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公路交通气象服务何去何从?

2021-01-18

来源 : 赛文交通网

作者 : 马京津 刘宇环

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“路滑刹不住!高速多车追尾,多条高速公路交通管制!”

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一场大“BOSS”级寒潮入侵我国,多地出现冻雨天气,由于温度较低,多条道路结冰,多车追尾的严重交通事故频频发生。

事实上,不仅仅是道路结冰,受极端恶劣天气经常发生的影响,高温暴晒、雨天侧滑、团雾降雪都是高速公路上“最致命的杀手”……

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据交通管理部门统计,交通事故中有近30%是在恶劣天气条件下发生的。浓雾、降水、大风、高温、结冰等气象灾害,以及造成的次生灾害(如山谷风、路面积水、强降水时的低能见度等)或伴生的地质灾害(如山体崩塌、滑坡、泥石流等)均会影响到公路交通运输的安全和效率,造成公路堵塞、封路或直接导致交通运输中断,引发交通事故,造成人员伤亡和经济损失。

因此,开展公路交通气象监测预报预警和服务工作“迫在眉睫”……

一、过去:国外“起步早“--国内”稳步追”

在公路交通气象服务方面,美国、德国、日本、北欧等经济发达国家和地区起步较早,通过建立公路气象监测及预报系统为公众、交通部门、灾害管理部门等提供准确的道路气象监测信息和及时有效的天气预警信息。

例如,国际交通气象委员会研发的道路天气信息系统(RWIS)可实现道路天气状况监测和高影响天气预报,为社会、公众提供冰冻雨雪危险程度等信息;

德国基于道路交通气象服务系统(SWIS)可发布全国各条主要公路的2h预警、3~7d的详细路面气象要素预报以及8~10d的天气趋势预报;

美国国家大气研究中心(NCAR)基于数值预报模式的交通气象决策系统(MDSS)和路面专业气象预报系统(RWFS),可为交通部门提供优化的天气预报和路面参数预报及防御建议。

我国的公路交通气象业务已取得长足进步,初步形成了集交通气象监测、预报预警及服务评估于一体的公路交通气象业务体系。

(1)监测业务初见规模

江苏、安徽、河北等省建成了覆盖全省高速公路的高时空分辨率的交通气象观测站网,站点平均间距5-15公里、团雾多发路段达到3公里。北京、天津、辽宁等其他省(直辖市)也陆续布设交通气象观测站,已实现公路沿线降水、气温、风速、能见度、路面状态(路面温度、积水、积雪、结冰)等共9类28种气象/路面要素的实时监测和信息共享。

(2)预报业务以短期为主,辅以短时临近预报和预警

如国家级气象服务业务部门每日制作发布的《全国主要公路气象预报》,从影响公路运输的气象条件出发,提供未来24h受雾、雨、雪、沙尘暴、雷暴等天气影响的全国主要公路路段气象预报。

北京气象局针对京津塘、京沈、京沪高速公路定时发布交通气象短期预报。河北气象局为京津冀区域提供行车气象指数等级、路面结冰等级、路面结冰持续时间、爆胎气象指数等8种短期预报产品。

辽宁气象局定时发布未来24h全省高速公路能见度预报和路况预报。此外,针对可能或正在出现的突发性、局地性的公路交通气象灾害,气象部门利用观测站气象监测和雷达监测等手段,提供分灾种、分级别的公路交通气象灾害短时临近预报;

当预报有雾、台风、暴雪等灾害性天气并对区域公路网影响达到一定程度时,中国气象局与交通运输部也适时开展公路气象预警服务,联合发布《重大公路气象预警》产品。

(3)风险普查为“规建养”提供基础支撑

2013—2015年,中国气象局在全国31个省(自治区、直辖市)开展了公路交通气象灾害风险普查工作。形成全国公路交通主要灾害风险区划图,开展了公路交通气象灾害风险管理业务。该工作为公路交通气象观测站选址设计和公路交通气象影响预报、风险预警研发都起到了很好的基础性作用。

二、现在:直面问题,迎难而上

虽然已取得了一定成绩,但目前我国公路交通气象服务工作仍然面临着诸多问题:

(1)重视和认识程度不足

东西部间、地区间差异明显,整体基础薄弱。全国高速公路上安装的各类交通气象观测站仅2076套,相对于目前全国近500万公里的公路里程(其中15万公里高速公路),公路交通气象观测站布设密度严重不足,尤其是经济欠发达地区,由于高速机电设备运维养护成本较高、部分地区地广人稀,出于经济性考虑,此现象更为严重。

(2)标准和规范不足

各地虽然陆续建设了一些相关内容,但应用效果参差不齐,且无法形成“一张网”的规模化效应。另外,公路气象监测感知设备品牌与型号繁多,技术性能不一、质量良莠不齐、价格不透明,标准和规范还不完善。

(3)与行业需求结合不紧密

交通气象服务覆盖的广度和深度不够,交通部门关注的高精度低成本监测、灾害风险精准识别和预测、与应急处置和安全通行管理相结合的整体解决方案业务支撑能力不足。

(4)专业深度融合不足

因没有强有力的政策推动,参与公路气象监测预警技术和产品研发与应用的企业较少,公路交通与气象监测预警还没有达到真正意义的深度融合,应用效果还有待进一步提升。

目前交通气象服务大多由气象部门或专业气象服务公司提供,两者优劣势大“PK”:

气象部门的优势是预报结果的官方背书+长序列观测数据+24小时人力投入,但是因为体制机制的问题,从业部门或个人的主观能动性和动力不足,导致服务的技术水平和深度不足,停留在提供常规天气监测和预测数据的阶段,至于这些数据怎么用于交通业务,则有点“力不从心”或者“爱莫能助”,产品更多的是从自身角度,给出的是“我认为这是你需要的产品”,而不是用户“真正需要的”。用户所需要的产品,受限于技术、专业结合等问题,目前又无法提供。

专业气象服务公司也有其自身优劣势,新产品新技术的应用和推广还是需要市场化的企业来落地,按照市场化的方式去运作,更多的会考虑用户的痛点和真实需求,提供软硬件相结合的场景深化产品。但受限于基础理论、技术积淀、利润至上和对服务产品普遍缺少专利意识的现状,目前交通气象产品趋同化特点明显。

三、未来:以“米”为尺,感知科技

2020年10月,党的十九届五中全会提出‘加快建设交通强国’,并写入《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》,意味着建设交通强国的步伐已驶入了快车道。

发展交通气象服务是建设交通强国的重要保障。安全是社会公众对交通运输的基本要求,是交通运输发展的红线和底线。交通是气象高敏感行业,不利天气易引发重、特大交通事故,造成交通瘫痪,既影响生产生活活动的顺利开展,同时又影响国民经济相关行业的正常运行。

在路网密度、车辆数量不断增加,行驶速度不断加快的趋势下,气象条件对交通运输的影响越来越显著,大范围的恶劣天气和局地灾害性天气极易造成巨大的经济损失,甚至严重威胁人民的生命安全。因此,交通气象服务是实现交通运输安全、便捷、高效,建设交通强国的重要保障。

为此,提出如下建议:

(1)构建针对性的观测系统

我国交通气象观测项目的针对性还不够,特别是关于能见度、路面结冰等观测项目仍有欠缺。在重要高速公路沿线需开展浓雾、凝冰、积雪、强风、积水等交通气象灾害的观测,并且,逐步实现交通气象监测仪器装备的高精度和智能化、高集成和低功耗、低成本和小型化。

挖掘和利用好现有设备资源,如利用沿线高密度摄像头,开展基于交通视频图像的低能见度、降水、道面积水和结冰等交通气象灾害智能识别技术应用,优化基于热谱图的道面温度反演技术应用,实现超高分辨率路温实时反演及路面冰情研判。

(2)提升监测的精准度

想实现全面的交通气象灾害预警、灾害趋势预报、可量化精准气象数据的播报,还要更细致的数据收集。只有深入到道路中,以公里甚至米为尺度,才能在第一时间获得实时交通气象数据,并结合气象观测站的数据,实时分析多源气象信息、预测气象变化。同时,卫星资料在公路交通气象监测中的应用,是建设高时空分辨率的交通气象综合观测系统不可或缺的部分。

(3)加深行业的融合扩展

在行业融合方面,加强交通与气象的专业深度结合,提供历史不同时间、具体路网路段的交通气象状况、灾害查询和统计分析,针对团雾、路面结冰、积雪、强降水、低能见度、大风、高温等公路交通高影响天气,提供分灾种、分区域、分时段的公路交通气象灾害风险预报预警产品,给出交通气象灾害在何时、何地,以何规模给公路交通带来的影响。

有针对性的提供恶略天气交通诱导(如雾区诱导)和处置(如主动式凝冰处置)的整体解决方案,为交通运行监测、管控调度、出行服务、应急处置、事故救援等提供全流程气象服务。

(4)探索新技术和产品的研发应用

基于物联网和边缘计算等信息技术,开展交通气象泛在感知、基于AI与大数据的精细化交通气象预测预警、气象信息与业务融合及决策支持、面向车路协同应用场景的交通气象服务等技术研究与开发。

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