Présentation du capteur de visibilité
Équipements clés de la surveillance environnementale moderne, les capteurs de visibilité mesurent la transmittance atmosphérique en temps réel grâce à des principes photoélectriques et fournissent des données météorologiques essentielles à divers secteurs. Les trois principales solutions techniques sont la transmission (méthode de référence), la diffusion (diffusion avant/arrière) et l'imagerie visuelle. Parmi elles, la diffusion avant est très répandue sur le marché grâce à son excellent rapport qualité-prix. Des équipements classiques, comme la série Vaisala FD70, peuvent détecter les variations de visibilité dans un rayon de 10 m à 50 km avec une précision de ± 10 %. Dotés d'une interface RS485/Modbus, ils s'adaptent aux environnements difficiles de -40 °C à +60 °C.
Paramètres techniques de base
Système d'autonettoyage des fenêtres optiques (tel que l'élimination de la poussière par vibrations ultrasoniques)
Technologie d'analyse spectrale multicanal (double longueur d'onde 850 nm/550 nm)
Algorithme de compensation dynamique (correction des interférences croisées de température et d'humidité)
Fréquence d'échantillonnage des données : 1 Hz ~ 0,1 Hz réglable
Consommation électrique typique : < 2 W (alimentation 12 V CC)
Cas d'application industrielle
1. Système de transport intelligent
Réseau d'alerte précoce sur les autoroutes
Le réseau de surveillance de la visibilité déployé sur l'autoroute Shanghai-Nanjing déploie des capteurs tous les 2 km sur les sections fortement exposées au brouillard. Lorsque la visibilité est inférieure à 200 m, le panneau d'information affiche automatiquement la limitation de vitesse (120→80 km/h) ; lorsque la visibilité est inférieure à 50 m, l'entrée du péage est fermée. Ce système réduit le taux d'accidents annuel moyen sur ce tronçon de 37 %.
2. Surveillance des pistes d'aéroport
L'aéroport international de Pékin-Daxing utilise un réseau de capteurs triplement redondants pour générer des données de portée visuelle de piste (RVR) en temps réel. Associée au système d'atterrissage aux instruments ILS, la procédure d'atterrissage en aveugle de catégorie III est déclenchée lorsque la RVR est inférieure à 550 m, ce qui augmente la ponctualité des vols de 25 %.
Application innovante de la surveillance environnementale
1. Traçage de la pollution urbaine
Le Bureau de protection de l'environnement de Shenzhen a mis en place une station d'observation conjointe visibilité-PM2,5 sur la route nationale 107, a inversé le coefficient d'extinction des aérosols grâce à la visibilité et a établi un modèle de contribution à la source de pollution en combinaison avec les données de flux de trafic, localisant avec succès les gaz d'échappement des véhicules diesel comme principale source de pollution (contribution 62 %).
2. Avertissement de risque d'incendie de forêt
Le réseau de capteurs composites visibilité-fumée déployé dans la zone forestière de la chaîne du Grand Khingan peut localiser rapidement l'incendie en 30 minutes en surveillant la diminution anormale de la visibilité (> 30 %/h) et en coopérant avec la détection de source de chaleur infrarouge, et la vitesse de réponse est 4 fois supérieure à celle des méthodes traditionnelles.
Scénarios industriels particuliers
1. Pilotage des navires portuaires
Le visiomètre laser (modèle : Biral SWS-200) utilisé dans le port de Ningbo Zhoushan active automatiquement le système d'accostage automatique du navire (APS) lorsque la visibilité est < 1 000 m et atteint une erreur d'accostage < 0,5 m par temps de brouillard en fusionnant le radar à ondes millimétriques avec les données de visibilité.
2. Surveillance de la sécurité des tunnels
Dans le tunnel autoroutier de Qinling Zhongnanshan, un capteur à double paramètre, mesurant la visibilité et la concentration de CO2, est installé tous les 200 m. Lorsque la visibilité est inférieure à 50 m et que le CO2 est supérieur à 150 ppm, le système de ventilation à trois niveaux s'active automatiquement, réduisant ainsi le délai d'intervention en cas d'accident à 90 secondes.
Tendance de l'évolution technologique
Fusion multi-capteurs : intégration de plusieurs paramètres tels que la visibilité, les PM2,5 et la concentration de carbone noir
Edge computing : traitement local pour obtenir une réponse d'avertissement au niveau de la milliseconde
Architecture 5G-MEC : prise en charge de la mise en réseau à faible latence de nœuds massifs
Modèle d'apprentissage automatique : établissement d'un algorithme de prédiction de la probabilité d'accident de la circulation lié à la visibilité
Plan de déploiement typique
L'architecture « double machine de secours + alimentation solaire » est recommandée pour les scénarios routiers, avec une hauteur de mât de 6 m et une inclinaison de 30 ° pour éviter les phares directs. L'algorithme de fusion des données doit inclure un module de reconnaissance de la pluie et du brouillard (basé sur la corrélation entre le taux de variation de la visibilité et l'humidité) pour éviter les fausses alarmes en cas de fortes pluies.
Avec le développement de la conduite autonome et des villes intelligentes, les capteurs de visibilité évoluent, passant de simples dispositifs de détection à des unités de perception centrales au sein de systèmes intelligents d'aide à la décision en matière de circulation. Les technologies les plus récentes, comme le LiDAR à comptage de photons (PCLidar), étendent la limite de détection à moins de 5 m, fournissant des données plus précises pour la gestion du trafic dans des conditions météorologiques extrêmes.
Date de publication : 12 février 2025