托普云農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，政府不得不緊急調集各種資源為這些車輛和行人提供生活、醫療和安全保障，由此造成的經濟損失高達數億元。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、提高服務質量具有十分積極的作用。
    無線傳感器網絡技術作為一種新的環境監測技術，具有規模大、以數據為中心、自組織管理和部署容易等優點，特別適合用來建立高速公路小型自動氣象站的監測系統。本文針對高速公路無線傳感器監測網絡的特點，對無線傳感器網絡在高速公路氣象監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測預報系統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測，并將監測結果通過高速公路管理網絡傳送到交通控制中心，然后根據各種氣象對通行能力的影響，做出相應的交通控制方案，并通過道路信息發布系統將氣象信息發布。
    由于高速公路是線性的，所以與傳統無線傳感器網絡節點隨即部署不同，高速公路氣象監測無線傳感器網絡中的傳感器節點沿高速公路兩側呈線性部署，針對高速公路氣象監測無線傳感器網絡的特殊要求，設計基于定向擴散路由協議的雙向通訊路由協議是可行的，可以實現高速公路監測網絡的雙向數據傳輸要求。仿真證明，雙向擴散路由協議收斂時間基本確定，傳輸延時相對固定，數據傳輸可靠。雙向擴散路由協議可以滿足數據查詢的傳輸需要，亦可由傳感器節點根據設定的檢測范圍，自動將檢測到的異常數據主動發送到兩個sink節點，比定向擴散協議有更寬的應用領域和應用范圍。