Система мониторинга и предупреждения чрезвычайных ситуаций на автомобильных дорогах

Для прогнозирования параметров чрезвычайных ситуаций (ЧС) на автомобильных дорогах (гололед, снежные заносы, оползни, подтопления и затопления) и их предупреждения зачастую используются параметры погодных явлений, такие как температура и влажность воздуха, влажность, давление, направление и сила ветра, количество осадков, выпавших в районе прохождения автомобильной дороги и некоторые другие. Для более точных прогнозов необходимо использовать также параметры дорожного полотна: температура полотна, геометрические и физические характеристики покрытия и др. Чаще всего для оценки параметров погодных явлений используют прогнозные значения Гидрометцентра. Однако опыт показывает, что фактические погодные параметры в микроклиматических зонах, через которые проходят автомобильные дороги, зачастую очень сильно отличаются от параметров, выдаваемых Гидрометцентром. Так, отклонения по температуре доходят до 5-7 градусов, направление ветра в микроклиматической зоне может отличаться от предсказанного Гидрометцентром до 50 градусов, существенно может отличаться и влажность воздуха. Для уточнения параметров в наиболее ответственных местах автомобильных дорог используются автоматические дорожные метеостанции (АДМС).

Особым конструкторским бюро «ОКБ Бурстройпроект» разработан типовой комплекс  мониторинга параметров ЧС, в том числе и на автомобильных дорогах. Комплекс позволяет измерять как параметры погодных условий, так и температурные параметры покрытия дорожного полотна. При этом, в отличие от многих существующих комплексов мониторинга, в которых измерение температуры полотна осуществляется вмонтированными в полотно датчиками, измерение температуры полотна в комплексе мониторинга осуществляется дистанционным способом, с использованием низкотемпературных пирометров.

Так как ЧС на автомобильных дорогах зависят от многих факторов различной физической природы, влияние которых на возникновение ЧС достаточно сложно оценить в физической области, в ОКБ разработана иерархическая вероятностная модель ЧС, математические и инженерные алгоритмы оценки параметров и прогнозирования ЧС. На основе типовой модели ЧС разработаны вероятностные модели практически всех чрезвычайных ситуаций, которые возможны на автомобильных дорогах (гололед, снежные заносы, оползни, подтопления и затопления дорожных участков и т.д).

Разработаны также предложения по структуре системы мониторинга и предупреждения ЧС на автомобильных дорогах. Измерение параметров факторов, приводящих к ЧС, предлагается осуществлять на основе измеренных с использованием комплекса мониторинга значений, которые поступают в центр мониторинга. Измеренные комплексами мониторинга параметры природных или техногенных чрезвычайных ситуаций, физические и геометрические параметры дорожного полотна  обрабатываются в центре мониторинга. На основе анализа формируются прогнозы чрезвычайных ситуаций или осуществляется оценка последствий ЧС, уже произошедших на автомобильной дороге. Результаты прогнозирования и оценки последствий ЧС выдаются на систему отображения и в систему поддержки принятия решений. Использование комплексов мониторинга разработки ОКБ «Бурстройпроект» для прогнозирования ЧС позволит существенно сократить расходы на содержание дорог в сложных погодных условиях за счет предупреждения возникновения ЧС, контроля действий подрядных организаций при устранении ЧС. Так, например, предварительная противогололедная обработка дорожного полотна, проведенная на основании прогноза, обходится до 5 раз дешевле такой же обработки, проведенной после возникновения гололеда.

Центр управления производством. Объединенная диспетчерская.

Решаемые задачи:

  1. Измерение метеопараметров и параметров дорожного полотна (иконка М).
  2. Прогнозирование гололедных явлений и расчет объемов выпавших осадков (иконка М).
  3. Расчет потребного количества реагентов на дороге.
  4. Управление освещением, в том числе формирование сигналов при нештатных ситуациях (иконка С).
  5. Прием информации и формирование отображения метеопрогнозов Гидрометцентра (иконка П).
  6. Прием и отображение информации метеолокатора (иконка Л).

    Рис. 1.

увеличить
    Рис. 2.

увеличить
    Рис. 3.

увеличить
    Рис. 4.

увеличить
    Рис. 5.

увеличить
    Рис. 6.

увеличить

При возникновении нештатной ситуации (нештатная ситуация в системе наружного освещения дороги, прогноз возникновения гололедных явлений на дороге) формируется звуковой и цветовой сигнал диспетчеру. При необходимости получить подробную информацию о ситуации нажимается соответствующая иконка и формируется полная информация об измеренных параметрах и нештатной ситуации). При возникновении скользкости возможен расчет потребного количества антигололедных реагентов. Завершается работа по созданию системы управления, в том числе созданию системы отчетности подрядных организаций перед управлением дороги и управления дороги перед Росавтодором.