求》中有關(guān)原則和要求協(xié)調(diào)一致。公路氣象站應(yīng)優(yōu)先建設(shè)局地站，滿足局部受惡劣天氣影響嚴重路段的代表性惡劣交通氣象條件的監(jiān)測和預(yù)警需求，滿足國家級路網(wǎng)監(jiān)測點氣象監(jiān)測設(shè)施布設(shè)要求；在局地站建設(shè)的基礎(chǔ)上，結(jié)合公路交通氣象服務(wù)拓展與提升需求，結(jié)合公路交通氣象預(yù)報預(yù)警及決策支持技術(shù)發(fā)展，完善普通站的建設(shè)，逐步滿足省級路網(wǎng)監(jiān)測點氣象監(jiān)測設(shè)施布設(shè)要求。本技術(shù)要求給出公路氣象站點布局要求，如無特別說明，針對的是在高速公路和國省干線公路（指技術(shù)等級為二級或一級的國道和省道）上惡劣氣象條件頻發(fā)路段范圍內(nèi)建設(shè)局地站或普通站。高速公路惡劣氣象條件頻發(fā)路段，需滿足以下條件之一。國省干線公路參照高速公路氣象條件惡劣路段的判別原則，并可適當(dāng)提高標(biāo)準(zhǔn)：（1）年平均因低能見度導(dǎo)致被封閉次數(shù)達到6次（含）以上的路段，或小于200m的霧日數(shù)達到8天（含）以上的路段；（2）年平均有20天（含）以上出現(xiàn)8級以上的大風(fēng)的路段；（3）年平均有7天（含）以上出現(xiàn)嚴重路面結(jié)冰的路段；（4）三年內(nèi)因惡劣氣象條件發(fā)生2起（含）以上重特大公路事件的路段；（5）三年內(nèi)因惡劣氣象條件發(fā)生2起（含）以上公路基礎(chǔ)設(shè)施嚴重水毀的路段。由于觀測目的不同，局地站和普通站的布局要求也有所不同，下面分別給出局地站和普通站的布局建議。4.2.1局地站根據(jù)觀測項目的不同，局地站主要有以下3種類型，具體布設(shè)建議如下：（1）能見度觀測局地站。能見度觀測局地站應(yīng)安裝在低能見度出現(xiàn)頻率較高，且對行車安全產(chǎn)生嚴重影響的路段。低能見度主要出現(xiàn)在大量存在水汽、煙氣或灰塵的局部地區(qū)，或山谷、地勢低洼容易滯留含有水汽的冷空氣的地方。水汽或固體懸浮顆?？赡苁侨嗽斓?，例如來自電站、廢水處理廠、采礦區(qū)、裸露松動土壤的土地、車輛，也可能來自自然界，如河流或池沼、沙地或沙漠地區(qū)、風(fēng)吹雪。局地站應(yīng)配置能見度儀或天氣現(xiàn)象傳感器，為了更好地監(jiān)視和預(yù)測霧的發(fā)生和消散過程，可增加配置溫濕度和風(fēng)傳感器。①對于季節(jié)性濃霧多發(fā)地區(qū)，局地站按15～20km間距布設(shè)；②對于濃霧多發(fā)的山區(qū)和水網(wǎng)地區(qū)，局地站按平均不大于10km間距布設(shè)。（2）路面觀測局地站。路面觀測局地站應(yīng)安裝在易出現(xiàn)打滑路面狀況影響行車安全的地方，尤其是冬季路面結(jié)霜、結(jié)冰的地方。氣象站布設(shè)的典型位置包括：低洼路段、高海拔路段、背陰路段、大型橋梁，或其他容易出現(xiàn)黑冰、結(jié)霜、吹雪、冰凍的地方。局地站應(yīng)配置路面?zhèn)鞲衅?，路面?zhèn)鞲衅鲬?yīng)具備路溫和路面狀況觀測功能，在路面結(jié)霜對公路運行影響嚴重的地區(qū)，可考慮在接近路面高度的位置增加配置溫濕度傳感器以加強對路面結(jié)霜的監(jiān)測。①對于長度小于15km的易出現(xiàn)低溫冰凍濕滑路面狀況的路段，可在該路段適合位置布設(shè)1～2處局地站；對于長度大于15km的路段，局地站按平均不大于15km間距布設(shè)；②對于個別易于出現(xiàn)結(jié)冰的橋梁，視具體情況，可單獨布設(shè)局地站。（3）大風(fēng)觀測局地站。大風(fēng)觀測局地站應(yīng)安裝在大風(fēng)對行車安全影響嚴重的地方。3～5m高度處的六級以上橫風(fēng)將會對車輛的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，對車體高、側(cè)面受風(fēng)面積大的大型（如集裝箱、大巴等）車輛影響更顯著。大風(fēng)、強的陣風(fēng)通常出現(xiàn)在橋梁，山谷的風(fēng)口、沒有樹木或建筑物遮擋的開闊地帶、或是山脊等處。設(shè)置風(fēng)傳感器時需注意不要使其離車道過近，也不要布置在背風(fēng)的位置，如橋梁、標(biāo)志、樹木或建筑物的下風(fēng)側(cè)。在由山谷地形條件形成的風(fēng)道處，應(yīng)考慮將風(fēng)傳感器安裝在風(fēng)進口或（和）出口的位置，這些位置會出現(xiàn)風(fēng)剪效應(yīng)。局地站應(yīng)配置風(fēng)速風(fēng)向傳感器。①以大風(fēng)觀測為主的局地站應(yīng)布設(shè)在7級以上陣風(fēng)多發(fā)、且對行車安全影響嚴重的個別地點或風(fēng)區(qū)路段；②對于長度小于15km的風(fēng)區(qū)路段，可在該路段適合位置布設(shè)1～2處局地站，宜選擇在風(fēng)區(qū)兩側(cè)開始位置附近；對于長度大于15km的路段，局地站按平均不大于15km的間距布設(shè)。4.2.2普通站普通站應(yīng)設(shè)置在最具代表性的地方，其在公路沿線的布設(shè)間距主要取決于地形條件和氣象條件的均一性或相似性。普通站的布設(shè)建議如下：（1）對于平原或微丘地區(qū)，在公路沿線按30～50km間距布設(shè)。（2）對于山嶺或重丘等地形較為復(fù)雜的地區(qū)，應(yīng)充分考慮海拔高度、地形、地貌對氣象的影響，在公路沿線按20～40km間距布設(shè)。（3）對于我國西部地廣人稀且地形與氣象條件變化不頻繁，或是以沙塵暴和大風(fēng)為主要交通高影響天氣的（半）干旱、沙漠等地區(qū)，普通站的布設(shè)可采用50km以上的設(shè)置間距。（4）在路網(wǎng)相對密集地區(qū)，普通站的布設(shè)需要對區(qū)域公路網(wǎng)沿線的氣象站進行統(tǒng)籌考慮。4.3站點選址原則公路交通氣象觀測站的安裝地點應(yīng)基于觀測需求選擇最具代表性的位置，公路沿線及周邊區(qū)域的地形、地物、路權(quán)限界、交通流、影響局地小氣候的因素（人為造成的大的煙塵排放源、大型建筑物群、城市熱島效應(yīng)）等將影響傳感器的有效性，此外，供電方式、通信方式、景觀、維護方便性與維護人員的安全、防盜防破壞等因素也是氣象站布設(shè)的影響因素。因此，在選擇布設(shè)位置時，經(jīng)常要對多種因素進行權(quán)衡。（1）氣象站布設(shè)位置應(yīng)具有代表性。使觀測結(jié)果最能夠反映所關(guān)注地區(qū)或路段的實際情況，這是選擇合理布設(shè)位置所遵循的最基本原則。為使氣象站布設(shè)位置更具代表性，要盡可能減小非天氣因素的影響：氣象站不要緊鄰建筑物、路側(cè)的廣告牌、高大林木；不受煙火源及強光源的直射光、反射光的影響等，注意公路照明設(shè)施可能帶來的影響。除非有特殊需求，氣象站應(yīng)盡量避開公路的高海拔路段、橋梁路段、公路沿線存在大的水體或煙塵排放源的位置、或局部地形與周邊地形差別特別顯著的地方。（2）氣象站布設(shè)位置應(yīng)防止外界因素對其本身造成損壞。防止處于低洼地勢的傳感器受到水淹；盡量避開不良地質(zhì)條件的路段，如易出現(xiàn)塌方、滑坡、泥石流、雪崩的位置；在降雪量大的地區(qū)，應(yīng)盡可能減小冬季養(yǎng)護除雪作業(yè)對傳感器造成的損壞；距離行車道較近時，應(yīng)設(shè)置護欄，防止意外車輛撞到氣象站；在個別地區(qū)也應(yīng)考慮防止設(shè)施遭受人為破壞和偷盜情況，可采取設(shè)置防護柵欄、安裝監(jiān)控攝像機等措施。（3）氣象站布設(shè)位置應(yīng)考慮供電要求。應(yīng)優(yōu)先選擇常規(guī)市電供電方式，以確保供電穩(wěn)定，且不受氣象站傳感器功耗的制約，在不失氣象站代表性的前提下，可優(yōu)先考慮收費站、服務(wù)區(qū)、或其他可方便取電的地點，如可變情報板、監(jiān)控攝像機等機電監(jiān)控設(shè)備附近。無法采用市電供電的，或因鋪設(shè)電纜成本太高的氣象站可考慮太陽能供電，但需要結(jié)合當(dāng)?shù)靥栞椛洹F(xiàn)場采光、氣象站設(shè)備功耗、惡劣氣象條件等多方面因素進行綜合分析。（4）氣象站布設(shè)位置應(yīng)考慮通信要求。應(yīng)優(yōu)先選擇有線通信方式，實現(xiàn)外場觀測數(shù)據(jù)到管理中心的穩(wěn)定傳輸。采用有線通信方式時，在不失氣象站代表性的前提下，應(yīng)充分考慮公路沿線通信基礎(chǔ)設(shè)施接入點的分布和通道帶寬，以降低綜合接入成本。對于不便于采用有線通信方式的氣象站，可考慮GPRS/CDMA/3G等無線通信方式，但需要對現(xiàn)場的網(wǎng)絡(luò)覆蓋和信號質(zhì)量進行評估。（5）氣象站布設(shè)位置應(yīng)考慮布設(shè)地點的季節(jié)特點。不同的地區(qū)在夏季與冬季，氣溫、降水、風(fēng)速風(fēng)向可能會有很大的差異。如果關(guān)注的是路面狀況，尤其是冬季出現(xiàn)結(jié)冰、積雪的路段會給道路的暢通和安全帶來極大隱患時，需要考慮冬季降雪的特點和養(yǎng)護作業(yè)的執(zhí)行情況；如果需要特別考慮雨季路面積水或公路水毀時，布設(shè)位置應(yīng)結(jié)合降水特點、路面排水、沿線地形、水系等因素。 （6）氣象站布設(shè)位置應(yīng)考慮維護的便利性和可達性。氣象站不宜布設(shè)在陡坡、臨近溝壑或其他不便于維護人員到達的地方，氣象站距離公路過近或過遠都會給維護工作帶來不利影響，距離越近越能夠代表觀測道路的實際狀況，但過往車輛可能威脅到維護人員的人身安全；距離太遠會影響觀測的代表性。（7）氣象站的布設(shè)位置應(yīng)考慮其布設(shè)間距。根據(jù)公路沿線氣象災(zāi)害的發(fā)生規(guī)律和分布特點，從滿足公路交通氣象觀測預(yù)報預(yù)警服務(wù)需求出發(fā)，使氣象站達到適合的布設(shè)間距，具體可參見上述站點布局要求。（8）氣象站的布設(shè)位置應(yīng)考慮公路或氣象部門因特殊需要而提出的安裝地點。4.4安裝要求4.4.1設(shè)備安裝要求氣象站的安裝過程嚴格按照氣象站產(chǎn)品的有關(guān)說明書執(zhí)行，同時應(yīng)注意部分設(shè)備單元的特殊性要求，主要包括以下幾點：（1）前向散射式能見度儀的安裝具有方向性要求，應(yīng)避免其傳感器朝向強光源（如太陽光）或強的反射面（如積雪）等。（2）當(dāng)氣象站安裝在公路沿線的路基上時，應(yīng)考慮車輛行駛產(chǎn)生的震動對部分對震動敏感設(shè)備（如能見度儀）的影響，必要時應(yīng)在主立桿底座采取防震措施。（3）安裝在公路上的路溫及路面狀況傳感器，應(yīng)考慮行駛車輛在傳感器上行駛碾壓所造成的破壞作用，需對傳感器及線纜采取加強保護措施。4.4.2基礎(chǔ)平臺安裝要求公路氣象站設(shè)備應(yīng)安裝在基礎(chǔ)平臺上?；A(chǔ)平臺為鋼筋混凝土構(gòu)筑物，平臺的填埋深度視立柱和安裝設(shè)備的大小、重量、迎風(fēng)面積，以及當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)和土壤條件經(jīng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計而定，以牢固為原則。（1）基礎(chǔ)平臺的平面尺寸通常為1000mm×2500mm，用于安裝觀測站主桿和翻斗式雨量計（即雨量筒）。雨量筒安裝位置（B點）應(yīng)盡量遠離氣象站主桿安裝底座位置（A點），要求AB點間距不小于2m，如圖4-1所示。如不安裝雨量筒，基礎(chǔ)平臺的平面尺寸可減少為1000mm×1500mm。（2）基礎(chǔ)平臺的主立桿安裝中心（A點）預(yù)裝一根AC220V電源線，外留長度＞2m。A點預(yù)留地腳螺栓，確保地腳螺栓與基礎(chǔ)防雷接地體互相連接。（3）如安裝雨量筒，基礎(chǔ)平臺上的雨量桶安裝中心（B點）與A點預(yù)埋穿線管（20mm），用于雨量采集信號線；B點預(yù)留地腳螺栓，確保地腳螺栓與基礎(chǔ)防雷接地體互相連接。（4）基礎(chǔ)平臺應(yīng)預(yù)留用于路溫、路面狀況等傳感器安裝時的電源線和信號線的穿線管，并引至主立桿安裝中心（A點）。（5）基礎(chǔ)中建有防雷接地系統(tǒng)，防雷接地體使用的主鋼筋與鋼筋籠相連接。為防止基礎(chǔ)防雷接地體達不到防雷規(guī)范要求，應(yīng)預(yù)留防雷接地使用的接口，便于外接其它接地裝置。防雷接地系統(tǒng)要達到國家防雷規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求。（6）基礎(chǔ)平臺表面應(yīng)刮平，無損邊、無掉角；機箱、立柱、法蘭及地腳螺栓規(guī)格符合設(shè)計要求，防腐措施得當(dāng)，裸露金屬無銹蝕。平臺應(yīng)具有泛水處理功能。（7）結(jié)合交通、路側(cè)地形、路側(cè)防護設(shè)施設(shè)置等情況，分析車輛碰撞公路氣象站的可能性，視情況采取設(shè)置護欄，或提高防護強度等必要的防護措施。圖4-1公路交通氣象觀測站安裝基礎(chǔ)平臺尺寸示意圖4.5傳感器布局為盡可能減小各個傳感器之間的相互干擾，同時有效減少行駛車輛、綠化、路側(cè)其它設(shè)備等對傳感器的影響，須合理設(shè)計傳感器的安裝高度和布局。除降水傳感器、路溫、路面?zhèn)鞲衅?埋入式)等需要安裝在基礎(chǔ)平臺或路面上，其它各個傳感器應(yīng)安裝在支架上，布局要求如下：公路交通氣象觀測站外廓距離公路外側(cè)行車道邊緣應(yīng)不小于3m（包括應(yīng)急車道），不大于50m，觀測站基礎(chǔ)平臺與高速公路處于同一水平高度。能見度傳感器：安裝高度為（3.0±0.2）m，以前向散射式能見度儀取樣點為基準(zhǔn)?？諝鉁囟?、濕度傳感器：安裝高度為（3.0±0.2）m，傳感器安裝在防輻射罩內(nèi)。風(fēng)速、風(fēng)向傳感器：安裝高度為（3.5±0.2）m。雨量傳感器：安裝在基礎(chǔ)平臺上，與公路交通氣象觀測站主立桿相距不小于2.0m，并確保行駛車輛在雨天不會將路面上的積水濺到雨量傳感器承水器內(nèi)；雨量傳感器的承水口水平，承水口以觀測站基礎(chǔ)平面為基準(zhǔn)高度為0.70m。埋入式路面（路溫）傳感器：安裝在行車道內(nèi)靠近車轍的位置，以使路面溫度與狀態(tài)的觀測更具代表性，無法在行車道內(nèi)安裝的，可選擇安裝在硬路肩或應(yīng)急停車帶上的適合位置。傳感器的安裝應(yīng)避開車轍、低洼，以及排水位置，以避免積水對觀測數(shù)據(jù)的影響。埋入式路面?zhèn)鞲衅靼惭b后其上表面應(yīng)與路面齊平。非接觸式路面?zhèn)鞲衅鳎喊惭b時要確保其觀測點對準(zhǔn)行車道內(nèi)靠近車轍的位置，或符合廠家安裝使用的特殊要求。若采用路面?zhèn)鞲衅?非接觸式)、多要素組合傳感器、天氣現(xiàn)象傳感器等，根據(jù)各類傳感器的安裝要求，在公路交通氣象觀測站支架上或使用獨立支架進行安裝。五、觀測站網(wǎng)運行與監(jiān)控5.1觀測站網(wǎng)監(jiān)控功能要求公路交通氣象觀測站網(wǎng)的監(jiān)控管理主要是通過監(jiān)控管理中心的專用軟件實現(xiàn)的，監(jiān)控管理中心軟件的主要功能要求如下：(1)設(shè)置數(shù)據(jù)上傳時間間隔：可向一個或多個公路交通氣象觀測站下達指令，將其設(shè)置成按照特定時間間隔（常規(guī)設(shè)置1分鐘，可選擇設(shè)置10分鐘）自動上傳公路交通氣象觀測站最新的逐分鐘觀測數(shù)據(jù)。(2)遺漏資料補傳：可補傳公路交通氣象觀測站中存儲的歷史觀測數(shù)據(jù)。(3)觀測要素開關(guān)設(shè)置：可打開或關(guān)閉公路交通氣象觀測站的某一觀測要素的傳感器，使得公路交通氣象觀測站組織上傳數(shù)據(jù)和監(jiān)控管理中心數(shù)據(jù)存儲得以高效進行。(4)日期和時鐘校準(zhǔn)：分布在公路沿線的各個公路交通氣象觀測站，必須保證時鐘的同步，可由監(jiān)控中心下達指令，對觀測站的日期和時間進行設(shè)置和校準(zhǔn)，并反饋和驗證校準(zhǔn)信息。(5)報警功能：對接收到的異常數(shù)據(jù)提供報警功能，例如：缺測、觀測數(shù)據(jù)異常等。可接收觀測站的實時安全報警信息，例如：供電中斷、通信中斷、蓄電池電壓過低、機箱內(nèi)溫度等。各類報警參數(shù)的設(shè)置功能由監(jiān)控管理員預(yù)置。(6)多種監(jiān)控界面功能：監(jiān)控管理軟件需要提供多種類型的監(jiān)控界面，以不同的界面形式反映公路交通氣象觀測站網(wǎng)的運行情況，監(jiān)控界面可自動實時刷新。(7)提供公路交通氣象觀測站網(wǎng)維護保障工作平臺功能。觀測站在進行維護保障時，維護人員可通過此平臺實現(xiàn)監(jiān)控、查詢、設(shè)置等功能。(8)提供數(shù)據(jù)庫和共享信息(傳輸報文文件)支持功能。為公路交通氣象數(shù)據(jù)質(zhì)量控制提供基礎(chǔ)支持，包括觀測資料形成過程中涉及的所有有效記錄(如數(shù)據(jù)文件、日志文件、觀測站歷史沿革記錄等)，為建立觀測站網(wǎng)資料數(shù)據(jù)庫、公路公路交通氣象信息共享過程中需要交換和傳輸?shù)膱笪奈募峁┗A(chǔ)支撐。5.2數(shù)據(jù)格式與傳輸部門間共享數(shù)據(jù)和上傳數(shù)據(jù)，可在參照附錄中規(guī)定的公共數(shù)據(jù)段的基礎(chǔ)上制定相應(yīng)數(shù)據(jù)格式，但須符合附錄給出的10個公共數(shù)據(jù)段及其數(shù)據(jù)項的相關(guān)約定。公路交通氣象觀測站向省級監(jiān)控管理中心上傳觀測數(shù)據(jù)的時間間隔常規(guī)設(shè)置為1分鐘，可選擇設(shè)置為10分鐘間隔。公路交通氣象觀測數(shù)據(jù)由省級監(jiān)控管理中心上傳至國家級公路交通氣象觀測數(shù)據(jù)信息管理部門的時間間隔可選擇設(shè)置為1分鐘、10分鐘和20分鐘等。5.3數(shù)據(jù)質(zhì)量控制公路交通氣象觀測數(shù)據(jù)在采集、處理、存儲、傳輸、數(shù)據(jù)文件存儲或數(shù)據(jù)庫入庫、監(jiān)控管理或業(yè)務(wù)軟件調(diào)用等全過程中，都要對數(shù)據(jù)進行質(zhì)量控制，主要環(huán)節(jié)為以下三個部分：5.3.1采集處理部分對采樣瞬時值的質(zhì)量控制，如超越界限值的檢查和處理。采樣瞬時值應(yīng)在傳感器的正常測量范圍內(nèi)。對氣象要素逐分鐘瞬時值的質(zhì)量控制，如超越界限值的檢查和處理。氣象要素逐分鐘瞬時值應(yīng)在氣象要素規(guī)定的最大量程范圍內(nèi)。對達不到質(zhì)量控制要求的數(shù)據(jù)進行剔除，并記錄特殊標(biāo)記。未滿足質(zhì)量要求的數(shù)據(jù)不參加相關(guān)算法處理和統(tǒng)計。采樣信號或氣象要素瞬時值的界限值（上限/下限、有/無）等由傳感器的測量范圍來確定。5.3.2通信傳輸部分根據(jù)觀測站與監(jiān)控中心管理系統(tǒng)的通信協(xié)議，檢查數(shù)據(jù)傳輸?shù)木幋a格式、校驗碼是否一致。在通信協(xié)議或編碼過程中，對數(shù)據(jù)的打包傳輸、接收解碼、還原結(jié)果等進行一致性檢查。5.3.3監(jiān)控管理部分監(jiān)控管理終端在接收數(shù)據(jù)時檢查數(shù)據(jù)的正確性，正確判斷數(shù)據(jù)對應(yīng)的日期和時間，檢查數(shù)據(jù)是否超越界限。系統(tǒng)判斷異常的數(shù)據(jù)須經(jīng)人工判斷刪除與否。根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)起始時間和長度進行準(zhǔn)確定位，并將數(shù)據(jù)保存在對應(yīng)的記錄文件或數(shù)據(jù)庫內(nèi)。系統(tǒng)自動進行數(shù)據(jù)完整性的檢查，可對最近24小時內(nèi)缺失數(shù)據(jù)進行自動補傳，也可由人工操作進行數(shù)據(jù)補傳。通過數(shù)據(jù)質(zhì)量控制閾值的統(tǒng)計和設(shè)計，建立數(shù)據(jù)過濾預(yù)處理模塊(控制規(guī)則)，設(shè)定數(shù)據(jù)質(zhì)量控制閾值作為數(shù)據(jù)質(zhì)量控制異常數(shù)據(jù)判別規(guī)則的參數(shù)。六、安裝質(zhì)量與運行維護6.1產(chǎn)品及安裝質(zhì)量公路交通氣象觀測站所用儀器設(shè)備除滿足本技術(shù)要求的規(guī)定外，還應(yīng)符合國家或行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。公路交通氣象觀測儀器設(shè)備應(yīng)經(jīng)國家授權(quán)的、有資質(zhì)的檢測機構(gòu)檢測合格，對于國家有規(guī)定的計量設(shè)備應(yīng)檢定合格或校準(zhǔn)誤差符合要求。公路交通氣象觀測站安裝完成并經(jīng)試運轉(zhuǎn)后，應(yīng)按照交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JTGF80/2《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)第二冊機電工程》要求，進行交竣工驗收測試，測試合格后方可投入運行。6.2運行維護公路交通氣象觀測站的運行維護工作可參照中國氣象局《地面氣象觀測規(guī)范》及交通運輸部相關(guān)技術(shù)文件內(nèi)容執(zhí)行，主要項目如下：(1)定期檢查維護各傳感器，檢查維護要求詳見《地面氣象觀測規(guī)范》有關(guān)章節(jié)。(2)每月檢查各電纜及密封是否有破損，各接線端子是否有松動現(xiàn)象；檢查供電設(shè)施，保證供電安全。(3)每年春季對防雷設(shè)施進行全面檢查，對接地電阻進行復(fù)測。(4)每年至少一次對公路交通氣象觀測站的傳感器、采集器和整機進行現(xiàn)場檢查、校驗。(5)異常天氣前后需及時巡視維護。(6)故障響應(yīng)時間小于24小時。6.3核查及校準(zhǔn)公路交通氣象觀測站安裝投入運行后，每年應(yīng)對氣溫、路溫（鉑電阻傳感器）、相對濕度、風(fēng)速、雨量等氣象要素傳感器進行一次核查或校準(zhǔn)，核查或校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)符合表6-1的要求。表6-1公路交通氣象觀測站運行維持性能要求參數(shù)名稱最大允許誤差氣溫±0.2℃路面溫度±0.5℃路基溫度（-10cm）±0.4℃相對濕度±3％RH(≤80％RH)±5％RH(＞80％RH)風(fēng)速±(0.5＋0.03V）m/s＊啟動風(fēng)速：≤0.5m/s雨量±0.4mm(降雨量≤10mm)＊：V為風(fēng)速示值。6.4試驗室檢定為保證公路交通氣象觀測站和氣象部門觀測數(shù)據(jù)具有相同的溯源標(biāo)準(zhǔn)，達到試驗室檢定周期的氣溫、路溫（鉑電阻）、相對濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、雨量傳感器要在具有試驗室檢定資質(zhì)的檢測部門進行檢定，具體要求可參照氣象部門《自動氣象站檢定規(guī)程》執(zhí)行。室內(nèi)檢定的計量性能要求見表6-2：表6-2室內(nèi)檢定計量性能要求氣象要素最大允許誤差氣溫±0.2℃路面溫度±0.4℃路基溫度（-10cm）±0.3℃相對濕度±3％RH(≤80％RH)±5％RH(＞80％RH)風(fēng)風(fēng)速±(0.5+0.03V)m/s＊啟動風(fēng)速：≤0.5m/s風(fēng)向±5°降水±0.4mm(降雨量≤10mm)±4％(降雨量＞10mm)＊：V為風(fēng)速示值。附錄數(shù)據(jù)格式規(guī)定1.文件名根據(jù)實際