[發明專利]一種高速公路結冰風險路段動態短臨預警方法

有效

• 申請號: 202110085237.4
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112835131B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 湯筠筠
• 申請（專利權）人: 交通運輸部公路科學研究所
• 主分類號: G01W1/10
• 分類號: G01W1/10;G08G1/048
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種高速公路結冰風險路段動態短臨預警方法。本發明能夠在我國現有高速公路路面狀態傳感器稀缺，并對黑冰、冰霜等特殊路面結冰狀況檢測能力不足的條件下，通過簡單可行的技術方法，實現針對高速公路連續路段中結冰風險路段未來短時間內的滾動預測、研判和預警，提高高速公路沿線結冰風險路段的預測精細化程度，從而為道路交通管理部門提供準確可靠的早期結冰風險預警信息，并降低冰雪天氣條件下道路交通事故的發生率。

技術領域

本申請涉及公路交通氣象技術領域，特別涉及一種高速公路結冰風險路段動態短臨預警方法。

背景技術

結冰風險路段的路面抗滑能力大幅度降低，行車條件惡化，給高速公路交通安全和公路網的正常運行帶來了極大的安全隱患。

在交通氣象預報(包括當前交通和氣象跨部門合作開展的公路交通氣象預報)和高速公路運營管理與控制方面，關于路面結冰狀態監測預警，特別是不易被人肉眼所察覺的路面黑冰狀態，尚缺少有效的技術手段。

雖然某些高速公路已經布設了路面狀態傳感器，用以實時監測固定位置的路面溫度和路面狀態，鑒于傳感器數量有限，不可能針對路段上可能存在的結冰風險進行長距離精細化的預測預警。

綜上所述，亟需提出一種適用于高速公路結冰風險路段的動態短臨預警方法，能夠在我國現有高速公路路面狀態傳感器稀缺，并對黑冰、冰霜等特殊路面結冰狀況檢測能力不足的條件下，通過簡單可行的技術方法，實現針對高速公路連續路段中結冰風險路段未來短時間內的滾動預測、研判和預警。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種高速公路結冰風險路段動態短臨預警方法，其包括：

1.全路段路面溫度短臨預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：路段上監測站點位置路面溫度預測。即主要針對交通氣象監測站所處位置的路面溫度進行預測。利用從該交通氣象監測站點獲取的多源交通氣象歷史資料，采用路面溫度時間序列預測模型，預測在大氣溫度、露點溫度、相對濕度、風速等路面溫度主要影響參數的作用下，交通氣象監測站點位置在未來短時間段內，路面溫度隨時間變化的預測值。

步驟2：路段上各點路面溫度差異。根據“確定路面溫度分布規律的方法”，確定路段上監測站點位置與其他位置的路面溫度差異，通過相對差值計算，可根據監測站點位置的路面溫度值推算出同一時刻路段上其他位置的路面溫度值。

步驟3：路段上其他位置路面溫度預測。根據步驟1得到的監測站點位置路面溫度的預測值，再根據步驟2得到監測站點之外各點與該站點的路面溫度差異，推算出同一時刻監測站點之外其他位置的路面溫度隨時間變化的預測值，從而實現全路段未來短時間段內路面溫度預測。

2.潛在路面結冰判斷條件、流程及預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟4：露點溫度預測。在交通氣象監測站點附近約30公里左右的路段，由于地形地貌、水氣條件差異不大，可以忽略大氣溫濕度的差異性，具有相同的氣候條件。因此認為在交通氣象監測站點左右共約30公里的路段范圍內，在未來短時間內大氣溫度基本不變，以±0.2℃為界限波動，相對濕度基本一致，以±5％為界限波動，以彌補假設帶來的誤差。(1)監測站點位置露點溫度預測。認為在未來短時間內，露點溫度不變。(2)監測站點附近露點溫度預測。根據監測站點獲取的大氣溫度和相對濕度數據，按照露點溫度計算公式獲得露點溫度預測范圍。

步驟5：潛在路面結冰狀態預測。依據“潛在路面結冰狀態的判斷條件”，將步驟3得到的全路段路面溫度預測值與步驟4得到的露點溫度預測值進行比較，通過觀測降水狀態，確定不同的水汽條件。再結合預測的路面溫度條件檢驗分析路段范圍內各處是否符合潛在路面結冰判斷條件，判斷預測時效內可能存在的結冰風險路段，以及出現路面結冰的最早時刻。

3.路面結冰狀態及結冰時間預測方法，其特征在于，包括以下步驟：