交通、气象部门应联合研究

编者按：“交通气象部门应联合研究，将交通气象监测网系统建设纳入交通一体实施，所需建设和维持经费作为交通重要设施一并考虑。”

四川省气象服务中心总工程师杨泓，在赛文交通网与北京交通工程学会联合主办的“智慧交通与气象结合应用实践”研讨会中，介绍了四川交通气象监测站网建设情况，对交通气象科研开展情况及成果展开详解，并对交通气象融合探索与应用实践合作机制的建立，以及目前存在的问题和未来发展，提出了个人见解。

四川省位于我国西南地区，地处长江、黄河上游，与重庆、云南、贵州、西藏、青海、甘肃、陕西相邻，东西长约1075公里，南北宽900多公里，总面积48.41万平方公里。

地跨青藏高原、横断山脉、云贵高原、秦巴山地、四川省盆地几大地貌单元，地势西高东低，由西北向东南倾斜。最高点是西部的大雪山主峰贡嘎山，海拔高达7556米。

复杂的地形地势对四川气候的突出影响，表现在大面积区域内地带性气候类型被地形气候类型所取代，还表现在不同区域尺度的垂直分异作用叠加，导致气候类型的区域分布错综复杂。地理环境条件形成四川省气候的地域特色。

四川省处于东亚季风区，冬季盛行内陆冬季风，夏季盛行来自南方洋面的东南季风和西南季风。

除此之外，青藏高原与周围自由大气的热力差异产生的高原季风，对四川省的影响也很大。几种季风虽各有其主控区，但又常相互交融，形成复杂多变的天气气候。

主要表现在区域差异特别大；山地气候垂直变化显著，垂直气候带谱完备，亚热带上限高度高，季节性气候别具特色，有的四季分明，有的基本无冬，有的冬长无夏。冬干夏雨的季风气候特点更明显，秋雨多于春雨，多夜雨，山地最大降水高度出现于较高海拔；气候类型极多，局地气候千差万别。

四川省气象灾害种类多且致灾重。灾害种类除台风以外，其他灾害都有发生，主要有干旱、暴雨洪涝、大风、冰雹、雷电、连阴雨、低温、霜冻等，其中干旱、暴雨洪涝是对社会经济、人民生活影响最大，危害最重的气象灾害。

气象灾害造成的经济损失占自然灾害的比重达86.1%，高出全国平均状况15.1%；近10年气象灾害损失相当于四川省GDP的1.7%，是全国的1.7倍。近10年来，气象灾害造成的经济损失增加明显，其中2013年经济损失最大（519.5亿元）。

四川省2020年全省公路总里程达39.4万公里，居全国第一。新建高速公路2124公里，高速公路通车总里程达到8140公里，居全国第三。2020年全省交通运输安全生产事故起数（123起）和死亡人数（153人）同比下降28.5%、26.4%，全年未发生重特大事故。2020年底，仁沐新高速沐川段和马边支线建成通车，小凉山腹地通了第一条高速公路；汶马高速全线通车，彻底结束三州州府不通高速历史（前期雅西及雅康高速均已通车）。

2012年至2014年，利用芦山地震灾后重建经费和国家山洪项目、粮食增产工程等项目经费，加密建设了G5京昆高速四川段的交通气象监测站点，全路段实现了平均20-30公里有一个监测站，共建成83个站。

但由于利用国家项目经费完成建设后，并没有渠道解决后续维持经费问题，到目前大部分站点已不能正常工作或设备损坏。

2007年，开展了追雾行动，在成都、眉山建设三套能见度监测站；2008年利用汶川灾后经费，在四川省 11条高速公路上建设了32个及317国道汶川建设了一个交通气象监测站，含9要素及实景图像的实况监测。（下图监测站点分布示意图）

交通气象监测网络系统主要功能是实现能见度、雨、雪、雾等综合天气现象、实景图像的实况监测，实现交通气象监测和预警发布功能。

利用实景图像，观察路面积水、结冰、积雪等基本路面状况，从而对高速公路气象数据进行收集、分析，给出监测高速公路的当前交通气象信息，为决策者提供第一手的真实数据，给出相应的预警发布信息，达到公路气象服务的目的。

四川省平安智慧高速公路建设启动。根据四川省人民政府办公厅文件(川办发（2019）22号)四川省人民政府办公厅关于加快推进全省平安智慧高速公路建设的指导意见，要充分利用互联网、大数据技术、集中海量数据跨行业、跨部门高度共享，实现对高速公路透彻全面、实时智能的感知和预测，使基础设施、生产组织、运输服务、监管执法、应急处置可视化、智能化、精准化。

主要内容是在已通车的约8000公里高速公路上补充完善相关的监测配套系统，计划三年内完成，这是四川省智慧交通气象发展的一个契机。为此也向省政府提供了四川平安智慧高速公路建设气象服务现状与需求报告。

在报告里规划了在全省已通车高速公路上建设交通气象监测站点约1200个，交通气象系统等，建设标准以现有的国家及气象部门标准为依据。但由于全国联网收费系统建设，疫情等影响，经费等问题目前还未完全全面启动建设。

与经济较发达的省份相比，四川省智慧高速交通气象服务目前的差距与痛点主要集中在高速公路交通气象监测网络覆盖面严重不足，高速公路交通气象预报预警能力不足，和高速公路交通体系融合建设及科研滞后等方面。

于是，我们开展了一系列科研项目的探索。

一是《四川省高速公路安全行车气象风险指数预警提示发布系统》，2016年由四川省气象服务中心与省交通厅监控结算中心、成都信息工程大学联合申报（省科技厅重点研发项目20万）。

其主要内容包括：数据的获取与处理、高速公路的分段处理、使用智能网格气象预报服务的数据，并对气象数据进行时空网格化处理、基于SVM和AdaBoost融合的高速公路事故风险预警、设计并实现了高速公路事故风险预警系统。

二是《川西高原公路气象灾害风险智能网格化时空分布和预测机制研究》，2018年由四川省气象服务中心与四川省路网监测与应急处置中心、成都信息工程大学联合申报（省科技厅重点研发项目20万）。

主要内容分为7大部分。

一是分析川西高原道路运行关键特征与特征的时空分布构建时空特征数据库；

二是川西高原公路气象数据收集整理与交通灾害数据收集整理并构建交通事故数据库；

三是基于大数据分析建立公路交通事故与时空网格气象要素之间的关联模型；

四是研究川西高原公路交通气象灾害类型、主要致灾时空网格气象要素、影响程度和气象灾害阈值；

五是研究基于智能网格预报的高原地区交通气象网格化预警预报技术方法；

六是制定川西高原公路交通气象服务标准和服务流程；

七是提出川西高原公路317/318国道、汶马、雅康高速交通气象服务方案。

三是《基于风云卫星的交通气象关键技术研究》，2019年由成都信息工程大学与四川省气象服务中心、四川省路网监测与应急处置中心联合申报（省科技厅重点研发项目50万）。

主要研究内容分为三个部分。

一是基于风云卫星的天地一体化交通气象数据网。风云卫星是我国发射的系列气象卫星，搭载的多种传感器为各类天气系统如气温、降水等的精细化预报提供技术支撑。基于风云卫星观测资料，结合静止气象卫星、高分卫星等多源国产卫星资料，对雾检测、地表温度、地面气象数据、地理信息数据及相关专题数据开展遥感反演算法研究；针对西南区域复杂的山地地形和气象条件，利用地面气象站点、高速公路沿线自动气象站点对反演结果进行验证及反演算法的改进；

二是交通气象风险预警模型。以前期研究为基础，完成能见度、路面温度等气象灾害预警阈值模型建立；结合交通沿线气象要素的动态监测，实现能见度等级、路面温度等的动态监测和预报预警；

三是基于地理信息服务的多部门协作GIS平台采用计算机网络技术、WebGIS技术、空间数据分析技术及非结构化数据存储技术，在高时空分辨率气象信息及预警模型的支撑下，面向气象部门、交通部门研发交通专业气象服务GIS平台。

第一，合作机制的建立。

2016年，四川省气象服务中心与四川省交通厅监控结算中心签署了“关于信息共享等合作的备忘录”，才迈出了实质性的步伐。

备忘录的主要内容为加强交通气象基础监测工作合作，保障相关气象数据的采集，为四川交通气象服务工作更好的开展打下坚实的基础；加强交通气象信息共享及预测预报的科研合作，提升我省交通气象的服务品质和交通气象信息服务的科技含量；加强交通气象安全及灾害防御工作合作。

第二，服务特点：交通数据共享。

2017年年初，除了气象部门提供的实况及预报产品等资料外，交通部门也共享给气象部门全省高速公路实时路况、以及气象部门需要的部分交通监控高清视频等信息；通过联合研究，对今后进一步开展交通气象的深化研究增强了信心、打下了基础和明确了方向。

2017年由交通部门提供经费，已开发完成了全省高速公路交通气象业务服务平台，并以政府购买服务的方式支付了近百万的服务费及平台开发费。与省交通及相关部门联合，启动了“四川省公路交通气象风险应对规范”研究，与省交通厅路网中心及相关部门，已达成了试点开发建设方案，开展“青藏高原智慧交通气象服务系统风险分析与研究”项目。

第一，基础建设方面。

重要天气路径和源区监测水平不高，地面站点监测能力有待提升，天气雷达站网覆盖不够，盆地盆周地区尚存盲区，川西高原和攀西地区存在观测空白，垂直探测能力相对薄弱，专业气象综合探测能力亟待加强。

第二，极端气象灾害预警信息传播和应急联动机制仍不完善存在的不足。

未建立交通行业气象预警及响应机制；“强预警弱响应”的情况仍然存在；路段级交通部门履行气象灾害防御职责的能力有差距；目前四川气象与交通部门在省级层面上开展了相关研究和气象信息应用，但在具体路段上的联合研究和应用还比价粗浅；服务的智慧化水平不够，大数据、物联网、5G、云计算等新技术在气象服务中的应用尚浅。

第三，交通+气象业务的有效融合不够、工作机制还不完善。

在业务融合深度不够方面目前主要以信息层级为主，尚未到达业务层级，因此最终的有效性不佳。交通运输部门，接收大量气象数据后，无所适从。一是气象数据很专业，交通运输部门无力从各项具体气象数据中得出科学的气象结论（包括：现状和预测）。二是交通运输部门对应各类具体气象结论的概念尚不清晰，尚无系统性的对应业务措施建议可参考。

建议围绕交通运输服务核心，针对气象结论，完善建立交通+气象业务层级的融合框架和标准体系。

以气象发布的各级和各类天气预警为主，将权威预警与交通运输进行有效的业务层级融合。一是快速针对性明确预警可能涉及和影响的公路、水路、道路运输等基础设施。二是针对不同类型的气象过程（降雨、冰雪、能见度等）和不同的预警级别，建立公路、水路、道路运输等管理服务分级分类应采取的必要措施建议。

在技术融合机制不全方面目前除了基础气象监测数据进行实时共享外，各类气象预警仍以人工共享为主，智能化技术融合机制不全。建议按照专业对口的原则，完善预警数据交换融合机制。

由气象部门剥离各类预警（预报）中各级别对应范围的空间数据（预警色板图中区域空间数据）交换至交通运输部门。交通运输部门在交通运输监测系统中导入预警（预报）空间数据，一是与交通运输基础设施等进行叠加，自动形成以交通运输基础为主的“交通气象图”；二是通过交通运输监测系统自动检索出相关区域的交通基础设施（包括：对应管理部门），结合对应的措施建议，自动形成“交通气象预警（预报）报告”指导各级交通运输相关管理服务单位对应做好相关应对工作。

维持经费保障问题。全国各地情况不同，相关交通气象工作开展得较好的省份，交通气象监测及运行日常维持经费主要由国家财政经费承担，在有些省份，交通气象建设未建立完善，财政资金困难、路公司负担太重等等因素造成了相关工作开展得不太理想。

第一，提升交通高影响天气监测预报预警能力。

夯实观测基础

针对不同灾种，加强易发区、脆弱区等重点地区观测站网建设；在交通规划时，应按照国家相关高速公路交通气象监测站建设规范，将交通气象监测站（含相应的数据采集、传输及处理系统）规划纳入高速公路配套建设中，所需经费纳入高速公路建设经费中；加强各类观测资料（雷达、卫星等）的融合分析和应用（地质灾害风险区对交通的影响预警预报）；提高极端天气实时监测和实况服务能力（特别是建立健全大风、强降雨等实况速报业务），实现分钟级高速公路气象要素实时监测与快速收集；多种监测网络的进一步完善，例如将气象监测设备安装在车上，形成移动监测站网；

强化科技创新

提出要加强重点交通气象技术攻关、推动智慧交通气象创新发展、完善科技创新机制，发挥智慧气象在加快建设交通强国中的较大作用；加强高影响天气发生发展机理研究和监测预报预警技术研发，以及科研成果转化应用，提升高影响天气发生时间、持续时段、最大强度、影响范围对交通精准预报预警能力。例如做到提前5-7天判断有无大范围大雾、提前2-3天判断区域性大雾影响范围及持续时间、提前12-24h判断浓雾及以上等级低能见度天气影响范围及持续时间；

发展风险预警

建立健全“一平台”“一张图”“两清单，交通气象防灾减灾大数据平台，全省交通气象灾害风险“一张图，各类风险点、隐患点及其致灾阈值清单，建立健全“网格预报+隐患点及致灾阈值—>风险预警”业务，提高交通气象防灾减灾服务的针对性；

优化预警发布

完善预警信息发布流程和标准，建立预警信息发布反馈制度，将气象灾害预警传播纳入城乡网格化管理，通过多种手段和措施，解决最后一米的问题，努力实现预警信息发布100%覆盖。健全气象部门及时发、交通部门同步转、社会媒体协同播的工作机制。

第二，推动完善交通气象灾害预警应急联动机制。

推动建立健全交通气象灾害重点防御区域认定及风险防控机制，定期开展应急演练和隐患排查。

推动建立健全面向各级的气象灾害预警服务和应急联动机制。（如遇冰雪灾害来临，提前准备融冰融雪物资，或提前进行融雪（融冰）作业。巡逻车辆的合理调配等。）

制定交通应急联动阈值指标，提供基于阈值的预警服务，不断提高应急联动的科学性、有效性。强化气象科普宣传，提升公众根据气象灾害预警信息主动防灾避灾意识和能力。

第三，交通气象部门应联合研究，争取政府支持，将交通气象监测网系统建设纳入交通一体实施，所需建设和维持经费作为交通重要设施一并考虑。