托普云農(nóng)小型自動(dòng)氣象站在高速公路上的應(yīng)用

　　*每年約有100多萬人死于交通事故，其中災(zāi)害性天氣直接或間接導(dǎo)致的交通事故占所有交通事故的1/4。在我國，高速公路百公里事故率比普通公路高出3倍多，而世界發(fā)達(dá)國家高速公路死亡事故率僅為普通公路的1/2~1/10。2008年1月南方諸省的大雪，導(dǎo)致高速公路全部中斷，大批行人和車輛滯留在高速公路上，政府不得不緊急調(diào)集各種資源為這些車輛和行人提供生活、醫(yī)療和安全保障，由此造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)億元。所以，高速公路小型自動(dòng)氣象站的氣象狀況的檢測和預(yù)報(bào)，對(duì)保障高速公路過往車輛的安全、提高服務(wù)質(zhì)量具有十分積極的作用。
    無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為一種新的環(huán)境監(jiān)測技術(shù)，具有規(guī)模大、以數(shù)據(jù)為中心、自組織管理和部署容易等優(yōu)點(diǎn)，特別適合用來建立高速公路小型自動(dòng)氣象站的監(jiān)測系統(tǒng)。本文針對(duì)高速公路無線傳感器監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在高速公路氣象監(jiān)測中的應(yīng)用及路由選擇策略進(jìn)行分析和研究。
    高速公路通行能力并容易引起交通事故的各種災(zāi)害氣象。影響高速公路通行能力和通行安全的災(zāi)害性天氣主要有風(fēng)、雨、霧、冰雪、雷電、低氣壓和濕熱高溫等，所以高速公路氣象監(jiān)測預(yù)報(bào)系統(tǒng)需要針對(duì)高速公路的風(fēng)、雨、霧、冰雪、雷電、低氣壓和濕熱高溫等進(jìn)行監(jiān)測，并將監(jiān)測結(jié)果通過高速公路管理網(wǎng)絡(luò)傳送到交通控制中心，然后根據(jù)各種氣象對(duì)通行能力的影響，做出相應(yīng)的交通控制方案，并通過道路信息發(fā)布系統(tǒng)將氣象信息發(fā)布。
    由于高速公路是線性的，所以與傳統(tǒng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)隨即部署不同，高速公路氣象監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點(diǎn)沿高速公路兩側(cè)呈線性部署，針對(duì)高速公路氣象監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特殊要求，設(shè)計(jì)基于定向擴(kuò)散路由協(xié)議的雙向通訊路由協(xié)議是可行的，可以實(shí)現(xiàn)高速公路監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的雙向數(shù)據(jù)傳輸要求。仿真證明，雙向擴(kuò)散路由協(xié)議收斂時(shí)間基本確定，傳輸延時(shí)相對(duì)固定，數(shù)據(jù)傳輸可靠。雙向擴(kuò)散路由協(xié)議可以滿足數(shù)據(jù)查詢的傳輸需要，亦可由傳感器節(jié)點(diǎn)根據(jù)設(shè)定的檢測范圍，自動(dòng)將檢測到的異常數(shù)據(jù)主動(dòng)發(fā)送到兩個(gè)sink節(jié)點(diǎn)，比定向擴(kuò)散協(xié)議有更寬的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用范圍。