托普云農(nóng)小型自動氣象站在高速公路上的應用

　　*每年約有100多萬人死于交通事故，其中災害性天氣直接或間接導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)濟損失高達數(shù)億元。所以，高速公路小型自動氣象站的氣象狀況的檢測和預報，對保障高速公路過往車輛的安全、提高服務質(zhì)量具有十分積極的作用。
    無線傳感器網(wǎng)絡技術作為一種新的環(huán)境監(jiān)測技術，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，特別適合用來建立高速公路小型自動氣象站的監(jiān)測系統(tǒng)。本文針對高速公路無線傳感器監(jiān)測網(wǎng)絡的特點，對無線傳感器網(wǎng)絡在高速公路氣象監(jiān)測中的應用及路由選擇策略進行分析和研究。
    高速公路通行能力并容易引起交通事故的各種災害氣象。影響高速公路通行能力和通行安全的災害性天氣主要有風、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)測預報系統(tǒng)需要針對高速公路的風、雨、霧、冰雪、雷電、低氣壓和濕熱高溫等進行監(jiān)測，并將監(jiān)測結果通過高速公路管理網(wǎng)絡傳送到交通控制中心，然后根據(jù)各種氣象對通行能力的影響，做出相應的交通控制方案，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)絡節(jié)點隨即部署不同，高速公路氣象監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡中的傳感器節(jié)點沿高速公路兩側(cè)呈線性部署，針對高速公路氣象監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡的特殊要求，設計基于定向擴散路由協(xié)議的雙向通訊路由協(xié)議是可行的，可以實現(xiàn)高速公路監(jiān)測網(wǎng)絡的雙向數(shù)據(jù)傳輸要求。仿真證明，雙向擴散路由協(xié)議收斂時間基本確定，傳輸延時相對固定，數(shù)據(jù)傳輸可靠。雙向擴散路由協(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)點根據(jù)設定的檢測范圍，自動將檢測到的異常數(shù)據(jù)主動發(fā)送到兩個sink節(jié)點，比定向擴散協(xié)議有更寬的應用領域和應用范圍。