Aperçu du capteur de visibilité
Élément central des systèmes modernes de surveillance environnementale, 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 industriels. 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 domine le marché grâce à son excellent rapport qualité-prix. Des équipements typiques, tels que la série Vaisala FD70, peuvent détecter les variations de visibilité sur une distance de 10 m à 50 km avec une précision de ±10 %. Dotés d'une interface RS485/Modbus, ils fonctionnent dans des environnements extrêmes, de -40 °C à +60 °C.
Paramètres techniques de base
Système d'auto-nettoyage des fenêtres optiques (par exemple, dépoussiérage par vibrations ultrasoniques)
Technologie d'analyse spectrale multicanaux (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 : réglable de 1 Hz à 0,1 Hz
Consommation électrique typique : <2 W (alimentation 12 V CC)
cas d'application industrielle
1. Système de transport intelligent
réseau d'alerte précoce des autoroutes
Le réseau de surveillance de la visibilité déployé sur l'autoroute Shanghai-Nanjing utilise des capteurs tous les 2 km sur les tronçons fréquemment touchés par le brouillard. Lorsque la visibilité est inférieure à 200 m, le panneau d'information affiche automatiquement une limitation de vitesse (de 120 à 80 km/h). En cas de visibilité inférieure à 50 m, l'accès au péage est fermé. Ce système permet de réduire de 37 % le taux d'accidents annuel moyen sur ce tronçon.
2. Surveillance des pistes d'aéroport
L'aéroport international de Pékin-Daxing utilise un système de capteurs à triple redondance pour générer en temps réel les données de portée visuelle de piste (RVR). Combiné au système d'atterrissage aux instruments ILS, ce système déclenche la procédure d'atterrissage sans visibilité de catégorie III lorsque la RVR est inférieure à 550 m, ce qui permet d'accroître 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 installé 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 des sources 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 de 62 %).
2. Alerte aux risques d'incendie de forêt
Le réseau de capteurs composites visibilité-fumée déployé dans la zone forestière du Grand Khingan peut localiser rapidement l'incendie en moins de 30 minutes en surveillant la diminution anormale de la visibilité (>30 %/h) et en coopérant avec la détection de la 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 < 1000 m et atteint une erreur d'accostage < 0,5 m par temps de brouillard en fusionnant les données 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 CO est installé tous les 200 m. Lorsque la visibilité est inférieure à 50 m et que le CO est supérieur à 150 ppm, le plan de ventilation à trois niveaux est automatiquement activé, réduisant ainsi le temps de réponse en cas d'accident à 90 secondes.
tendance d'évolution technologique
Fusion multisensorielle : intégration de plusieurs paramètres tels que la visibilité, les PM2,5 et la concentration de carbone noir
Informatique de périphérie : traitement local pour une réponse d’alerte à la milliseconde près
Architecture 5G-MEC : prise en charge de la mise en réseau à faible latence d’un grand nombre de nœuds
Modèle d'apprentissage automatique : établissement d'un algorithme de prédiction de la probabilité d'accident de la circulation en fonction de la visibilité
Plan de déploiement type
L'architecture « double machine de secours + alimentation solaire » est recommandée pour les applications autoroutières, avec une hauteur de mât de 6 m et une inclinaison de 30° afin d'éviter l'éblouissement direct des phares. L'algorithme de fusion de données doit intégrer un module de reconnaissance de la pluie et du brouillard (basé sur la corrélation entre la vitesse de variation de la visibilité et l'humidité) afin d'éviter les fausses alertes en cas de fortes pluies.
Avec le développement de la conduite autonome et des villes intelligentes, les capteurs de visibilité évoluent : de simples dispositifs de détection, ils deviennent des éléments de perception essentiels des systèmes intelligents de gestion du trafic. Les technologies les plus récentes, comme le LiDAR à comptage de photons (PCLidar), étendent la limite de détection à moins de 5 mètres, offrant ainsi des données plus précises pour la gestion du trafic dans des conditions météorologiques extrêmes.
Date de publication : 12 février 2025