沪宁高速公路气象监测系统

沪宁高速公路气象监测系统

南京交通气象研究所 袁成松

江苏沪宁高速公路扩建工程指挥部 高岩渊

摘要：高速公路的气象环境状况，特别是恶劣天气条件，直接影响高速公路的运营管理和行车安全。本文着重介绍了在沪宁高速公路扩建工程中，对原有气象监测站的改造使用，设计安装了由26个气象监测站组成的沪宁高速公路气象监测网络系统，采用现代无线通讯技术和数据共享方案，有效地融合到沪宁高速公路监控系统之中。同时，通过与气象部门的广泛合作，逐步把影响高速公路运营的灾害性天气的预警和预报服务纳入到高速公路的运营管理之中，为建立高速公路气象保障与决策管理系统奠定了基础。

关键词：高速公路 气象监测

1引言

自上世纪八十年代以来，我国的高速公路建设发展迅速，对我国的经济发展、国防建设和人民生活水平的提高都发挥了显著的作用。现代交通运输所追求的快速、高效与安全目标，受到气象条件的影响和制约。突发性气象灾害使驾驶员猝不及防，酿成重大交通事故，危及驾乘人员和行车的安全。恶劣天气条件下高速公路的通行能力下降，影响高速公路自身的经济效益，而且还会进一步产生不良的社会影响。

沪宁高速公路是一条交通黄金大通道，公路两侧市、镇星罗棋布，企业众多，经济发达，已形成“经济走廊”。因此，如何减少不利气象条件对沪宁高速公路运营的影响和提高在恶劣天气条件下的安全通行能力，就显得尤为重要。为开展沪宁高速公路的灾害性天气的预警、预报服务提供基本的监测数据；为高速公路的运营管理提供科学依据，必须对高速公路沿线的气象环境状况进行实时监测。江苏省气象科学研究所与江苏宁沪高速公路股份有限公司已合作多年，研制的AMW环境气象监测站在沪宁高速公路上的试验研究取得了成功，并在开展高速公路低能见度浓雾监测和临近预报的试验、研究与服务中发挥了重要作用。

建设沪宁高速公路气象监测网络系统是对其监控系统的有益补充，也是提高其监控的整体水平和科学技术服务水平的重要组成部分。

2沪宁高速公路气象监测系统建设的发展

2001年在沪宁高速公路无锡段安装了三套AMW环境气象监测站，同时开展了“沪宁高速公路雾情监测预报系统”的研究。通过试验研究，摸索出实现高速公路气象灾害监测的实际需求，为进一步研制适用于我国高速公路的气象监测设备积累了经验，在高速公路低能见度的监测、预警和预报服务方面了也取得了初步认识。

2003年在沪宁高速公路江苏段的东半段（花桥收费站－窦庄服务区）共安装了13套AMW环境气象监测站，在沪宁高速公路指挥中心（马群）安装有服务器，用于接收、处理和发布信息，在苏州、无锡、常州、镇江、南京等五个管理分中心的监控室安装接收终端，实现了高速公路上环境气象的实时监控及信息共享，并通过数据专线将沪宁高速公路企业网与江苏省气象局业务网的连接，为低能见度浓雾的预警、临近预报和信息发布提供了快捷通道。同期还进行了低能见度监测预警和预报试验研究，实施了定时（浓雾生成与消散的时间）、定点（段）、定量（能见度＜500m、＜200m、＜50m的分级）预报，对沪宁高速公路上低能见度浓雾的突发性、波动性和局地性（团雾）等特征有了初步认识，研制的“高速公路气象保障与决策管理系统”达到准业务化程度。

通过多年的试验与研究，共同认识到，在高速公路上建设实时气象监测网络是实现高速公路定时、定点、定量的气象监测和预报服务的基础，它是在充分利用气象部门的资源优势为高速公路制作有针对性的专业气象服务产品中一个必不可少的实时监测信息。凸显出气象监测系统在实施高速公路气象保障中的重要作用。

在沪宁高速公路的扩建工程中，气象监测成为沪宁监控系统的一个重要组成部分。通过科学论证和方案优化设计，在沪宁高速公路（江苏段）全线建设由26个气象监测站组成的气象监测网络系统。

3沪宁高速公路气象监测网络系统的设计方案

3.1 气象监测站址的选择

在沪宁高速公路全线气象监测网络的设计中，其站点建设密度和数量的确定主要考虑以下三个方面：

一是“团雾”多发地段需要加密安装气象监测站。沪宁高速公路位于苏南水网密集和宁镇丘陵地区，东西间地理特点不同，由于局地条件不同，成雾的局部性大。根据沪宁高速公路提供的1999－2001年无锡段大雾资料统计，共出现影响公路运行并采取全封闭或部分封闭的浓雾过程46次，浓雾日达67天，其中出现局地性“团雾”占35%。通过2002年无锡段气象监测试验，在13Km长的路段上设置了3套气象监测站，共监测到7次＜200m的浓雾过程，其中局地性“团雾”出现3次。如果气象监测站布点密度不足，就有可能造成部分“团雾”过程的漏测。

二是气象监测站建设达到一定密度是制作低能见度预警和临近预报的有效保障。根据在沪宁高速公路上取得的监测资料分析，能见度从1000－2000m以上降至200m以下往往只需要十几分钟，有时在东西间相距十多公里的二个监测点出现从1000m以上的能见度降至200m以下的低能见度的时间可滞后二个小时。因此，布设一定密度的气象监测站，获取实时监测信息，对制作低能见度的预警和临近预报服务是必不可少的。

三是建站密度和数量的设置，力争以最小的投资获取最大的效益。

综合前期的研究成果和后期系统开发的需要，选择出26个气象监测站址，所有站点均位于沪宁高速公路的南侧，其中大部分站址是在沪宁高速公路的主干线上，是沪宁高速公路上一道新的风景线，也是目前全国唯一的一条全线路布设环境气象监测站的高速公路。

26个气象监测站址从东到西依次为：花桥、陆家、昆山、苏州工业园、阳澄湖、苏州东、苏州新区、苏州西（BK68＋585）、梅村、无锡东新兴塘大桥、无锡北、玉祁、横山、芳茂山、常州北、常州西环二路、罗墅湾、窦庄、丹阳、河阳、镇江枢纽、仙人山、句容、汤山、黄栗墅、马群。其站址分布如图1：

图1 沪宁高速公路气象监测站分布图

3.2 气象监测网络结构设计

沪宁高速公路气象监测系统网络结构如图2所示：

图2 沪宁高速公路气象监测系统网络结构