高速公路交通气象监测预报服务研究进展

高速公路交通运输是国民经济建设和民众出行的大动脉,它对气象条件具有高敏感性。不利的天气条件易导致交通事故频发,造成财产损失和人员伤亡,已成为社会各界广泛关注的热点问题。本文系统梳理了国内外高速公路交通气象监测预报服务研究进展,重点介绍高速公路交通气象监测预报研究发展历程,分析几类恶劣天气对交通运输安全的影响与机理,最后探讨了中国特色高速公路交通气象监测预报预警服务系统建设的内容、特点及趋势。结果表明,以雾为主的低能见度、道路积雪和结冰、强降水等是影响高速公路安全运行的主要气象因素。本研究旨在促进我国交通气象学科的发展,提升现代化高速公路交通气象监测预报预警服务水平,并为科学决策道路建设、防范和应对交通事故、保障财产和生命安全提供参考依据。     

G2 京津塘高速公路交通气象安全指数的预报研究

通过整理G2京津塘高速公路2年(2007年7月1日至2009年6月30日)逐月逐时的万辆车流的交通事故和交通流量及气象要素资料,并将各月平均万辆车流的交通事故(交通事故与交通流量之商)与同步综合气象参数进行日变化相关分析。结果表明:各月平均万辆车流交通事故量的日变化趋势为双峰型,主高峰出现在05一07时,次高峰出现在21—23时。2年平均高峰值为每万辆1.8起。各月的逐时平均万辆车流的交通事故与同步综合气象参数呈正抛物线的偏右侧相关、自然指数相关或线性相关,即万辆车流的交通事故随综合气象参数的加大而增多。为了提高高速公路交通安全的气象服务水平,建立了4个交通气象风险和交通气象安全指数的级别;应用WRF-RUC数值预报产品对2个月逐日的独立样本模拟预报交通气象安全指数,其月平均基本准确率为62.5%~95.8%。此结果为高速公路交通提供客观的科学依据,在华北地区的高速公路气象服务中具有一定的推广价值。     

灾害性天气交通事故特征及雾天公路通行预警指标体系

利用2008~2012年河北省高速公路交通事故资料和交通气象自动站、气象站观测资料,统计分析了高速交通事故的日、月及年变化特征及其与雨、雪、雾等灾害性天气的关系。在此基础上,基于气象、路网、交通和地形等因素,采用专家评分法和指标权重法,构建河北省雾天高速公路通行预警指标体系,并结合2013~2014年京沪、黄石高速河北段案例,对预警指标体系进行检验。结果表明:河北省高速公路交通事故年发生频次变化较大,总体呈下降趋势;每日00~05时为高速交通事故高发时段,12时、16时为次高峰;夏季是高速交通事故多发季节(30.2%),冬季最少(20.2%)。其中,7月交通事故最多,5月、6月、8月次之。5~9月、9月至翌年3月、12月至翌年2月,分别是河北雨、雾、雪等灾害性天气高速交通事故多发期,每日06~08时是雾天高速交通事故高发时段。2013~2014年试预报检验京沪、黄石高速通行预警级别准确率分别为84%、75.9%,精度较高,该指标体系可为河北省交通气象服务及防灾减灾提供一定参考。     

河南省交通气象服务系统设计探讨

介绍了目前国内外交通气象业务的发展现状以及河南省交通气象业务的开展情况,分析了建立交通气象服务业务的重要性,从高速公路天气监测网络子系统、道路天气预报预警制作子系统、实况与预报预警信息发布子系统三方面探讨河南省交通气象服务系统的建设任务.最后,针对未来河南交通气象业务的发展提了三点建议.     

气象因子对高速公路交通安全的预警初探

根据分析降水、气温、大雾与杭金衢高速公路衢州段交通事故的相关关系,研究了气象因子对高速公路交通安全的影响程度,并在此基础上,通过事故率的分析,引入贡献度参数,计算选定因子在不同条件下对高速公路事故的贡献度,依据贡献度的大小,尝试将高速公路交通安全气象条件预警分为5个依次升高的等级。     

海南环岛高速强降雨灾害风险分析

基于2010—2014年G98海南环岛高速公路降水资料及公安交管部门提供的交通事故资料,分析海南环岛高速公路交通事故分布特征,发现强降雨是诱发交通事故最多的灾害性天气。运用灰色关联度方法针对降雨引发的交通事故进行评估分析,通过死亡人数、受伤人数和直接经济财产损失3项评估指标得到40次典型个例的灰色关联度排序。以年累计降雨日数、最大日降雨量、最大小时降雨量作为致灾因子危险性指标;以环岛高速公路气象灾害风险普查得到的强降雨致灾隐患路段、单向车流量作为承灾体脆弱性指标;以因降雨造成的交通事故发生频次和事故灰色关联度最大值作为承灾体易损性指标,构建环岛高速强降雨气象灾害风险区划指数模型,计算11个高速公路管理站的风险区划指数,得到海南环岛高速公路强降雨气象灾害的客观风险空间分布,发现定安—万宁路段是强降雨高风险路段,在交通气象服务中应重点关注。     

基于未确知测度理论的高速公路交通安全气象影响评价体系

高速公路交通事故的发生与气象因子之间有着密不可分的关系,文中就如何建立气象因子对高速公路交通安全的评价体系做了初步的阐述。通过对杭金衢高速公路2003年开通以来至2005年的事故发生情况与气象因子之间的相关分析,建立了5个依次升高的交通安全气象条件预警等级,在此基础上,引入未确知测度数学理论模型,结合实例分析,介绍了高速公路交通安全气象因子评价指标体系的建立、单指标效果测度函数的构建、指标权重的计算,并根据置信度识别准则进行判断,最终得出当日气象因子对高速公路交通安全影响的评价等级。     

辽宁省高速公路不良气象条件分析及服务探讨

对2005—2008年辽宁省高速公路交通事故资料进行统计。结果表明：辽宁省高速公路发生交通事故呈逐年上升趋势,其中由天气原因及其所引起的不良路况所造成的交通事故占20.4%,5—8月和11—翌年1月是此类交通事故的两个多发期。在各类天气现象中,因雾引起的交通事故所占比例最高,为41.0%,雨次之为31.3%。在此基础上就如何做好高速公路气象服务提出四点措施：划分灾害性天气服务关键性路段和关键期,制定高速公路安全运营气象灾害防御地方标准,在高速公路沿线布设密度适宜的气象监测站,加强气象对高速公路影响机理的研究。     

河北高速公路交通事故特征及其气象预警模型

利用2015年10月至2018年10月河北省高速公路交通事故资料和109个国家站地面常规观测资料,对比分析夏半年和冬半年高速交通事故的时间变化特征及与气象要素的关系,利用主成分分析方法筛选出对交通事故影响较大的气象因子,并引入二元Logistic回归模型,分别建立夏半年和冬半年高速交通事故气象预警模型,并对模型进行精度检验。结果表明:河北高速公路交通事故具有明显的日、月变化特征,夏半年事故量是冬半年的1.4倍,且夏半年事故量月波动较冬半年弱;夏、冬半年交通事故日变化均呈"M"型分布,白天远高于夜间,峰值分别出现在10:00和15:00,且夏半年各时次(18:00—20:00除外)事故量高于冬半年。河北高速交通事故气象预警模型综合了湿度、降水量、风速、气压因子,而冬半年还增加了温度因子,预警模型对低于或等于事故发生众数的样本预测正确率均在99%之上,而对高于事故发生众数的样本错判率较高,但整体精度仍在80%以上,说明模型对高速公路交通预警有一定参考意义。     

高速公路交通事故与气象条件的关系研究

恶劣天气是高速公路交通事故发生的重要诱因。为了解气象条件对高速公路交通事故的影响程度,基于2006—2008年汉宜高速公路交通事故数据,统计分析了该路段交通事故的月际和日变化特征,利用事故率和日交通事故指数区分定义了交通事故频次和灾害严重程度,采用多项式曲线拟合了气象条件与事故指数的关系,确定了事故突发增长的临界气象指标。结果表明:汛期5—9月是汉宜高速公路交通事故高发时期,冬季其次,春季3—4月及秋季10—11月事故发生较少。高速公路交通事故存在明显日变化特征,03—04时和14—17时为事故高发时段。汉宜高速公路交通事故频率主要受中到大雨和夏季高温天气的影响,事故灾害严重程度主要受强降水和冬季低温天气的影响。大风强降水天气条件下的事故率要高于一般强降水条件下的事故率,夏季潮湿、闷热天气条件下的事故率要高于一般高温天气条件下的事故率。当高速公路沿线平均日雨量达到中到大雨时,事故率达到高峰;当沿线平均雨量超过20 mm时,事故灾害突发严重。当公路沿线平均高温超过33℃时,事故率突发增长;0~3℃的低温对事故灾害程度影响较大。     

基于WebGIS技术的精细化高速公路气象服务系统

根据交通气象服务的特点,研究开展高速公路交通气象服务的思路和技术方法。通过研究高速公路交通气象观测网组网原则及站点选择规则,建成交通气象观测网。采用降水、能见度、路面温度、大风等高影响气象因子,建立高速公路通行气象条件模型,根据基础地理数据、气象监测实况数据、精细化模式集成预报数据、灾情调查等数据,利用Flex Builder 4. 6为开发工具,设计开发了一套基于Web GIS技术的以精细化预报为核心的交通气象灾害监测预警服务系统。该系统实现了对高速公路的实况天气监测、精细化数值天气预报及灾害性天气预警三大功能,实现了全自动、智能化的精细化服务模式,为用户提供直观的服务信息,为公众交通出行提供了及时的气象服务。研发的公路交通气象服务系统已正式对外服务,并在春运期间为公众用户便捷、安全出行提供了保障。     

长春市交通事故与气象条件关系的分析及交通预报系统

本文利用1999年1月～2002年7月4年的气象、交通资料,对长春市近4年共1310天的577多个交通事故进行统计分析,同时对这些事故和气象条件的关系进行了相关分析和初步研究。从而总结出交通事故与气象条件的关系。并在此基础上建立了交通预报系统。     

江西省交通事故与气象条件关系的初步分析

收集整理了江西省昌九、昌樟、九景、温厚4条公路1009～2001年的交通事故资料,重点分析了昌九公路交通事故与气象条件的关系,发现影响我省交通运输安全的气象因子主要有降水、大雾、降雪(冻雨)、高温、大风;并应用现有的天气预报方法,建立了相应的交通气象专业服务方法.     

沪昆高速江西段交通事故气象风险分析和概率预测

利用2015—2017年沪昆高速江西段的交通事故资料和沿线气象观测数据,分析了沪昆高速江西段发生交通事故的天气类型和时空分布特征,建立高敏感天气条件下山区型和平原型高速公路交通事故气象风险概率预测模型。结果表明:2015—2017年沪昆高速万辆车流交通事故日变化表现为显著的单峰型,峰值出现在05时;事故高发月份主要集中在4—6月;事故发生地域性强。除日平均气温外,交通事故与同期的气象条件密切相关。采用逻辑回归方法,分别建立了山区型和平原型高速公路交通事故气象风险概率预测模型,该模型预测准确率达到78.0%和79.9%。进一步运用该模型对2018年1—6月沪昆高速发生的交通事故加以验证,对山区和平原路段高速交通事故预测的准确率达到70.56%和86.37%,预测效果较为理想。     

高速公路交通气象灾害风险评估方法简介

简要介绍了我国高速公路交通气象灾害风险评估方法。选取了对高速公路交通运行影响最大的气象因子:低能见度、降雨、冰冻雨雪和大风,通过模糊数学法和灰色关联度等方法的客观计算,以及AHP的主观打分等方法对高速公路交通运行致灾的气象因子危险性进行了研究,结合孕灾环境的敏感性、承灾体的暴露性和脆弱性及防灾减灾能力等要素,基于GIS技术将各指标栅格成10 kmx10 km的基本单元进行拓扑处理,将高速公路交通气象灾害风险从高到低划分为5个等级,用不同颜色表示,最终得到了全国高速公路交通气象灾害风险的评估结果。     

基于气象条件的河北高速公路通行状况综合风险等级预报方法

利用2012—2017年河北省高速公路沿线交通气象站观测资料以及因气象条件造成的高速公路交通事故和封闭管制资料,选取公路交通高影响天气的强度、持续时间、风险区划等级、单项车流量、地形、发生时段等多个因子,运用加权分析法,分别建立雾、路面结冰和强降雨3种气象灾害风险等级预报模型。在此基础上,构建综合3种高影响天气条件下的高速公路通行状况综合风险等级预报模型,并以3种天气条件造成的公路封闭时长为判别指标给出分级标准。经检验,基于3种高影响天气的河北高速公路通行状况综合风险等级预报模型,其产品准确率可达76.7%,能够满足日常交通气象服务需求。     

高速公路雾灾风险区划模型

运用2011年12月至2015年11月河北省11条高速公路沿线156套交通气象监测站资料、142个国家气象站雾灾资料、因雾造成的交通事故和封闭管制资料、高速公路日均车流量、路网密度等资料,基于致灾因子危险性、承灾体空间脆弱性以及承灾体易损性3个方面建立了高速公路雾灾风险区划模型,并绘制河北省高速公路雾灾风险区划图。结果发现:(1)河北北部地区、西部山区、沧州沿海地区的高速公路雾灾风险等级较低,而东部和南部平原地区的高速公路雾灾风险等级较高,可为交通安全管理部门提供一定的参考依据;(2)在相同区域内,局地浓雾多发、交通事故多发、大范围雾日多都可造成高速公路雾灾风险等级升高。     

北京城市交通气象服务

北京市气象局早在90年代开始开展交通气象服务,重点高速公路（八达岭高速、机场高速路等）在2005年开始建立道面气象监测站。结合北京市灾害天气预警项目陆续建设,到2008年初北京交通气象监测网到达18个,主要在环线和主要高速路北京段,观测内容除常规的温压湿风降水量外,     

高速公路气象服务技术及应用

气象条件对高速公路的安全出行有很大的影响,通过对高速公路交通气象服务所需的常规地理信息和相关气象数据进行分析和整理,利用插值算法将能见度、降水、温度、风速等气象要素进行了空间化处理,并整理了整个数据处理流程。基于GIS的空间分析对气象要素在高速路段上的投射技术进行了研究,并将成果数据用JSON格式在数据库进行统一存储。对交通气象服务技术的应用进行了探讨,形成了交通气象指导预报产品,在交通气象导航的应用也进行了尝试,改善了交通气象服务的效果。     

中国高速公路交通气象灾害风险预警业务系统设计与应用

针对中国高速公路交通气象灾害风险预警业务需求,以基于影响的预报预警服务技术为指导,综合考虑高速公路致灾因子危险性、孕灾环境暴露度、承灾体脆弱性和防灾减灾能力因子,构建交通气象灾害风险预警模型。在此基础上,采用C/S体系架构,综合运用多源数据接入与可视化、基于GIS技术的产品自动加工制作方法等技术,研发高速公路交通气象灾害风险预警业务系统。系统具备气象实况监测告警、灾害预警分析、产品自动加工制作、人机交互订正、服务产品交互制作、数据接入与综合显示、地图管理与操作等功能。系统在交通气象服务业务使用过程中,突显出较好的业务应用能力与发展前景。