高速公路气象监测和预警系统的研究与应用(袁成松)

袁成松
南京交通气象研究所
第十三届中国高速公路信息化研讨会讲稿（部分）/编辑：《中国交通信息化》杂志社/会议信息及报道网络查询：www.chinaits.cn
主要内容
一、需求分析 二、系统功能与结构 三、主要问题 四、规划与展望
第十三届中国高速公路信息化研讨会讲稿（部分）/编辑：《中国交通信息化》杂志社/会议信息及报道网络查询：www.chinaits.cn
第十三届中国高速公路信息化研讨会讲稿（部分）/编辑：《中国交通信息化》杂志社/会议信息及报道网络查询：www.chinaits.cn
系统功能和结构
建
解决办法———————————
¾ 加快建设专用的交通气象监测系统，特别是以高速公路网为基础 的交通气象监测系统； （加强多发路段、桥面、互通立交、高架桥等）
需求分析
2．依据充分，政策和文件支撑
● 2005年7月,交通部与中国气象局签署了 “共同开展公路交通气象监测预报预警工作”备 忘录，同年12月29日，中国气象局和交通部首次 联合发布“全国主要干线公路交通气象预报”。
● 2008年10月, 交通运输部、中国气象局共 同签署了《交通运输部与中国气象局关于深化交 通气象合作会谈纪要》，就加快推进全国交通气 象监测网络系统建设、交通与气象信息共享平台 建设，建立交通气象部门应急联动常态化机制等 提出了合作意见。
强外力作用：
风向与风速 横风 台风 飑与龙卷 浪与潮
雷电： 雷暴 闪电
第十三届中国高速公路信息化研讨会讲稿（部分）/编辑：《中国交通信息化》杂志社/会议信息及报道网络查询：www.chinaits.cn
系统功能和结构
当前的气象监测网络与交通服务 需求的不适应性： • 实时共享:普通气象站无须每分钟 实时上传气象资料，而交通气象 则必须达到实时上传的要求。 • 时空密度不足:目前气象部门的自 动站网空间密度相对交通状况而 言仍然过于稀疏，远远不能满足 交通气象服务的需要。
其它天气现象，如轻雾、大雾、浓雾、
强浓雾、沙尘、扬沙、沙尘暴、强沙尘暴、
大风、冰冻等均可通过能见度、温度、湿
度、风等观测要素值进行综合判别出来。
路面状况观测 实景气象观测
干、湿、积水、积雪、结冰、黑冰等状态 路面温度、路基温度、冰点、含盐量等 水层厚度、雪层厚度、冰层厚度
共享交通部门的视频监控图像信息 在交通气象观测站中集成视频摄像装置
第十三届中国高速公路信息化研讨会讲稿（部分）/编辑：《中国交通信息化》杂志社/会议信息及报道网络查询：www.chinaits.cn
系统功能和结构
------监测系统应用案例
第十三届中国高速公路信息化研讨会讲稿（部分）/编辑：《中国交通信息化》杂志社/会议信息及报道网络查询：www.chinaits.cn
第十三届中国高速公路信息化研讨会讲稿（部分）/编辑：《中国交通信息化》杂志社/会议信息及报道网络查询：www.chinaits.cn
系统功能和结构
第十三届中国高速公路信息化研讨会讲稿（部分）/编辑：《中国交通信息化》杂志社/会议信息及报道网络查询：www.chinaits.cn
系统功能和结构
------监测系统应用案例 在沪宁、宁常、沿江高速公路先后布设43 套包含能见度、路面温度等多要素监测的公 路交通气象监测站，平均间距10公里，形成 了精细化的公路交通气象监控系统。
第十三届中国高速公路信息化研讨会讲稿（部分）/编辑：《中国交通信息化》杂志社/会议信息及报道网络查询：www.chinaits.cn
需求分析
● 行业管理和服务需求
树立行业科技与文明服务的良好形象
改变应对交通气象灾害工作方式
滞后→提前、被动→主动、应付→应对
从硬件建设向管理服务转变
运营管理、决策管理、应急联动 智能交通、科技支撑、服务水平
需求分析
1．需求迫切，责任和意义重大
● 安全保障需求
生命安全 财产安全 安全生产
据公安部网站消息：
全国道路交通事故 死亡人数 受伤人数
2006年
378781起
89455人 431139人
2007年
327209起
81649人 380442人
2008年
265204起
73484人 304919人
直接财产损失 14.9亿元 12.0亿元 10.1亿元
¾ 对于尚未建设的交通道路，希望在建设方案设计中增加气象监测系统， 监测的要素根据局地气候特点、地形以及高速公路实际需要来确定；
¾ 对于已建成的道路，则根据地形、气候、道口等不同要求逐步增加气象 探测仪器与设备；
¾ 在国家统一布设的综合气象监测网络规划中，尽可能地将气象监测站向 高速公路、江河水道、铁路、港口等交通主线靠近，以弥补交通气象监测 站点的不足。
第十三届中国高速公路信息化研讨会讲稿（部分）/编辑：《中国交通信息化》杂志社/会议信息及报道网络查询：www.chinaits.cn
系统功能和结构
• 代表性欠缺:普通自动气象站的布设环境需要考虑地面观 测标准，往往都远离交通干线，监测点不在交通干线上, 不能代表交通线路上的实际天气状况；
• 观测项目不全:目前布设的自动气象站一般不具备能见度、 地面状况等要素的监测功能，而这些监测项目对交通是最 重要的；
● 2009年江苏省交通控股有限公司、公安厅、交通 厅等下发“关于印发《高速公路应对冰雪灾害座谈会 会议纪要》的通知”(苏交控营〖2009〗242号)。
第十三届中国高速公路信息化研讨会讲稿（部分）/编辑：《中国交通信息化》杂志社/会议信息及报道网络查询：www.chinaits.cn
需求分析
3．加快发展，政府和行业重视
● 业务化，实现面向路网的全天候交通气象环境自动监测， 开展道路交通气象灾害的精细化预警预报和服务。
● 建成以高速公路网为核心的公路交通气象保障服务系统， 建立以交通、公安、路政、气象等为主的多部门联动机制；
第十三届中国高速公路信息化研讨会讲稿（部分）/编辑：《中国交通信息化》杂志社/会议信息及报道网络查询：www.chinaits.cn
第十三届中国高速公路信息化研讨会讲稿（部分）/编辑：《中国交通信息化》杂志社/会议信息及报道网络查询：www.chinaits.cn
系统功能和结构
“监测”是开展交通气象服务的基础 1. 监测信息可直接为用户提供交通气象实况监控，减少交警、路政巡查密度，及时采取管制措施； 2. 实时气象监测数据为预报员提供及时的实况信息，为交通气象灾害的预警和预报提供条件； 3. 向公众直接公布交通干线的气象实况监测信息，为公众出行提供参考信息。
¾ 充分利用公路沿线已建的气象监测站,将其纳入交通气象监控系统。
第十三届中国高速公路信息化研讨会讲稿（部分）/编辑：《中国交通信息化》杂志社/会议信息及报道网络查询：www.chinaits.cn
系统功能和结构
参考依据——
1.观测项目设置 2.观测场地选择 3.观测站功能需求 4.监控管理中心站功能需求 5.质量控制 6.安全防护
第十三届中国高速公路信息化研讨会讲稿（部分）/编辑：《中国交通信息化》杂志社/会议信息及报道网络查询：www.chinaits.cn
系统功能和结构
观测项目设置
气象环境条件观测
能见度（＜10000m）
气温
湿度
降雨量
自动监测并判别有/无降水
风速
降水性质(雨、雪、雨夹雪)
风向 天气现象
降水强度(微量、小、中、大、特大等) 可记录或统计出降水起止时间
第十三届中国高速公路信息化研讨会讲稿（部分）/编辑：《中国交通信息化》杂志社/会议信息及报道网络查询：www.chinaits.cn
系统功能和结构
中国气象局气象观测司
“气测函〔2009〕265号”文及附件 《公路交通气象观测站网建设指南》
交通部、中国气象局
2010年组织编写《公路交通气象观测站网 建设指南》或《公路交通气象观测站网建设 技术要求》 （征求意见）
第十三届中国高速公路信息化研讨会讲稿（部分）/编辑：《中国交通信息化》杂志社/会议信息及报道网络查询：www.chinaits.cn
需求分析
● 涉及民生领域的交通安全和气象灾害防范相结合的科技创 新项目;
● 满足现代高速公路快速发展中对气象保障服务需求，特别 是在发展智能交通系统中填补了气象保障子系统的空白；
第十三届中国高速公路信息化研讨会讲稿（部分）/编辑：《中国交通信息化》杂志社/会议信息及报道网络查询：www.chinaits.cn
系统功能和结构
2．交通气象预警预报系统
目标：
预 警：提前1-2小时或以上 临近预报：提前半小时或以上
(跟踪至消散、精细化---“三定”)
第十三届中国高速公路信息化研讨会讲稿（部分）/编辑：《中国交通信息化》杂志社/会议信息及报道网络查询：www.chinaits.cn
系统功能和结构
预警预报方法—— z 短期预报：
监
象
象
象
测
预
综
综
系
警
合
合
统
预
服
评
报
务
估
系
系
系
统
统
统
●功能要求 ●解决办法 ●参考依据 ●应用案例
第十三届中国高速公路信息化研讨会讲稿（部分）/编辑：《中国交通信息化》杂志社/会议信息及报道网络查询：www.chinaits.cn
系统功能和结构
1．交通气监测网络系统
以现有气象观测系统为基础，构建高速公路（网） 交通气象监测系统。
第十三届中国高速公路信息化研讨会讲稿（部分）/编辑：《中国交通信息化》杂志社/会议信息及报道网络查询：www.chinaits.cn
系统功能和结构
交通气象监测关注的几个重要方面：
视程障碍 能见度 雾 霾 烟 沙尘(暴) (强)降水
下垫面状况的变化： 路面Fra Baidu bibliotek湿 路面积水 路面积雪 路面结冰 暴雨与洪水 路面与路基温度 水面结冰
● 2009年12月,“全国公路交通业务技术研讨会” 由中国气象局组织、江苏省气象局承办，来自全国气 象、交通部门的100余位代表参加了会议，江苏交通气 象发展模式得到了与会代表一致认可。
● 2007年12月,江苏交通气象工作得到了地方政 府的肯定，省政府召集省安委会、交通厅、公安厅、 安监局、海事局等部门，在省气象局召开了“交通气象 与安全生产工作会议”，专门研究部署如何进一步推进 交通气象工作，发挥交通气象对交通安全的保障作 用，加强安全生产，促进平安江苏建设。
天气学方法、统计学方法、数值预报及其释用 z 短时临近预报
实时监测+天气背景＋技术指标＋统计模式+数值模式+专家经验
第十三届中国高速公路信息化研讨会讲稿（部分）/编辑：《中国交通信息化》杂志社/会议信息及报道网络查询：www.chinaits.cn
系统功能和结构
◆研究预警预报模型和方法 ◆确定预警预报对象和阈值 ◆加强数值预报模式应用
第十三届中国高速公路信息化研讨会讲稿（部分）/编辑：《中国交通信息化》杂志社/会议信息及报道网络查询：www.chinaits.cn
系统功能和结构
高速公路气象监测和预警系统
◆把握交通部门的实际需求 ◆归纳凝练共性和个性需求 ◆充分利用部门资源优势 ◆建立交通气象信息共享平台
交
交
交
交
通
通
通
通
气
气
气
气
第十三届中国高速公路信息化研讨会讲稿（部分）/编辑：《中国交通信息化》杂志社/会议信息及报道网络查询：www.chinaits.cn
高速公路气象监测和预警
系统的研究与应用
手机: 13805163096 电话:025-83287086 传真:025-83287088
E_mail: jsnjycs@vip.sina.com 地址:江苏省南京市北极阁2号(210008)
第十三届中国高速公路信息化研讨会讲稿（部分）/编辑：《中国交通信息化》杂志社/会议信息及报道网络查询：www.chinaits.cn
需求分析
● 2009年江苏省公安厅、江苏省交通厅、江苏交通 控股有限公司联合发文“关于印发《恶劣天气条件下 高速公路交通管制工作规范(试行)》的通知”（苏公 通[2009]98号）。
第十三届中国高速公路信息化研讨会讲稿（部分）/编辑：《中国交通信息化》杂志社/会议信息及报道网络查询：www.chinaits.cn
需求分析
● 2010年，交通运输部、中国气象局联合发文 《关于进一步加强公路交通气象服务工作的通知》 （交公路发[2010]456号），主要内容：
一、夯实基础，联合推进公路交通气象观测系统建设 二、围绕需求，认真做好公路交通气象预报预警服务 三、加强互动，建立健全公路交通气象应急联动机制 四、共享信息，促进公路交通气象服务集约化发展 五、加强标准化，促进交通气象服务规范化发展 六、因地制宜，探索建立多样化的公路交通气象合作模式