关于高速公路交通气象系统的探讨

　　天气条件监测是高速公路科学运营的一个重要依据，雨、雪、雾、积雪、结冰等情况对高速公路的运营都有直接的影响。实时监测高速公路的天气状况，自动收集气象信息，监测高速公路的温度、湿度、降水量、风向、风速、能见度、路面温度、路面状态、路面积水厚度等要素的变化情况。并对这些信息进行加工整理，在数学物理方法基础上通过多种技术组合，利用历史的和当前的监测数据来生成道路气象信息(如当前状况播报及未来趋势预报)。通过高速公路气象预报系统，帮助政府职能部门和公路养护人员采取适当的防护措施及时进行道路养护以及提示驾乘人员，降低交通事故发生率。

　　一、国外发展情况

　　国外开始得比较早。一些经济发达的国家和地区，如北欧、美国、加拿大、日本等，已经逐步建立了高速公路的气象监测及预报业务系统。他们在道路气象方面的研究起步较早，研究也较深入，许多研究成果已投人实际应用。在欧洲，丹麦、瑞典、瑞士、英国、波兰、芬兰和德国等国家在1980年代就已经建立手动实时预报系统，为道路气象部门提供路面维护的指导。其气象预报员可根据道路观测网得到的资料和其他数值产品对不同地区提供未来3小时的路面防滑预警信息。

　　在美国，联邦高速公路局与国家气象科研单位合作建立了道路气象预报系统，进行冬季公路的维护。除此之外，美国各州还建立了自己的道路气象监测与预报系统。如：美国华盛顿州交通部与华盛顿大学，根据陆面模式建立了适合当地天气的道路路面预报模式，进行路面温度等气象要素的预报，同时还建立了网站发布道路的实时与预报信息。2001年美国佛罗里达州开始发展道路气象信息系统，首要目标是为交通部门道路的使用者、灾害管理部门等提供及时有效的天气预警信息，以便保证交通安全，减少与天气相关的交通事故，提高预警管理能力。其用户可以通过其公布的网址了解目前和未来的道路气象状况;弗吉尼亚州于1997年，在整个州建立了40个道路气象监测站，每个监测站主要观测气象信息，路面和路面下的状况;爱荷华州到1999年，整个州建立了50个道路气象监测站。主要是利用道路气象站的观测资料并结合卫星资料进行道路气象研究。其中还进行了道路气象对经济的影响评估。另外美国还有很多私人单位进行道路气象状况预报项目，主要是为一些特定的高速公路提供道路气象信息。

　　二、国内建设情况

　　根据中国气象局对全国气象部门布设站点的统计资料分析发现，我国第一个高速公路气象监测站建于1999 年，位于上海沪杭高速松江荣乐路段。图2 表明，从1999 年到2005年，我国仅布设了4 个高速公路气象站，数量非常少。从2006 年开始，我国开始大批量建设交通气象站，仅2006 年1 年的建站数目就达到56 个。随后3 年的建设速度有所减慢，但也保持在每年20 个左右。截止到2009 年底，全国高速公路气象监测站总数为130 个。高速公路气象监测站分布非常不均匀(图3)，比较多的省份有江苏(43 个)，海南(18 个)和北京(13 个)。

　　到2010年底，江苏省逐步在沪宁、沿江、宁常、连徐等高速公路及长江江苏段沿线建成了86套交通气象监测站。气象部门组织专业技术服务队伍，全天候值班，基于高速公路气象监测站点数据，结合江苏省气象局已有的海量气象信息资源和现代化的气象业务系统，可对低能见度浓雾、道路积雪、结冰、大风、强降水、路面高温等对高速公路运营影响的气象灾害进行了预警和临近预报。

　　三、高速公路气息预报的特点

　　1、高速公路气象信息具有很强的地域性。如在华北等地，大雾等低能见度天气事件对交通的影响更为频繁和严重。在华南等低纬热带地区，山区低能见度、暴洪、路面高温是主要的高速公路气象安全保障问题。

　　2、高速公路气息信息需要很强的局部性。从近年来屡见报端的重大交通事故看，由于団雾引起的重特大交通事故给人们的财产造成极大损失。桥梁的结冰情况与普通道路的结冰情况不同而引起的特大交通事故也屡见不鲜了。

　　3、高速公路气象预报系统及时准确的道路气象条件预报信息，一方面为道路养护等政府部门提供道路维护(如洒盐、扫雪铲冰等)的科学决策依据，改善道路的使用性熊和耐久性;另一方面有利予道路养护等部门有更充足的时间进行及时有效的道路维护作业准备与安排，进而可以保障道路畅通，减少交通事故造成的人民生命财产损失。

　　4、在恶劣天气条件下，对于道路出行者而言，如果未及时获知相关预报信息长时间受困，对其身体、精神的损害不言而喻;将临近预报系统的与出行信息发布系统的结合，及时、准确、全面地向社会发布气象信息，不仅可减少车辆无谓受困，也可缓解受困者焦躁情绪。

　　四、展望

　　气象对道路影响较宏观而全面的;而道路对气象的影响却较为微观。例如，路面温度影响局部大气温度和水的蒸发，路的轮廓和结构影响着风速。甚至汽车也在传递热量，向空气中排放废气，促使空气流动。虽然这些影响对一般的气象分析和预报来说微不足遂，但是它们对道路状况却是至关重要。对于以满足高速公路安全运行保障为目标的气象预报系统来说，需要解决的问题主要在有效的路面状况与和能见度好坏两个方面的预报。

　　1、路面状况影响高速公路行车安全的主要方面有路面结冰、积雪、积水。例如对于路面结冰，即可能与降水和路面温度下降有关，也可能是没有降水仅仅和路面降温有关(路面结霜)。还取决于路面是否撒盐的化学成分分布与含量状况。要对其进行预报，需要针对高速公路天气状况(降水、风、温、湿、气压等)，环境地理、交通流量、路面结构与路表化学成分，路面水、热、能量收支平衡状况进行全面的实时监测和预报。

　　2、对于高速公路能见度，目前虽已可采用能见度仪等设备进行直接有效的监测;但检测力度在某些区域还远没有达到通行安全的需要。因此，需要进一步对影响局域小，却容易造成重大交通事故的団雾等影响局部能见度加以检测，并及时发布。