[發(fā)明專利]一種道路結冰預測方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911405053.0
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN113129549A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設計）人: 鄧衛(wèi);李慧恩;王煥曉;張亮
• 申請（專利權）人: 北京四維智聯(lián)科技有限公司
• 主分類號: G08B19/02
• 分類號: G08B19/02;G08B31/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司 11227
• 代理人: 林哲生

本發(fā)明公開了一種道路結冰預測方法級系統(tǒng)，采用相關性分析方法，確定氣象因子與道路結冰的關系，并結合道路車輛行駛速度驗證因子對道路結冰的影響建立道路結冰影響指數(shù)方程，基于道路結冰影響指數(shù)方程和確定的道路結冰影響指數(shù)方程中各個參數(shù)的取值，計算全國道路結冰影響指數(shù)值，進而確定全國道路結冰影響指數(shù)值對應的全國道路結冰影響指數(shù)的預報級別，并根據(jù)全國道路結冰影響指數(shù)的預報級別，結合預報的氣象因子信息和道路實況，預測全國道路結冰影響程度。本發(fā)明綜合考慮了氣象因子、道路因子和實時車輛因子數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了基于多維度數(shù)據(jù)對道路結冰進行預測，大大提高了道路結冰預測方法的準確度和置信度，且無需在路面布置傳感器。

技術領域

本發(fā)明涉及氣象預報技術領域，更具體的說，涉及一種道路結冰預測方法及系統(tǒng)。

背景技術

道路結冰，在氣象上是指雨、雪、凍雨或霧滴降落到溫度低于0℃的地面而出現(xiàn)的積雪或結冰現(xiàn)象，因此將某時間段全國道路地面氣溫某一個時次出現(xiàn)≤0℃的情況界定為出現(xiàn)了道路結冰。通常包括凍結的殘雪、凸凹的冰轍、雪融水或其他原因?qū)е碌牡缆贩e水，在寒冷季節(jié)形成的堅硬冰層。在道路結冰情況下，由于車輛輪胎與道路表面的摩擦系數(shù)大大減小，因此極易發(fā)生車體打滑，從而引發(fā)道路交通安全事故。

目前，對道路結冰的一種預測方法為：基于C4.5決策樹算法預測道路結冰。具體為：以影響道路結冰的日積雪深度、日最低氣溫、日降水量等氣象要素作為道路結冰模型的輸入，將是否結冰作為道路結冰模型的目標變量，借助數(shù)據(jù)挖掘中C4.5決策樹算法進行分類分析，得到便于預報員使用的預報道路結冰規(guī)則集。在進行道路結冰模型構建時，選取某城市道路結冰數(shù)據(jù)樣本進行分類規(guī)則的學習，從而得到適合某城市的預報道路結冰規(guī)則集，并使用未參與道路結冰預測的氣象數(shù)據(jù)對道路結冰預報模型的準確性進行驗證。

由于道路結冰除受氣象因素影響外，還受其他因素影響，比如，車輛通行速度的影響，因此，僅通過氣象因素對道路結冰狀態(tài)進行判斷，準確度無法保證。另外，在已知道路結冰的路面上，如道路車輛過多、車速過快等因素影響，將會產(chǎn)生道路結冰狀態(tài)無法長時間維持，或道路結冰強度值降低的情況，從而進一步導致上述道路結冰預測方法的準確度無法保證。

現(xiàn)有技術中，對道路結冰的另一種預測方法為：采用路面凝冰傳感器實時探測當前路段的路表溫度；在第一時間探測到第一路表溫度小于或者等于預警溫度時路面凝冰傳感器進行凝冰監(jiān)測；在第二時間探測到實際路面凝冰溫度以及第二路表溫度，并上傳信息處理系統(tǒng)，由信息處理系統(tǒng)計算得出結冰預警時間。該道路結冰預測方法雖然可以對路面凝冰溫度進行精確的預測，精確性和實時性都較高，但是該技術方案需要在路面附近按照已知的頻率布置大量的傳感器，對于全國范圍內(nèi)的道路結冰預測并不適用，僅適用于部分指定區(qū)域范圍的道路結冰預測，且傳感器布置密度，傳感器軟硬件成本等因素影響該方案的規(guī)?；渴鸷蛻?。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明公開一種道路結冰預測方法級系統(tǒng)，以實現(xiàn)基于多維度數(shù)據(jù)對道路結冰進行預測。

一種道路結冰預測方法，包括：

獲取全國各地區(qū)的歷史氣象信息，所述歷史氣象信息中的氣象因子包括：降水、積雪和氣溫，其中，氣溫包括：日最低氣溫和日平均氣溫；

采用相關性分析方法，確定所述歷史氣象信息中的氣象因子與道路結冰的關系；

綜合所述氣象因子和道路車輛行駛速度驗證因子對道路結冰的影響，建立道路結冰影響指數(shù)方程，所述道路車輛行駛速度驗證因子為：將根據(jù)國家公路和城市道路等級劃分標準，以及定義的不同公路及道路等級確定的適用機動車通行速度；

根據(jù)所述道路結冰影響指數(shù)方程和確定的所述道路結冰影響指數(shù)方程中各個參數(shù)的取值，計算全國道路結冰影響指數(shù)值；

從預先設置的道路結冰影響指數(shù)值和道路結冰影響指數(shù)的預報級別的對應關系中，確定所述全國道路結冰影響指數(shù)值對應的全國道路結冰影響指數(shù)的預報級別；