Տեսանելիության սենսոր. սկզբունքների, տեխնոլոգիաների և կիրառման սցենարների վերլուծություն

Տեսանելիության սենսորների ակնարկ
Որպես ժամանակակից շրջակա միջավայրի մոնիթորինգի հիմնական սարքավորումներ, տեսանելիության սենսորները չափում են մթնոլորտային թափանցելիությունը իրական ժամանակում՝ ֆոտոէլեկտրական սկզբունքների միջոցով, և տրամադրում են օդերևութաբանական հիմնական տվյալներ տարբեր ոլորտների համար: Երեք հիմնական տեխնիկական լուծումներն են՝ փոխանցումը (բազային մեթոդ), ցրումը (առաջ/հետ ցրում) և տեսողական պատկերումը: Դրանց թվում առաջնային ցրման տեսակը զբաղեցնում է հիմնական շուկան իր բարձր արժեքով: Vaisala FD70 շարքի նման տիպիկ սարքավորումները կարող են հայտնաբերել տեսանելիության փոփոխությունները 10 մ-ից մինչև 50 կմ միջակայքում՝ ±10% ճշգրտությամբ: Այն հագեցած է RS485/Modbus ինտերֆեյսով և կարող է հարմարվել -40℃-ից մինչև +60℃ կոշտ միջավայրերին:

Հիմնական տեխնիկական պարամետրեր
Օպտիկական պատուհանների ինքնամաքրման համակարգ (օրինակ՝ ուլտրաձայնային թրթռման միջոցով փոշու հեռացում)
Բազմալիքային սպեկտրալ վերլուծության տեխնոլոգիա (850 նմ/550 նմ կրկնակի ալիքի երկարություն)
Դինամիկ փոխհատուցման ալգորիթմ (ջերմաստիճանի և խոնավության խաչաձև միջամտության ուղղում)
Տվյալների նմուշառման հաճախականությունը՝ 1 Հց~0.1 Հց կարգավորելի
Տիպիկ էներգիայի սպառում. <2 Վտ (12 Վ մշտական հոսանքի աղբյուր)

Արդյունաբերության կիրառման դեպքեր
1. Խելացի տրանսպորտային համակարգ
Ճանապարհային վաղ նախազգուշացման ցանց
Շանհայ-Նանկզին արագընթաց մայրուղու վրա տեղակայված տեսանելիության մոնիթորինգի ցանցը յուրաքանչյուր 2 կմ-ը մեկ տեղակայում է սենսորային հանգույցներ՝ մառախուղի բարձր մակարդակ ունեցող հատվածներում: Երբ տեսանելիությունը <200 մ է, տեղեկատվական վահանակի վրա արագության սահմանափակման մասին հուշումը (120→80 կմ/ժ) ավտոմատ կերպով ակտիվանում է, իսկ երբ տեսանելիությունը <50 մ է, վճարովի կայանի մուտքը փակվում է: Համակարգը այս հատվածի տարեկան միջին վթարների մակարդակը կրճատում է 37%-ով:

2. Օդանավակայանի թռիչքուղու մոնիթորինգ
Պեկինի Դասին միջազգային օդանավակայանը օգտագործում է եռակի ավելորդ սենսորային զանգված՝ թռիչքուղու տեսողական հեռավորության (RVR) իրական ժամանակում տվյալներ ստանալու համար: ILS գործիքային վայրէջքի համակարգի հետ համատեղ, III կատեգորիայի կույր վայրէջքի ընթացակարգը սկսվում է, երբ RVR-ը <550 մ է՝ ապահովելով, որ թռիչքի ճշտապահությունը մեծանա 25%-ով:

Շրջակա միջավայրի մոնիթորինգի նորարարական կիրառում
1. Քաղաքային աղտոտվածության հետևում
Շենժենի շրջակա միջավայրի պաշտպանության բյուրոն 107-րդ ազգային մայրուղու վրա տեղադրել է տեսանելիության-PM2.5 համատեղ դիտարկման կայան, տեսանելիության միջոցով հակադարձել է աէրոզոլի մարման գործակիցը և ստեղծել աղտոտման աղբյուրի ներդրման մոդել՝ երթևեկության հոսքի տվյալների հետ համատեղ, հաջողությամբ դիզելային մեքենաների արտանետումները որպես աղտոտման հիմնական աղբյուր հայտնաբերելով (ներդրումը 62%):

2. Անտառային հրդեհի վտանգի մասին նախազգուշացում
Մեծ Խինգան լեռնաշղթայի անտառային տարածքում տեղակայված տեսանելիության-ծխի կոմպոզիտային սենսորային ցանցը կարող է արագորեն հայտնաբերել հրդեհը 30 րոպեի ընթացքում՝ վերահսկելով տեսանելիության աննորմալ նվազումը (>30%/ժ) և համագործակցելով ինֆրակարմիր ջերմության աղբյուրի հայտնաբերման հետ, և արձագանքման արագությունը 4 անգամ ավելի բարձր է, քան ավանդական մեթոդներինը։

Հատուկ արդյունաբերական սցենարներ
1. Նավահանգստային նավերի նավավարություն
Նինգբո Չժոուշան նավահանգստում օգտագործվող լազերային տեսանելիության չափիչը (մոդել՝ Biral SWS-200) ավտոմատ կերպով ակտիվացնում է նավի ավտոմատ կայանման համակարգը (APS), երբ տեսանելիությունը <1000 մ է, և մառախլապատ եղանակին հասնում է <0.5 մ կայանման սխալի՝ միլիմետրային ալիքային ռադարը տեսանելիության տվյալների հետ միաձուլելով։

2. Թունելի անվտանգության մոնիթորինգ
Ցինլինգ Չժոննանշան մայրուղային թունելում յուրաքանչյուր 200 մետրը մեկ տեղադրվում է տեսանելիության և CO կոնցենտրացիայի կրկնակի պարամետրով սենսոր: Երբ տեսանելիությունը <50 մ է, իսկ CO >150 ppm-ը, եռաստիճան օդափոխության պլանը ավտոմատ կերպով ակտիվանում է, ինչը վթարի արձագանքման ժամանակը կրճատում է մինչև 90 վայրկյան:

Տեխնոլոգիայի զարգացման միտումը
Բազմասենսորային միաձուլում. ինտեգրում է բազմաթիվ պարամետրեր, ինչպիսիք են տեսանելիությունը, PM2.5-ը և սև ածխածնի կոնցենտրացիան
Եզրային հաշվարկներ. տեղական մշակում՝ միլիվայրկյանային մակարդակի նախազգուշացման արձագանք ստանալու համար
5G-MEC ճարտարապետություն. աջակցում է զանգվածային հանգույցների ցածր լատենտությամբ ցանցին
Մեքենայական ուսուցման մոդել. տեսանելիության և ճանապարհատրանսպորտային պատահարի հավանականության կանխատեսման ալգորիթմի ստեղծում

Տիպիկ տեղակայման պլան
Մայրուղիների վրա երթևեկության համար խորհուրդ է տրվում օգտագործել «երկակի մեքենայի տաք սպասման + արևային էներգիայի մատակարարման» ճարտարապետությունը՝ 6 մ սյան բարձրությամբ և 30° թեքությամբ՝ ուղիղ լուսարձակներից խուսափելու համար: Տվյալների միաձուլման ալգորիթմը պետք է ներառի անձրևի և մառախուղի ճանաչման մոդուլ (հիմնված տեսանելիության փոփոխության արագության և խոնավության միջև փոխհարաբերության վրա)՝ ուժեղ անձրևային եղանակին կեղծ տագնապներից խուսափելու համար:

Ինքնավար վարորդության և խելացի քաղաքների զարգացման հետ մեկտեղ, տեսանելիության սենսորները մեկ հայտնաբերման սարքերից վերածվում են ինտելեկտուալ երթևեկության որոշումների կայացման համակարգերի հիմնական ընկալման միավորների: Photon Counting LiDAR-ի (PCLidar) նման նորագույն տեխնոլոգիաները հայտնաբերման սահմանը ընդլայնում են մինչև 5 մ-ից ցածր՝ ապահովելով ավելի ճշգրիտ տվյալների աջակցություն ծայրահեղ եղանակային պայմաններում երթևեկության կառավարման համար: