高速公路恶劣气象条件监测站建设技术规范

高速公路恶劣气象条件监测站建设技术规范范围本文件规定了高速公路恶劣气象条件监测站建设的定义、适用范围、规范性引用文件、术语、布点与选址要求、设备技术要求、仪器布局与安装、建设工作流程和运行保障等内容。本文件适用于气象部门、交通运输部门及其他相关单位在我省高速公路沿线建设和管理的、以服务高速公路安全运行和公众出行为主要目的的高速公路恶劣气象条件交通气象观测站。国省干线公路沿线的公路交通气象观测站网的建设和管理可参照本文件执行。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB31221-2014气象探测环境保护规范地面气象观测站GB/T31162-2014地面气象观测场（室）防雷技术规范GB/T33697-2017公路交通气象监测设施技术要求QX/T465-2018区域自动气象站维护技术规范术语和定义下列术语和定义适用于本文件。高速公路恶劣气象条件监测站在高速公路沿线或服务区布设的、反映高速公路恶劣气象条件的自动气象站，其对高速公路沿线的能见度、风向、风速、气温、湿度、雨量等气象要素进行自动监测。高速公路恶劣气象条件监测站（以下简称“监测站”）主要为单能见度站和六要素自动气象站。气象要素表征大气状态的基本物理量和基本天气现象。单能见度站在高速公路沿线布设、仅监测能见度要素的自动气象站。六要素自动气象站监测要素包括能见度、气温、湿度、风向、风速和雨量的自动气象站，分为标准和集成两种。其中布设在高速公路服务区的为标准式，布设在高速公路沿线的为集成式。布点与选址要求布点要求XX省高速公路沿线，六要素自动气象站平均间距为10公里；对于大雾频发且路段相对固定，或曾因大雾天气造成重、特大事故的个别路段，能见度要素可加密至3公里；建设的站点与高速公路沿线视频监控点原则上错位间隔布设，最大限度提高监测网覆盖密度，满足小尺度团雾监测需求；同时为提高大雾等级智能识别准确率，可适当选取部分站点与视频监控点同址建设。选址要求站址环境监测站的选址需综合考虑高速公路沿线及周边区域的地形、地物、供电、通信、安全、维护便利等因素，尽量远离建筑物、广告牌、树木5米以上，避免强光源直射光、反射光、散射光影响等，避免地势低洼易积水区域，不宜布设在陡坡、临近沟壑或其他不便于维护人员到达的地方。场地位置六要素自动气象站（标准）优先选择高速公路互通区、服务区、出省交界点等作为建设站址，地面较为平整，地表植被与周围环境一致，南北跨度不少于8米，东西跨度不少于6米，其中观测场地大小为6米（南北）×4米（东西）。六要素自动气象站（集成）可选择高速公路路肩、路边等作为建设站址，地面较为平整，地表植被与周围环境一致。选址时要兼顾通信、景观、维护便利性、防盗防破坏等因素。单能见度站沿高速公路路肩或护坡布设，可使用高速公路现有应急电话亭基座。遇有山峰、峡谷、陡坡、急转弯道等地势突变情况时，在道路走向或通行条件变化关键路段，单能见度站间距不受平均分布距离限制。设备技术要求主要设备监测站主要由采集器、传感器、供电系统、通讯模块及外围设备组成。选型依据监测站观测设备需选用具备中国气象局气象专用技术装备使用许可证的产品，确保仪器探测精度和运行稳定性，保证观测资料的准确性和比较性。许可证名录以中国气象局网站最新发布的版本为准。传感器选型传感器的选型要充分考虑技术成熟性、性能可靠性、经济可行性、环境适应性、可维护性及功耗等因素。各气象要素传感器技术参数应符合附录A和附录B的要求。供电系统监测站一般采用太阳能供电，包括太阳能电池板、蓄电池、充放电控制器及安装支架。蓄电池容量应保证监测站自持时间不少于14天。太阳能电池板功率不小于150W。通讯模块采用工业级高性能嵌入式处理器，具备RS232、RS485通讯接口，支持双数据中心同步数据传输及在线升级等功能。通讯模块技术参数应符合附录C的要求。外围设备支架材质主要为不锈钢、镀锌钢管，机箱为不锈钢材质，配有防水及防盗锁具、防雷模块装置；机箱正面尽可能朝向同侧公路的来车方向；气象监测站除了传感器可以保持原外观色彩外，其它部分的外表均应做好平整、防锈蚀处理，然后再进行外涂层工艺处理。气象要素采样频率与计算方法各气象要素的采样频率、分钟瞬时值及平均值输出要求和计算方法应符合附录D的要求。数据存储监测站存储器容量至少确保连续存储1个月逐分钟的所有观测要素值、基本参数及工作状态信息。数据接入监测站通过无线通信方式与气象部门观测数据中心服务器进行双向数据和指令传输。数据无线传输方案及通信协议需符合《XX省自动气象站数据无线传输方案及通信协议》相关要求。仪器布局与安装仪器布局对于六要素（标准）监测站，为保证各仪器之间互不干扰，高的仪器安装在北面，低的仪器须顺次安装在南面。站点四周应设置围栏，用于突出标识设备运行专用场地，减少外部人为干扰。仪器之间南北间距不小于2米，仪器距南北向围栏不小于1米，距东西向围栏不小于2米。仪器安装在紧靠东西向小路的南面，人员从北面接近仪器。对于六要素（集成）监测站，温度、湿度、风向、风速、能见度等传感器以及采集器箱等设备集XX装在监测站主杆上，各传感器互不影响，雨量传感器独立安装在地面上。雨量传感器与监测站主杆相距不小于1.5米，太阳能板高度原则上不低于1米且表面无遮挡。温湿度传感器六要素（标准）监测站的温湿度传感器安装在玻璃钢百叶箱内的专用支架上，传感器位于百叶箱内水平面的中心线上。传感器的感应部分需朝向地面，距观测场地面的高度为1.5米。六要素（集成）监测站的温湿度传感器安装在自然通风的防辐射罩内，感应元件距地高度为3米。雨量传感器雨量传感器需要预制顶面尺寸为35厘米×35厘米的混凝土基础；承水器口缘距地面的高度为70厘米，高度不足部分用水泥基础找平；避免行驶车辆在雨天不会将路面上的积水溅到雨量传感器承水器内。风传感器六要素（标准）监测站的风向、风速传感器安装在风杆上，且距地高度为10米；风杆采用自倒伏结构设计，风杆接闪器与风杆必须绝缘，接闪器引下线的截面积为50mm²。风口地段，对风传感器及附属设施应考虑其抗强风性能。六要素（集成）监测站的风向、风速传感器安装在监测站主杆上，传感器中心点距地高度为3.5米。能见度传感器六要素（标准）监测站的能见度传感器安装在风杆上；六要素（集成）监测站的能见度传感器安装在监测站主杆上，单能见度监测站使用独立立杆安装；空气采样区距离地面3米，传感器部分南北向安置，接收单元朝北，发射单元朝南。其他传感器路面传感器、天气现象传感器等应根据相关技术要求安装在支架上。防雷接地监测站应有配套的雷电防护设施，应符合GB/T31162-2014的要求。其中六要素（标准）监测站应配套建设具有垂直接地体和水平接地体连接组成的地网；六要素（集成）监测站和单能见度站应安装避雷针，距离地面的高度应能有效保护监测站各类传感器等所有设备。接地端子和接地体的接地电阻应当小于4Ω。附属设施6.8.1观测场地围栏六要素（标准）监测站的观测场四周应建设围栏，围栏高度不大于50厘米，避免选用反光材料，围栏门位于西侧。6.8.2警示标识监测站应设置警示标识以保护设备安全。标识内容应包括：警示语、站名、站号、位置、建设单位与运维单位等信息。标识牌尺寸不小于0.8米×0.6米。6.8.3地下管道与线缆应埋设地下管道，用于布设信号、电源、防雷等线缆，采用PVC管或镀锌金属管防护。所有线缆应从安装基础平台的预埋管、支架金属管、机箱内布线；设备安装完成后应从外表看不到电源和通信等线缆，达到美观、隐蔽、防雷、防盗割等效果。建设工作流程站址勘察建设单位负责组织开展选址工作，气象部门负责牵头组织交通、公安、建设单位进行技术审核。设备采购建设单位设备招标采购前，需将招标文件技术部分报省级气象部门进行技术审查，审查内容主要包括：探测设备技术参数、无线数据传输格式及通信协议等。中标单位的设备在出厂前需按照《气象观测专用技术装备出厂验收测试规定（试行）》、《公路交通气象观测站功能规格需求书》（气测函〔2014〕44号）相关要求，通过省级气象业务主管部门的出厂测试验收，方可开展建设。质量管理建设单位完成招标采购后，及时组织中标单位开展站点建设工作，同时对站址信息进行复测，确保经纬度、海拔高度、站点周边的相关信息准确、可靠。站点建设完成后，省级气象部门牵头完成监测站点的现场验收。入网测试验收完成后，建设单位向省级气象部门提交所有建设站点的站点信息表并申领通讯卡。建设单位在领取到通讯卡后，由气象部门指导完成所有站点的参数设置、入网调测，并将站点纳入测试平台开展试运行，稳定运行1个月后，气象部门完成测试报告。业务运行建设单位在所有建设站点试运行结束后，向省级气象部门申请开展业务运行移交工作，报备材料包括：站址勘察报告书、招标文件及中标合同、站点信息表、现场验收测试报告等。设备移交后，纳入高速公路气象信息服务及监测预警平台正式运行。气象部门负责监测站网的运维保障工作。运行保障质保服务设备整机应至少提供2年质保。设备供应商提供各类设备的安装基础施工图纸、观测站所用各类设备的备件和配件报价，并进行设备使用维护培训。质保期内，当设备发生故障时，设备生产单位或被授权的服务单位应能在12个小时内响应，48小时内解决故障。质保期满后，24小时内提供技术支持响应。维护维修监测站的日常运维保障工作主要内容如下：（1）对数据传输通讯、设备运行状态进行实时监测，及时处置异常观测数据及设备故障。（2）定期检查维护各要素传感器，全部站点每季度巡检不少于1次。（3）定期进行观测场地维护，每年不少于2次。每年春季对防雷设施进行全面检查。（4）故障响应时间小于24小时，排除故障时间小于72小时。

（规范性）

表1传感器的类型序号要素名称传感器类型1能见度前向散射式能见度仪2气温集成数字式温（湿）度传感器；铂电阻温度传感器3相对湿度集成数字式（温）湿度传感器；湿敏电容湿度传感器4风速风杯风速传感器或超声风传感器5风向单翼风向传感器或超声风传感器6雨量翻斗式雨量传感器

（规范性）

表2传感器的主要技术性能参数表传感器测量范围分辨力准确度能见度10m～30000m1m±10%（≤1500m）±20%（＞1500m）气温-50～+50℃0.1℃±0.2℃相对湿度0～100％1%±4％（≤80％）±8％（＞80％）风速0～60m/s0.1m/s±（0.5+0.03V）m/s风向0～360°3°±5°雨量0～4mm/min0.1mm±0.4mm（≤10mm）±4％（＞10mm）

（规范性）

表3通讯模块技术参数要求网络支持网络4G全网通设备接口SIM卡物联卡/数据卡串行数据口RS-232/RS-485串行数据速率标准300～115200bps功能特性基本功能内嵌TCP/IP、UDP/IP协议栈透明数据传输及协议转换支持运营商的APN或VPDN专网支持点到点、中心到多点的对等数据传输内置软、硬看门狗设备加电自动上线，掉线自动恢复数据中心服务器、短信、云平台远程参数配置支持至少2个数据中心同时通信支持远程升级的断点续传功能供电电源工作电压+5V～+36VDC物理特性工作功耗<100mA@+12VDC工作环境温度-40℃～+85℃

（规范性）

表4监测站气象要素采样频率及计算方法要素采样频率计算方法能见度4～6次/min每分钟输出瞬时气象（分钟）值和10分钟平均值。瞬时气象（分钟）值为采样值的算术平均值，10分钟平