一、方案介绍
本方案面向道路交通安全运行与极端气象事件风险防控需求，构建智能化道路交通气象在线监测体系，通过集成式气象站、道路微气候传感器和边缘预警单元，实现对风速风向、降雨强度、能见度、路面温湿状态及冰冻风险的连续监测与智能识别，为交通调度、警情研判、路政管理、封路/限速策略和公众出行安全提供数据支撑。系统适用于高速路网、枢纽互通、桥梁、高寒路段及风口区域，可实现无人值守与多站点联动。

二、监测目标

三、需求分析
道路上最具事故触发性天气包括强风、团雾、暴雨和结冰。高速公路、桥梁与隧道口区域呈现显著微气候差异，靠人工巡查难以及时识别灾害性天气窗口。而传统气象站点间距大、覆盖不够细致，不能满足交通全场景安全管理。本方案通过密度适中、多因子、高频监测实现“道路气象数字化治理”，是智慧交通的基础设施。

四、监测方法
采用高可靠传感系统组合：
• 风速风向：超声或三杯式传感器，提供阵风分析；
• 降雨量与雨强：翻斗式或光学雨滴计；
• 能见度：前向散射/透射式仪表反演水平视距；
• 温湿度：数字式传感器或防辐射罩通风式结构；
• 路面状态（选配）：微波或电导式路面湿度/结冰传感器；
• 集中采集设备（RTU）进行整合、滤波、归一化，分钟级数据上传。

五、应用原理
• 风测：风场作用引起叶轮转速变化或超声波传播差异，从而计算风速/风向；
• 降雨：雨滴触发翻斗翻转或遮断光束统计雨滴频率换算雨强与累计雨量；
• 能见度：空气中颗粒/雾滴对光束散射造成衰减，依据朗伯–比尔定律反演视程；
• 路面状态：水膜厚度、电导率或介电变化识别湿滑/积水；温度接近0℃时输出结冰风险；
• 边缘计算节点生成“交通气象等级”与危险指数。

六、功能特点
• 关键天气因子一站式感知
• 支持阵风识别、团雾判断与结冰风险提示
• 具备边缘智能化计算与本地报警
• 多协议联通交通诱导屏、信号灯、巡查指挥系统
• 数据自动修正、断链缓存补传
• 支持太阳能供电适配偏远山区
• 可扩展视频摄像与AI团雾识别模块

七、硬件配置清单
• 超声风速风向一体式传感器
• 翻斗或光学雨量计
• 前向散射能见度仪
• 温湿度探头
• 路面状态/结冰传感器（可选）
• 数据采集器（RTU/边缘计算机）
• 4G/5G/NB-IoT/LoRa/光纤通信模块
• 市电或太阳能供电组件
• 防雷接地与安装立杆机箱
• 可选：摄像监控、广播告警、VMS电子屏接口

八、关键技术指标
• 风速：0–70 m/s，精度±0.2 m/s
• 风向：0–360°，精度±3°
• 雨量分辨率：0.1–0.2mm， 雨强0–500mm/h
• 能见度范围：10m–10km，精度±10%
• 温度精度：±0.3℃，湿度精度±2%RH
• 路面结冰识别：基于0℃临界阈值
• 防护等级：IP65–IP67户外设计
• 数据输出：秒～分钟级可配置

九、方案实现
涵盖道路点位勘察（风口/桥面/隧口/洼地识别）、安装塔架施工、传感器校准、通信链路配置、平台对接及数据质量审核。运行阶段需清洁感应表面、校准翻斗、检查供电系统及路面探头状态。多站点通过GIS形成交通气象实时分布图。

十、数据分析
系统提供：
• 风雨能见度实时曲线
• 风暴到来、雨强突变与徐变风向趋势识别
• 团雾形成条件：湿度>阈值+温差逼近露点+能见度急降
• 路面湿滑指数、积水与结冰警戒线
• 单站与多站联动形成路段风险分布
• 可叠加车流数据实现事故关联分析

十一、预警决策
• 暴雨、阵风、团雾、冰冻的多级报警机制
• 接口联动：限速、封桥、车道关闭提示
• 自动触发路面融冰、排水泵站等工程措施
• 实时推送至交警/路政/应急及公众平台
• 支持事件闭环：监测→处置→评估→归档

十二、方案优势
• 面向交通安全核心气象风险的定制监测
• 支持无人值守，适合大规模长距离道路部署
• 数据时效性高，比气象台观测更贴近路况实际
• 可作为智慧高速、智慧交通与数字孪生输入源
• 提升交通安全运行与防灾管理等级

十三、应用领域
• 高速公路与快速路
• 跨海跨江跨河大桥
• 山区、风口、隧道进出口路段
• 港口岸线与沿海交通通道
• 城市路网重要节点（互通/立交/收费站）
• 冰雪地区冬季路面管理体系

十四、效益分析
通过实时道路气象监测，可明显减少极端天气诱发的事故风险，提升预警响应效率，降低封路经济损失，支持区域交通调度协同，并生成长期气象数据库用于营运策略优化。

十五、国标规范参考
• GB/T 26875 自动气象站技术规范
• JT/T 公路交通气象监测技术要求
• HJ 212 在线监测通信协议
• WMO道路气象观测指南（国际建议）

十六、参考文献
道路微气候研究、雾霾交通风险模型、路面结冰机理、风灾耦合交通分析、智慧高速体系建设案例。

十七、案例分享
某省高速布设200余点智能气象站，成功预警团雾与结冰事件，触发封闭+多车道限速策略事故率下降45%，成为智慧高速治理示范。