高速公路气象环境监测装置技术规范

T/ITS0246-XXXX 高速公路气象环境监测装置技术规范 Technicalmanualformeteorologicalenvironmentmonitoring （征求意见稿） 本稿完成日期：2024年4月10日 在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。 中 国 智 能 交 通 产 业 联 盟发 布 目次 前言........................................................................II引言.......................................................................III1范围......................................................................12规范性引用文件............................................................13术语、定义和和缩略语......................................................14系统构成..................................................................25监测装置技术要求..........................................................26监测装置部署..............................................................67管理平台要求..............................................................68监测装置远程标定要求......................................................99监测装置维护要求.........................................................10 前言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国智能交通产业联盟（C-ITS）提出并归口。 本文件主要起草单位：河北高速公路集团有限公司、交通运输部公路科学研究院、武汉理工大学、广州风雨雷科技有限公司、北京中交国通智能交通系统技术有限公司 本文件起草人：李春杰、卢立新、李来民、高仕杰、刘新建、刘爽，魏伟，谷建玲，宋司南、刘兰萍、王增全、王树国、王忠华、王海越、刘若旭、陆峰、戴凌云、张颖、赵亮、魏晓葵、李辉、刘光耀、高龙、吕能超、沈艳、孙广林、刘俊江、孙海元、杨鹏飞、赵伟民 引言 本文件提出了高速公路气象环境监测装置及部署、软件平台、远程标定、运维等技术要求，旨在提高雨、雪、雾、结冰、积水等天气与路面监测精度，为新建改建及扩建高速公路气象环境监测提供技术参考。 1范围 本标准规定了高速公路气象环境监测装置的技术要求、部署要求、软件要求、数据要求、标定要求、维护要求。 本标准适用于高速公路气象环境监测，作为高速公路全天候通行的重要技术支撑。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本，适用于本文件。 《公路交通气象监测设施技术要求》GB/T33697-2017。 3术语、定义和和缩略语 3.1术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1.1 逐桩号stationbynumber 高速公路每个桩号，桩号之间的距离1公里，逐桩号即是逐公里。 3.1.2 气象环境meteorological environment高速公路的常规气象和路面等环境要素。 3.1.3 远程标定remote calibration 采用比对法，通过网络远程完成监测装置的比对标定工作。 3.1.4 监测要素monitoring elements 指气象装置能监测的要素，包括风速、风向、降雨、温度、湿度、气压、雷电、能见度、路面结冰（凝冰）、路面积水、路面积雪、路面温度等。 3.1.5 边缘计算edgecomputing T/ITS0246-XXXX 在路侧气象监测装置中完成数据的分析计算。 3.1.6 边缘模型训练edgemodel training 在路侧气象监测装置中完成对模型的新增数据的训练。 3.1.7 模型model 气象环境分析计算的模型，包括逐桩号实况数据计算模型和预警数据计算模型。 3.1.8 标准监测装置standardmonitoring device 在计量有效期内的监测装置，用于现场比对标定。 4系统构成 系统应由监测装置、地市级软件平台、省级软件平台、气象大数据等构成，数据应上传到中国气象局，由中国气象局传输到公安部，由公安部发布管控信息。系统结构图见图1。 5监测装置技术要求 5.1监测要素 监测装置的监测要素一般包括风速、风向、降雨、温度、湿度、气压、雷电、能见度、 路面结冰（凝冰）、路面积水、路面积雪、路面温度等12要素。设备经过第三方机构测试，主要性能指标应符合表1的要求。 5.2主要配置与功能 5.2.1装置集成 监测装置的所有传感器、主机、电源等集成在一个支架上，统一分析、统一供电、统一传输。 5.2.2远程标定 装置应具备远程标定功能，要求如下：a)传感器应具备作为标定的参数。b)装置应内置卫星定位和授时。c)装置应与服务器数据进行时空同步校验。 5.2.3远程系统升级 监测装置应具备远程升级，要求如下： a)与服务器连接完成监测装置的操作系统升级。b)与服务器连接完成监测装置的嵌入式软件平台升级。 5.2.4大数据融合 监测装置应具备气象、地理等大数据融合功能，要求如下： a)接收从经过专用服务器处理后的气象雷达、气象卫星数据、GIS数据。b)经过处理的数据融入各计算模型中。 5.2.5边缘计算 监测装置应具备边缘计算，要求如下： a)完成数据质量控制计算。b)完成逐桩号实况数据分析计算。 5.2.6车路协同 监测装置宜具备支持车路协同信息交互功能，要求如下： a)监测装置宜内置光纤和4G通信模块，对接车路协同相关通信单元。b)可由嵌入式软件控制数据输出内容和格式，远程增加数据通信格式，适用于各类智能汽车。 5.2.7信息安全 监测装置应具备信息安全保障，要求如下： a)数据加密上传。b)标定等操作指令应两次确认。 5.2.8数据存储与续传 监测装置应具备数据存储和续传功能，要求如下： a)监测装置应存储30天数据。b)网络中断恢复后监测装置主动续传缺失的数据。 5.2.9远程监控 监测装置应具备远程监控工作电压、各传感器工作状态功能，监控数据统一上传到服务器。 5.2.10显示板 监测装置宜预留电源和通信接口，在安装支撑杆预留固定显示器位置，可安装不大于500mm×500mm的可变显示屏，以显示该路段的管控措施。 5.3工作环境 监测装置应满足以下工作环境要求： a)监测装置正常工作温度范围要求：-40～60OC。 b)监测装置正常工作湿度：0～100%RH。 5.4通信 监测装置应具备网路通信功能，可采用4G、5G或光纤通信。 5.5供电 监测装置电源应具备220V交流供电、太阳能供电、电池供电接口，电池持续供电时间不小于5小时。 5.6防护等级 监测装置整体的防护等级应为IP56。 5.7嵌入式软件 装置应内置Linux或Windows系统，CPU不低于4核64位，内存不低于4G，硬盘不低于32G，监测装置的嵌入式软件基于上述操作系统开发，主要完成如下功能： 5.7.1数据采集 嵌入式软件完成各传感器的数据采集。 5.7.2数据质量控制 嵌入式软件按照数据质量控制模型，完成采集数据的质量控制。要求如下： a)内置质量控制模型，剔除奇异值，模型可远程升级。b)剔除瞬时最大值和最小值，后取平均值，或通过模型剔除干扰数据。 5.7.3接收气象数据 嵌入式软件接收服务器处理过的气象数据。 5.7.4数据编码加密 嵌入式软件应具备对设备ID、实况数据、预警数据、监控数据编码加密功能。 5.7.5执行远程标定 嵌入式软件应具备接收服务器远程标定指令功能，执行远程标定。 T/ITS0246-XXXX 6监测装置部署 6.1监测要素选择 监测装置应具备风速、风向、降雨、温度、湿度、气压、能见度等基本气象要素，雷电、路面结冰（凝冰）、路面积雪、路面温度、路面积水等要素应根据当地历史气象历史数据进行选择确定。 6.2监测装置部署密度 监测装置部署间距应为3km左右。监测装置安装点宜按以下原则选取： a)桥梁、坡道、隧道出入口、互通等处。b)被气象部门定为团雾易发处。 7管理平台要求 7.1平台构架 管理平台应采用B/S构架。 7.2平台分级 平台包含省级平台、地市级平台。 7.3平台主要功能 7.3.1地市级平台 地市级平台应具备以下功能： a)沿路各环境监测装置的数据接收 通过TCP/IP或UDP/IP方式接收来自所辖高速公路监测装置的数据，包括风速、风向、降雨、温度、湿度、气压、雷电、能见度、路面结冰（凝冰）、路面积水、路面积雪、路面温度等数据接收。 b)气象大数据接收 通过API接收雷达、卫星、闪电、格点、天气预报、预警信号、台风等数据接收。 c)质量控制 按照数据模型分别分析计算各类数据，完成质量控制，在服务器软件端设置质量控制功能，以便边缘计算出现故障时启动，其分析计算模型和功能与边缘计算完全一致。 d)数据入库 数据存入数据库，设置冷、热两个数据库。 e)分析计算 根据模型计算逐桩号的气象环境实况数据和30分钟预报数据。 f)基于GIS展示数据 基于GIS展示各类环境数据，包括数据展示、波形展示等，基于GIS及桩号、出入口展示管控状态，所有展示功能都基于GIS完成，采用网络GIS地图。 g)预警与管控 以逐桩号实况数据和30分钟预报数据按照下表2计算预警信息，管控平台对照表格中的管控措施自动产出管控信息。信息内容至少包含预警时间、预警路段、预警类别、预警级别、管控措施等。 表2（续） h)标定和控制 接收服务器的指令，并下达标定指令对每个要素传感器的远程标定和控制。 i)点对点信息推送 数据、信息等点对点推送到相关的操作人员、维护人员。 j)查询 按照设定的条件查询各类环境数据，管控数据，生成波形、图标等，可以对过去某个时间段的天气复盘，设置不同角色有不同的查询权限。 k)气象数据的统计 通过按照时间、类型、桩号来统计分析。 l)预约通行管理 某些特种车辆预约通行管理，建立特种车辆数据库，数据库由上一级部门审核。预约管理放行。 m)后台管理 登录、操作、不同角色等管理，为不同用户分配不同的功能，用户名和密码维护。不同后台管理者赋予不同的权限。 7.3.2省级平台 省级平台应具备以下功能： a)数据接收 接收地市平台上传的风速、风向、降雨、温度、湿度、气压、雷电、能见度、路面结冰（凝冰）、路面积水、路面温度、路面积雪等环境数据，预警管控数据，特殊车辆通行数据等。 b)气象大数据接收 通过API接收雷达、卫星、闪电、格点、天气预报、预警信号、台风等气象数据。 c)数据入库 按照规定的格式将所有数据存入数据库，省级数据需要存入全省的数据，数据量很大。 d)基于GIS展示数据 基于GIS展示各类环境数据，