技术领域
[0001] 本发明涉及气象灾害监测技术领域，特别是涉及一种气象灾害联合监测预警装置。
相关背景技术
[0002] 暴雨、大雪、凝冻、结冰、大雾等极端天气是公路交通的天敌，极大的影响了公路的安全运行。降雪和路面凝冰是冬季交通安全的主要威胁，特别是降雪的初始价段、路面凝冰的形成初期是交通事故的高发期。在“生命至上”的今天，清除高速公路上任何威胁驾乘人员生命安全的隐患，是每个公路管理人员义不容辞的责任。
[0003] 现有的气象灾害监测装置仅仅通过单一环境因素，就发出气象灾害预警，报警准确率低。
具体实施方式
[0029] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0031] 请参阅图1，一种气象灾害联合监测预警装置，包括：智能气象监测站、MQTTX物联网平台和气象灾害预警平台。
[0032] 智能气象监测站，用于采集环境参数和路面参数；所述环境参数包括空气温度、空气湿度、大气压力、光照强度、风速、风向、雨量、PM2.5含量、PM10含量；所述路面参数包括路面温度、路面湿度、路面水膜高度、路面摩擦系数、路面结冰情况和路面冰点温度；
[0033] MQTTX物联网平台，分别与所述智能气象监测站和气象灾害预警平台通信连接，用于将所述环境参数和所述路面参数传输到所述气象灾害预警平台；所述气象灾害预警平台，用于根据设定的阈值对气象灾害进行报警。本实施例中，所述MQTTX物联网平台选用MQX4.0.0。
[0034] 进一步的，所述智能气象监测站，包括：气象环境传感器、遥感式路面传感器和数据采集器。
[0035] 气象环境传感器，用于采集所述环境参数；遥感式路面传感器，用于采集所述路面参数；数据采集器，分别与所述气象环境传感器、所述遥感式路面传感器和MQTTX物联网平台连接，用于将所述环境参数和所述路面参数上传到所述MQTTX物联网平台；摄像机，通过视频流服务平台与所述气象灾害预警平台连接，用于实时监控路面环境，并将所述路面环境上传到所述气象灾害预警平台显示。本实施例中，所述气象环境传感器选用SenseCAPONES900，所述遥感式路面传感器选用ASHUR‑RD3000，所述数据采集器选用4G‑SH‑02，所述摄像机选用iDS‑2DE6C440IW‑KZ/GLT(S5)。
[0036] 需要说明的是，本发明的气象环境传感器和所述遥感式路面传感器通过modbus‑485协议与所述数据采集器通信连接。视频流服务平台通过RTSP协议与所述气象灾害预警平台通信连接。
[0037] 进一步的，本发明的气象灾害联合监测预警装置，还包括：气象站状态监测模块。
[0038] 气象站状态监测模块，用于监测气象站工作状态参数，当气象站工作状态参数超出预设阈值时，发出报警。所述气象站工作状态参数，包括：太阳能供电状态、蓄电池工作电压、气象站内温度和传感器工作状态参数。
[0039] 本实施例中，所述气象站状态监测模块，包括：工作状态参数监测模块和气象站异常报警模块。
[0040] 工作状态参数监测模块，用于采集气象站工作状态参数；气象站异常报警模块，用于将超出预设阈值的气象站工作状态参数上传到所述气象灾害预警平台。
[0041] 请参阅图2和图3，本发明中的气象灾害预警平台包含以下功能：
[0042] (1)气象环境实况监测：
[0043] 平台实时监测高速公路气象环境数据，将气象环境传感器监测到的空气温度、空气湿度、大气压力、光照强度、风速、风向、雨量、PM2.5、PM10等参数实时展示在平台上，通过查看各智能气象监测站可查看该点位气象环境的实时状况或历史变化。
[0044] (2)路面实况监测
[0045] 平台通过遥感式路面传感器实时监测高速公路路面温度、路面湿度、路面水膜高度、路面结冰情况、路面摩擦系数、路面冰点温度等多项数据，通过查看各智能气象监测站可查看该点位路面的实时状况。
[0046] (3)现场实况监控
[0047] 平台通过与智能气象监测站的视频联动，可实时监控各智能气象监测站点位的气象环境与路面状况，进行现场情况确认。
[0048] (4)精细化路网气象预警预报
[0049] 平台可监测高速公路气象环境和路面状况，实现高速公路气象灾害预警和邻近预报。
[0050] 4.1高影响天气预警
[0051] 平台可分析气象环境监测数据，实时监测大风、高温、暴雨等影响高速公路车辆安全行驶的天气，对高速公路出现的恶劣天气进行分级预警。平台对恶劣天气作出预警后，相关预警信息将会展示在平台页面上，同时GIS地图上对应的气象站图标颜色根据恶劣天气分级同步改变，点击气象站图标可查看该点位路段气象环境数据。
[0052] 4.2大风预警分级：
[0053] 蓝色预警：48小时内最低气温将要下降8℃以上，最低气温小于等于4℃，陆地平均风力可达5级以上；或者已经下降8℃以上，最低气温小于等于4℃，平均风力达5级以上，并可能持续。
[0054] 黄色预警：24小时内最低气温将要下降10℃以上，最低气温小于等于4℃，陆地平均风力可达6级以上；或者已经下降10℃以上，最低气温小于等于4℃，平均风力达6级以上，并可能持续。
[0055] 橙色预警：24小时内最低气温将要下降12℃以上，最低气温小于等于0℃，陆地平均风力可达6级以上；或者已经下降12℃以上，最低气温小于等于0℃，平均风力达6级以上，并可能持续。
[0056] 红色预警：24小时内最低气温将要下降16℃以上，最低气温小于等于0℃，陆地平均风力可达6级以上；或者已经下降16℃以上，最低气温小于等于0℃，平均风力达6级以上，并可能持续。
[0057] 4.3高温预警分级：
[0058] 黄色预警：连续三天日最高气温将在35℃以上。
[0059] 橙色预警：24小时内最高气温将升至37℃以上。
[0060] 红色预警：24小时内最高气温将升至40℃以上。
[0061] 4.4暴雨预警分级：
[0062] 蓝色预警：12小时内降雨量将达50毫米以上，或者已达50毫米以上且降雨可能持续。
[0063] 黄色预警：6小时内降雨量将达50毫米以上，或者已达50毫米以上且降雨可能持续。
[0064] 橙色预警：3小时内降雨量将达50毫米以上，或者已达50毫米以上且降雨可能持续。
[0065] 红色预警：3小时内降雨量将达100毫米以上，或者已达100毫米以上且降雨可能持续。
[0066] 4.5路面异常状况预警
[0067] 平台可通过分析遥感式路面传感器精准监测数据，实现路面积水、结冰、积雪、冰水混合物的实时监测报警和临近预警。平台对路面异常状况作出预警后，相关预警信息将会展示在平台页面上，同时GIS地图上对应的气象站图标颜色变为红色，点击气象站图标可查看该点位路段路面状况相关数据。
[0068] (5)数据统计分析
[0069] 平台支持实时监测并存储数据，形成多种报表，将采集的数据进行可视化展示，通过图、表等形式直观地了解路段气象环境和路面实况。并通过历史大数据分析，对路网气象灾害进行风险评估。
[0070] (6)路网气象灾害风险评估
[0071] 路网气象灾害风险评估的指标体系,确定了各种风险度的分级标准；建立各类气象灾害危险性、承灾体易损性、灾害损失程度和风险指数、风险等级的评价模式；建立气象灾害风险评估基础数据库；设计了以GIS为基础的气象灾害风险区划图，包含：
[0072] 6.1、气象灾害风险分布地区差异性区划图；
[0073] 6.2、气象灾害风险程度随时间变化规律的气象灾害风险‑时间变化图；
[0074] 6.3、气象灾害时间与空间变化规律的气象灾害风险综合图。
[0075] 建立交通气象灾害灾前预评估业务，实现在交通气象灾害发生前对可能发生灾害的路段桩号区域、时间、规模、危害程度、成灾程度的预测性估测，为制定减灾预案提供依据；建立交通气象灾害灾时跟踪评估业务，实现气象灾害发生后对灾害现实情况和可能发生趋势的适时性评估，为道路管理者及时了解灾情和组织防灾减灾提供依据；建立气象灾害灾后终评估业务，实现气象灾害结束后对灾情的总结评估，评估内容包括灾害种类、灾害强度、灾害活动时间与地点、致灾因子、人员伤亡和财产破坏数量、经济损失和防灾减灾措施等。
[0076] (7)气象站状态监测
[0077] 7.1工作状态参数监测。定时上传气象站工作状态参数，包括太阳能供电状态、蓄电池工作电压、机箱内温度、设备在线状态、传感器工作状态参数等，并可根据指令实时上传当前工作状态参数集。
[0078] 7.2气象站异常报警。对接收到的异常数据提供报警功能，例如：缺测、观测数据异常等。同时采集气象站传感器脱离、通信中断、蓄电池电压过低等异常情况数据，并可根据指令实时上传气象站异常状态参数集。
[0079] 本发明的气象灾害联合监测预警装置是基于智能气象监测站监测数据建立的，平台利用“气象环境传感器”以及“遥感式路面传感器”等硬件设备采集高速公路气象数据，并将采集的气象数据通过modbus‑485协议连接数据采集器上，之后由数据采集器发送到MQTTX物联网平台，再经由MQTTX物联网平台转发广播到应用平台中，平台接收到数据并解析后，利用气象灾害预警平台对监测到的气象数据和路面参数分析目前的气象状况，设备会根据预先设定的频率自动上传数据，根据提前设定的阈值对气象灾害进行报警，并可基于历史大数据对可能发生的气象灾害风险进行预警。预报和指令的发布具有实时性和灵活性的优点，可以通过多种方式，如短信、APP、网站、小程序等，实时发送至管理者手中，为交通管制提供精准的决策依据，做到晚封路、早通车，保障社会群众的通行效率。
[0080] 本发明气象灾害联合监测预警平台配套的硬件设备安装方便，同时也可采用4G信号或光纤进行数据传输，可在各种路段选点安装。平台适用于以下场景：
[0081] (1)大风、横风频发路段；
[0082] (2)降雨量较大，易积水路段；
[0083] (3)冬季易结冰路段。
[0084] 在实际应用中，工作人员可根据表1选用不同型号的气象监测站，以适配当前的路况，达到节约成本的目的。
[0085] 表1气象监测站类型
[0086]
[0087] 本发明通过利用智能气象监测站采集多种环境参数和路面参数，并基于此对气象灾害进行报警，综合了多种环境因素，大大提高了气象灾害报警的准确率。
[0088] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0089] 本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
