[發明專利]路面凝冰預警時間的預測方法及預測系統

有效

• 申請號: 201410331250.3
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN104134098A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 朱寶林;魏道新;陳景;田苗苗;江睿南;李亞非;邊莉;王秋才;桑杰;孫建民
• 申請（專利權）人: 交通運輸部科學研究院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/26
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王剛

技術領域

本發明涉及路面凝冰預警領域，特別涉及一種路面凝冰預警時間的預測方法及預測系統。

背景技術

高速公路的路面溫度會隨著氣溫的下降而降低，當大氣降水、空氣濕度過高時，在低溫路面便會形成結冰(黑冰)、結霜、積雪、冰雪(包括黑冰)等現象。

不同的氣候條件將引起不同的天氣類型。冰雪天氣一般出現在有利于降水的大氣環流背景下，北方冷空氣在南下過程中與南方強暖濕氣流相遇，在大氣近地面層會形成0℃以下的冷空氣楔(冷墊)，在大氣低層則出現較強逆溫，當冷空氣楔上的逆溫層也處在0℃以下時，降落到地面的降水形式為雪。而當逆溫層處在0℃以上(空氣中存在液態水或過冷水滴)時，則降水形式為雨。逆溫層到達冷墊層內后迅速凝結為雨凇，凝聚在地面上形成冰層即為路面凝冰。

路面凝冰不僅會嚴重影響高速公路通行效率，給人們的出行帶來較大不便，甚至還會給人們的生命和財產造成巨大的損失。如2008年初發生在我國南方罕見路面凝冰災害幾乎使當地高速公路運營陷入停滯狀態。據貴州省公路交通管理部門近五年的統計結果表明，歷年12月～3月路面凝冰發生期間，高速公路平均車輛通行速度僅為設計時速的70％，部分路段僅為設計時速的30％以下，高速公路封閉日數約為10～20天。因此，研究高速公路在惡劣天氣環境下的路面凝冰預警時間計算方法，為高速公路高危路段的設置的融冰除雪自動化處置系統提供一個科學的決策依據，防患路面凝冰的發生，具有重要的現實意義和應用價值。

處理路面凝冰問題的基本原則是以預防為主，目前國內外的研究主要集中在路面凝冰的檢測，例如，低成本時域游標法測距和路面出射光點法等方法，通過分析不同厚度的水和冰的光譜，從而探測出路面是否存在凝冰現象。但是對于提前探測路面是否發生凝冰現象，計算出即將發生路面凝冰現象的時間，從而為高危路段的前期自動化處置提供參考的研究尚無相關的報道。

綜上所述，提供一種路面凝冰預警時間的預測方法及預測系統，其能夠適用于高速公路在低溫雨雪等惡劣天氣環境下分析和預警路面發生凝冰現象的時間，成為本領域技術人員亟待解決的問題。

公開于該發明背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種路面凝冰預警時間的預測方法，本發明的另一目的在于提供路面凝冰預警時間的預測系統。

為了達到上述目的，本發明提供一種路面凝冰預警時間的預測方法，其包括：

A)在當前路段中設置路面凝冰傳感器和信息處理系統，所述路面凝冰傳感器電性連接所述信息處理系統，預先設定預警溫度(T₁)；B)所述路面凝冰傳感器探測當前路段的路表溫度，作為第一路表溫度(T₀)；C)所述信息處理系統判斷所述第一路表溫度(T₀)是否小于或者等于所述預警溫度(T₁)；如果是，則執行步驟D)，且將探測到第一路表溫度(T₀)小于或者等于預警溫度(T₁)的時間點設為第一時間(t₁)；如果否，則執行步驟B)；D)所述路面凝冰傳感器進行凝冰探測；E)所述信息處理系統判斷是否探測到實際路面凝冰溫度(T₃)；如果是，則執行步驟F)，且將探測到實際路面凝冰溫度(T₃)的時間點設為第二時間(t₂)；如果否，則執行步驟D)；F)所述路面凝冰傳感器探測當前路段的路表溫度，作為第二路表溫度(T₂)，并將所述實際路面凝冰溫度(T₃)和第二路表溫度(T₂)傳送至信息處理系統；G)所述信息處理系統計算得出預警時間(Δt₂)，所述預警時間(Δt₂)由以下公式計算得出：Δt₂＝((T₃-T₁)/(T₂-T₁))*(t₂-t₁)；其中，t₁為第一時間，t₂為第二時間，T₁為預警溫度，T₂為第二路表溫度，T₃為實際路面凝冰溫度。

優選地，所述預警溫度(T₁)為1℃～3℃。