DB53∕T 1090-2022 高速公路交通气象站网建设技术规范(云南省).pdf
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1、ICS03.220.20CCS R 8753云南省地方标准DB53/T 10902022高速公路交通气象站网建设技术规范DBDB53/T 10902022I目次前言 . III引言 . V1范围 . 12规范性引用文件 . 13术语和定义 . 14总体原则和要求 . 25站网布局 . 25.1资料收集和风险评估 . 25.2站网布设与选址 . 25.3站网布局调整 . 46监测设施 . 46.1监测要素 . 46.2设备性能 . 46.3设备认证 . 57安装 . 57.1立柱及支架安装 . 67.2传感器布设 . 68联网要求 . 68.1站网数据传输与共享 . 68.2站网数据存储 . 6
2、8.3站网数据应用 . 79验收与维护 . 79.1站网验收 . 79.2维护与校准 . 79.3运行评估 . 8附录 A(资料性)云南省主要气象灾害等级划分 .9A.1交通气象灾害等级 . 9A.2低能见度灾害等级分布 . 9A.3低温冰冻灾害等级分布 . 9A.4强降雨灾害等级分布 . 9附录 B(规范性)运营期高速公路交通气象灾害风险评估方法 .13B.1评估模型 . 13B.2高速公路低能见度灾害风险评估指标及模型参数 . 14B.3高速公路低温冰冻灾害风险评估模型指标及参数 . 15B.4高速公路强降雨灾害风险评估模型指标及参数 . 17DB53/T 10902022II附录 C(规
3、范性)公路交通气象站网数据库存储格式要求 .20C.1通则 . 20C.2公路交通气象站基本属性数据格式 . 20C.3公路交通气象监测要素数据格式 . 22C.4公路交通气象监测设备工作状态数据格式 . 24DB53/T 10902022III前言本文件按照GB/T 1.12020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。本文件由云南省交通运输标准化技术委员会(YNTC13)提出并归口。本文件起草单位:云南省交通规划设计研究院有限公司,云南省交通投资建设集团有限公司,云南省气象服务中心,江苏省气象科
4、学研究所。本文件主要起草人:胡澄宇、房锐、吴泓、陈宙翔、杨文臣、李薇、彭启洋、李永、杨泽龙、赵刚、张文波、郑春怡、丁宇超、朱保林、田毕江、苏宇、周林义、岳松、赵尔旭、彭艳秋、李春晓、祖繁、李洪春、陈贺、徐才坚、刘维娟。DB53/T 10902022V引言云南省属于高原山地地形,气候复杂多变,浓雾、强降雨、积雪、结冰等气象灾害多发,严重影响了公路交通安全、通行能力和运营服务水平。目前,云南省高速公路交通气象站网密度低、站点数量少且分散,没有形成规模化的交通气象监测站网,无法建立统一的公路交通气象联网运行服务平台,严重影响全省道路运输安全和智慧高速发展。云南省高速公路发展迅速, 为全面提升全省高速
5、公路交通气象的精密监测与精细化预警服务保障能力,强化全省高速公路交通气象灾害风险评估,合理规划交通气象站网布局,科学规范交通气象监测设施、建设和运行技术要求,特编制本规范。DB53/T 109020221高速公路交通气象站网建设技术规范1范围本文件规定了高速公路交通气象站网建设的总体原则和要求、站网布局、监测设施、安装、联网要求、验收与维护等技术要求。本文件适用于高速公路新建或改建的公路交通气象站网建设,其它公路可参照执行。2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(
6、包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 33697公路交通气象监测设施技术要求JTG 2182公路工程质量检验评定标准 第二册 机电工程JTG D20-2017公路路线设计规范JTG D81公路交通安全设施设计规范QX/T 118气象观测资料质量控制 地面QX/T 190高速公路设施防雷设计要求QX/T 526气象观测专用技术装备测试规范 通用要求QX/T 606公路交通气象观测仪3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1公路交通气象站highway weather station用于公路沿线的气象环境监测,为公路交通服务的自动气象站。3.2公路交通气象站网highway weather
7、 station network由若干公路交通气象站组成、可自动联网运行的公路交通气象监测站网。3.3基准站regional station公路交通气象站网中的骨干监测站, 监测要素较全、 监测数值能表征较大范围或较长路段平均气象状态的公路交通气象站。3.4加密站local station基准站之间加密布设的公路交通气象站, 监测要素和数值能表征交通气象灾害易发、 频发路段的气象状态。DB53/T 109020223.5常规气象要素basic meteorological element气温、气压、相对湿度、风速、风向和降水量等气象监测要素。3.6公路交通高影响天气high-impact we
8、ather on highway traffic对公路交通安全和通行能力产生直接或间接不利影响的灾害性天气。来源:QX/T 414-2018,2.1,有修改4总体原则和要求4.1应结合公路网现状和规划、公路交通气象灾害风险评估结果和交通气象服务需求等,开展公路交通气象站网顶层设计,并遵循“先基准站,后加密站,动态完善” 统筹布局气象站网。4.2公路交通气象站网建设应符合布局合理性、环境代表性、运行稳定性和维护便利性等要求。4.3气象站网建设流程应包括公路交通气象灾害风险评估、站网布局、设备配置与安装、联网运行、验收,并定期进行评估与优化。5站网布局5.1资料收集和风险评估DB53/T 1090
9、20225.2.1.1基准站布设应符合以下规定:a)基准站布设间距应满足的表 1 规定;b)两个相邻基准站之间同类型公路交通气象灾害风险等级相差 2 级及以上的, 应在该路段增设 1个基准站;c)公路沿线气象条件差异明显的路段应增设 1 个基准站。表 1基准站布设间距要求地地理理特特征征公公路路路路线线长长度度(k km m)公公路路相相对对高高差差( (m m) )山岭或重丘地区30500平原或微丘地区505.2.1.2基准站址应选择在地形开阔处,且应避免高大建筑物、广告牌、标志、植被等影响。5.2.2加密站5.2.2.1根据公路交通气象灾害类型及风险等级,加密站布设间距应满足表 2 的规定
10、。表 2加密站布设间距要求加加密密站站类类型型公公路路交交通通气气象象灾灾害害风风险险等等级级公公路路路路线线长长度度(k km m)低能见度加密站高风险5较高风险10二M_IDB53/T 1090202245.3站网布局调整5.3.1应根据施工期间高影响天气分布的实际情况,对设计阶段确定的站网布局进行复核或调整。5.3.2已建气象站代表性不足时,应根据实际情况调整站网布局。5.3.3对公路交通事故多发路段,应将交通事故与气象条件关系的分析结论,作为站网布局调整的依据。6监测设施6.1监测要素6.1.1基准站的监测要素应包括常规气象要素、能见度、天气现象、路面温度、路面状况等,宜包括视频、交通
11、流等要素。6.1.2加密站应根据公路交通高影响天气类型设置监测要素。低能见度加密站应包括能见度和常规气象要素,宜配置天气现象等;低温冰冻加密站应包括路面温度、路面状况和常规气象要素,宜配置天气现象等;强降雨加密站除应包括天气现象和常规气象要素,宜配置路面状况等;具有两种及以上公路交通高影响天气的路段,应同时配置相应的监测要素。6.2设备性能6.2.1监测要素技术指标公路交通气象监测要素技术指标应符合表3的要求。表 3公路交通气象监测要素技术指标要求监测要素监测要素测量范围测量范围分辨力分辨力最大允许误差最大允许误差气温-50500.10.2相对湿度510013(80);5(80)风向03603
12、5风速0 m/s60 m/s0.1 m/s(0.5 m/s+0.03 V)(其中,V 为实际风速 m/s)气压500 hPa1100 hPa0.1 hPa0.6 hPa降水基准站0 mm/min4 mm/min0.1 mm0.4 mm(10 mm);4(10 mm)加密站10能见度基准站10 m10 000 m1 m10(1 500 m);20(1 500 m)加密站10 m5 000 m路面温度基准站-50800.10.5加密站1.0DB53/T 109020225表3(续)监测要素监测要素测量范围测量范围分辨力分辨力最大允许误差最大允许误差路面状况路面状态包括干燥、潮湿、积水、结冰、积雪等
13、状态与人工观测一致率不低于 90积水、积雪、结冰层厚度等0.1 mm0.1 mm0.5 mm天气现象雨、雪、雨夹雪等降水类型及降水强度等级(微量、小、中、大、特大等)露、霜、冰等凝结类雾、浓雾、强浓雾、特强浓雾等视程障碍类与人工观测一致率执行 QX/T 606 的规定6.2.2通讯6.2.2.1公路交通气象站应支持无线、光纤等通讯方式。6.2.2.2公路交通气象站的数据传输频率应不少于 1 次/min。6.2.2.3公路交通气象监测数据传输及时率应不小于 98。注:数据在观测时间10 min及以内发送至测试终端的视为及时数据,传输及时率是统计接收到的数据中及时数据的占比。6.2.3供电6.2.
14、3.1公路交通气象站可采用市电、太阳能、风能或风光互补等供电方式。6.2.3.2公路交通气象站应配备蓄电池,其独立供电时间7 d。6.2.4数据及质量控制6.2.4.1公路交通气象站数据应包括实时的交通气象监测要素,以及传感器、采集器、通讯模块、供电模块等监测设备工作状态数据。6.2.4.2应对公路交通气象站数据进行数据质量控制,并记录质量控制标识(见附录 C.2),其中常规气象要素数据质量控制执行 QX/T 118 的规定。6.2.4.3公路交通气象站数据完整率和准确率均应98%。注1:完整率是指接收到的有效数据数占应到数据的百分比。注2:准确率是指能够达到业务使用标准的数据占实到数据的百分
15、比。6.2.5设备可靠性公路交通气象站应稳定运行,其连续无障碍运行时间应5 500 h。6.3设备认证6.3.1公路交通气象站应进行测试评估和认证,内容包括静态指标测试、动态性能测试、综合评估等。6.3.2基准站应取得由省级及以上交通或气象部门认可的认证证书。6.3.3加密站宜取得由省级及以上交通或气象部门认可的认证证书,或由省级及以上交通或气象部门认可的单位出具达到“合格”等级要求的测试评估报告。7安装DB53/T 109020227.1立柱及支架安装7.1.1公路交通气象站设备安装不应侵入公路建筑限界。7.1.2公路交通气象站安装在路侧净区范围内的,应按照 JTG D81 的要求设置护栏。
16、7.1.3公路交通气象站的立柱及支架安装应符合以下要求:a)立柱宜安装在稳定的混凝土基础平台上;b)桥梁、高路堤等路侧空间受限的路段,立柱可安装在防护等级不低于 SB 级的混凝土护栏上;c)气象站的立柱宜具有倒伏功能,倾倒方向与道路行车方向平行;d)基础平台、立柱及支架应符合防锈、防雷要求。其中,防雷设计执行 QX/T 190 的规定。7.1.4条件受限时,加密站可安装在交通工程与沿线设施已有的立柱上,并满足 JTG D81 的要求。7.2传感器布设7.2.1公路交通气象站的传感器布设应符合表 4 的要求。表 4公路交通气象站传感器布设要求传传感感器器类类型型传传感感器器布布设设要要求求能见度
17、采样区中心点距路面高度为 3.0 m0.2 m路面状况、路面温度遥感式传感器中心点距路面高度应为 3.0 m0.2 m埋入式传感器顶面应与路面持平,且与道路边缘的距离1.5 m南俾1功DB53/T 109020228.2.1公路交通气象站网数据应包括站点基本属性数据、气象监测数据、监测设备工作状态数据,并建立公路交通气象站网的数据库。a)数据库表命名方式见附录 C 中的 C.1;b)公路交通气象站基本属性数据格式要求,见附录 C 中的 C.1;1)站点基本属性数据的格式要求,见 C.1 中的表 C.1;2)传感器基本属性数据的格式要求,见表 C.1 中的表 C.2。c)公路交通气象监测要素数据
18、格式要求,见附录 C 中的 C.3;1)监测要素数据格式要求,见 C.2 中的表 C.3;2)数据质量控制编码要求,见 C.2 中的表 C.4;3)路面状态编码要求,见 C.2 中的表 C.5;4)天气现象编码要求,见 C.2 中的表 C.6。d)监测设备工作状态数据格式要求,见附录中的 C.4。1)设备工作状态数据格式要求,见 C.4 中的表 C.6;2)监测设备工作状态编码要求,见 C.4 中的表 C.7。8.2.2应对公路交通气象站网的监测要素数据的质量进行控制。8.3站网数据应用8.3.1公路交通气象站网数据应满足以下应用要求:a)监测要素的实时显示;DB53/T 109020228b
19、)每两年至少进行 1 次常规气象传感器校准。9.3运行评估9.3.1公路交通气象站网应定期开展运行评估,评估周期每 3 年不少于 1 次。9.3.2公路交通气象站运行评估应执行 GB/T 33697、QX/T 526、JTG 2182 等标准的规定,并应包括以下内容:a)监测要素的代表性;b)数据的完整性和准确性;c)设备的可靠性;d)站点周边环境变化情况;e)交通气象信息的应用服务效果;f)站网布局的合理性;g)评估结论与建议等。DB53/T 109020229AA附录A(资料性)云南省主要气象灾害等级划分A.1交通气象灾害等级在高速公路可行性研究及设计阶段中开展公路交通气象站网布局, 可参
20、考对云南省公路交通影响较大的气象灾害等级分布进行风险评估,气象灾害的五个等级依次为高、较高、中、较低、低。A.2低能见度灾害等级分布根据1990年2019年云南省126个国家气象站的逐日能见度资料,开展了云南省低能见度灾害等级划分,其分布见图A.1。A.3低温冰冻灾害等级分布根据1961年2019年云南省126个国家气象站的日最低地表温度、日平均气温、日最高气温、日最低气温、冰冻强度和发生频率,开展了云南省低温冰冻灾害等级划分,其分布见图A.2。A.4强降雨灾害等级分布根据1985年2019年云南省126个国家气象站的逐小时降水量资料,开展了云南省强降雨灾害等级划分,其分布见图A.3。DB53
21、/T 1090202210云南省低能见度灾害等级分布图昭通市i;i m:1;1-vt丘I,卽TW!lmm文山转擊_Lift图例低能炎度灾害竽1伍风昤区他级行玫屮心地级界n2低风.7兵绚?/议中心+风险区R界主X.娜较萵风玱豚高风险区柳A.灰审无兮:215:2122)1-DB53/T 10902022云南省低温冰冻灾害等级分布图、/御1-.:庆苽族咖 舶 件-曲靖市保山市旮:$flJS,亍_?./(+_9平-r+iji.1J:、S.Wv.s*?-*1例图IE溧冰泳7宰籌级fiwrr杵级彳中心无冰冻区地级h政中心低风险区布速公路县级彳rti中心较低又险区N界屮杏公路中风险区较高又险区宙05:KSf
22、2027:4?茌风猃区DB53/T 1090202212云_省强降雨灾S等级分*图-L:,V*.mAT.:-.-!I.*3to.I一-齡,.KLCu,%1.:V:_:-nh:k-:-w-_v/r:淑:_r_豕1:心iDB53/T 1090202213BB附录B(规范性)运营期高速公路交通气象灾害风险评估方法B.1评估模型B.1.1应分别对高速公路低能见度、低温冰冻、强降雨等不同类型交通气象灾害(目标层)进行风险评估,评估单元可按10 km30 km的路段划分。B.1.2按照交通气象风险值将交通气象灾害风险划分为五个等级,从低到高分别用罗马数字、表示,分级标准如表B.1。表 B.1 运营期高速公
23、路交通气象灾害风险分级标准风险等级风险等级风险推荐阈值风险推荐阈值风险状况风险状况V(0.8,1.0高风险IV(0.6,0.8较高风险(0.4,0.6中风险II(0.2,0.4较低风险I(0.0,0.2低风险B.1.3根据气象、道路、交通流和灾损情况等因素,构建高速公路交通气象灾害风险评估模型,气象灾害风险评估模型见公式B.1。 = ln( S E V)(B.1)式中:高速公路交通气象灾害风险值;气象条件因子;交通基础设施因子;交通流运行因子;灾损程度因子。、 、 包含在在各准则层因子中,其计算方法,见公式 B.2。X =+1?(B.2)式中:准则层因子;各指标权重系数;N各准则层包括的指标个
24、数;M为各准则层第一个指标的编号;Fi指标归一化值,计算方法见公式B.3。DB53/T 10902022=0,当 ,当 1,当 (B.3)式中:指标层归一化值;指标值;对应归一化值为 0 时的指标值;对应归一化值为 1 时的指标值。B.2高速公路低能见度灾害风险评估指标及模型参数B.2.1高速公路低能见度灾害风险评估的指标及描述见表B.2。表 B.2 高速公路低能见度灾害风险评估指标目目标标层层准准则则层层指指标标层层(fi)指指标标描描述述气象条件(Hvisib)低能见度频次visib1评估单元 3 年内低能见度天气过程年发生天数的最高值交通基础急弯陡坡比visib2指急弯陡坡(半径400
25、m,且纵坡3的路段)占评估单元长度的比例f1i1MDB53/T 10902022200评估单元 3 年内能见度在 200 m 以下持续时间为 30 min 以上的连续天气过程每年发生的天数的最高值;100评估单元 3 年内能见度在 100 m 以下持续时间为 30 min 以上的连续天气过程每年发生的天数的最高值;50评估单元 3a 内能见度在 50 m 以下持续时间为 30 min 以上的连续天气过程每年发生的频次的最高值。1500的频次折算系数,可根据低能见度对交通的影响进行分析确定,亦可取 0.3;2200的频次折算系数,可根据低能见度对交通的影响进行分析确定,亦可取 1;3100的频次
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