道路交通气象灾害智能监测预警与服务应用-PPT精课件

道路交通气象灾害智能监测预警与服务应用-PPT精课件1报报告提告提纲纲一一二二三三四四交通气象共同关注点道路交通气象智能感知观测技术研究及应用道路交通气象灾害致灾机理及防御对策研究应用及展望第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA报告提纲一交通气象共同关注点第二十一届中国高速公路信息化研201交通气象共同关注点交通气象共同关注点第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司01交通气象共同关注点第二十一届中国高速公路信息化研讨会（33中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA交通气象交通气象需求引需求引领领、特色、特色发发展展第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 4一路多方，多部一路多方，多部门联动门联动，共同关注，共同关注平安交通、智慧交通政府政府01030204公安公安应急处置交通交通运营管理道路养护气象气象监测、预警预报决策依据决策依据调度指挥公众公众出行、物流安全&畅通&效益.滞后提前.被动主动.应付应对定时(时段).定点(路段).定量(分级)第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA一路多方，多部门联动，共同关注平安交通、智慧交通政府01025突出问题.站点密度.设备种类(40).要素针对性.权威检定标校.维护保障2017年已建观测站 2076套.气象部门 1074套.交通部门 1002套配置能见度84.0%配置路面状况 9.6%现现状状&问题问题制约交通气象发展的是观测2018年 中国气象局、交通运输部联合开展公路交通气象观测能力评估和站网布局设计全国公路交通气象观测能力调查评估报告第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA突出问题.权威检定标校.维护保障2017年配置能见度86中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA02智能感知智能感知观测观测技技术术研究及研究及应应用用第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 7中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA交通气象监测系统及信息共享示意图站点数量：370套站点密度：公路交通气象站平均间距1015km观测要素：能见度、温度、相对湿度、风向、风速、降雨量、路温（0cm和-10cm）、路面状况监测频率：1次/min传输方式：无线通信（GPRS/CDMA等）第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 8中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA2.重点实验室观测基地建设190 亩产权所有业务办公：7067m2观测场面积：4550m2（130m *35m）江苏.金坛第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 9承办：中国交通信息化杂志社|赞通量塔（有 50m）基础设施交通气象实验楼：450m2不同下垫面温度对比观测场交通气象观测站考核观测场无人机起降和检测平台方舱（5m*7m*2.6m）第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|中国气象局交通气象重点开放实验室助：华为技术 限公司Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA承办：中国交通信息化杂志社|赞通量塔（有 5010多类下垫面对比观测场4块场地7.5m*7.5m沥青、水泥土壤、草皮仿真高速公路路面.交通气象观测场2块场地32m*18m沥青路面建设要求应用型研究第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA多类下垫面对比观测场仿真高速公路路面.交通气象观测场建设11XLS-型系留气艇气溶胶激光雷达通量塔LT31透射能见度仪微波辐射计FM-120雾滴谱仪LUFFT MARWIS路况传感器公路交通气象监测站VAISALA DSC111路面仪3.多种观测仪器第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMAXLS-型气溶胶激光雷达通量塔LT31透射能见度仪微波辐射12交通气象移动观测试验平台公路气象及路面状况检测系统无人机气象探测系统第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA交通气象移动观测试验平台公路气象及路面状况检测系统无人机气象134.观测技术的应用2015年中国气象局 江苏交通气象观测站行政交通气象观测站定型考核 能见度仪和路面状况均有国产设备已有3家企业通过测评，率先获得中国气象局颁发的产品许可证。许可审查与测试评估（考核方案！需求&发展！）第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA4.观测技术的应用交通气象观测站定型考核许可审14中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA能见度激光雷达缺点：造价高、架设地点要求高团雾观测技术的研究与应用 安装在团雾易发、多发路段 监测团雾的尺度、移动方向和速度 有效改善散射能见度仪以点代面的局限性第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 15 单要素交通站，低成本、小体积、高密度 3km(国家标准15km)新型交通站，集约化、低成本、方便安装维护团雾观测技术的研究与应用 贴近服务需求 观测要素针对性 仪器装备统一性实现各类型站点相互关联性和协调性，形成布局合理科学功能齐全的交通气象观测网络。第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA 单要素交通站，低成本、新型交通站，集约团雾观16数据数据质质量量控制控制多段数据多段数据整合整合时间时间、空、空间间归归一化一化处处理理路面智能感知系统的研究与应用核心问题：如何做到路面温度预报空间尺度满足用户需求？时间分辨率：1s空间分辨率：20m热谱热谱数据（每数据（每20m一个点）一个点）叠加全省高速公路叠加全省高速公路GIS数据数据高速公路高速公路热谱热谱地地图图第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA数据质量多段数据时间、空间路面智能感知系统的研究与应用1703交通气象灾害致灾机交通气象灾害致灾机理及防御理及防御对对策研究策研究第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司03交通气象灾害致灾机理及防御对策研究第二十一届中国高速公路18四方面：交通气象灾害过程及致灾机理研究交通高影响天气预报预警技术研究交通气象灾害防御措施及对策研究交通气象成果转化及服务系统平台交通气象“科研&服务”研发重点二重点：视程障碍、路面状况二方法：延伸和释用、转化和应用气象视程障碍、路面状况第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA四方面：交通气象灾害过程及致灾机理研究交通气象“科研&服务”19中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA观测：浓雾过程综合观测、边界层探测、雾滴谱等特种观测；研究：雾滴谱特征、边界层特征、雾过程致灾机理、能见度反演模型1.围绕低能见度浓雾综合观测和致灾机理研究第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 20中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA浓雾对道路交通影响的致灾机理及预警预报技术研究江苏年平均雾日数分布区域、高速公路：雾的时空分布特征研究持续性、爆发性：强浓雾过程的成因分析基于不同参数化方案的高速公路大雾过程的数值模拟试验（1961-2013）雾过程模拟和微物理特征(2013.9.14-15.辐射雾)第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 21华北地区：重点考虑逆温、湿度、风力三个基本条件及指标有利成雾天气形势（4大类型、11类研判指标）高压前部型均压场型锋前低压型华北地形槽华东地区：有利形成浓雾天气形势（三大类、11小型）-锋面雾，4个型，占18.1%-平流雾，3个型，占14.5%-辐射雾，4个型，占67.5%浓雾有利于成雾的天气形势分析预报第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA华北地区：高压前部型锋前低压型华东地区：-平22172次浓雾过程 浓雾基于实时监测的短监预警预警前兆单站点多站点智能预警78%2013年12月6日.江苏.宁常高速。部分站点逐分钟能见度变化图第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA172次浓雾过程 浓雾基于实时监测的短监预警预警前兆23 浓雾能见度预报模型研发及在浓雾预报中的应用基于微软空气质量预测模型的能见度预报方法.应用机器学习算法+模型改进.融合高分辨率实况+长时间训练样本.对接本地精细化数值预报模式分析结果建立面向不同需求的能见度预测模型.时间模型（多元线性回归）.空间模型（神经网络）.聚合模型（决策树）单站能见度预报准确率：未来1小时均80%北京地区能见度预测模型应用流程图基于配料法和反演模型的能见度分级预报产品根据液态水含量(LWC)、雾滴浓度（Nd）和能见度(VIS)利用最低层水汽、云水、云冰、雪水、雨水混合比计算出的预报时效0-36小时逐小时能见度预报值、等级划分。Vis=a/(LWC*Nd)b对雾有无的预报准确率可达83%浓雾实况及数值模式产品释用预报对比（江苏，2015.10.23，03:00）第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA 浓雾能见度预报模型研发及在浓雾预报中的应用基于微24中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA2.围绕路面低温冰雪综合观测和致灾机理研究润扬大桥冬季不同天气条件下路（桥）面温度的日变化特征（黑线：路面温度，红线：桥面温度，绿色柱状线：雨量）冬季路面和地面低温差异性特征冬季高速公路路桥面温度差异特征及成因不同天气类型影响下路（桥）面温度变化路桥面温度日变化、最低温度、变温速率路桥面能量补给、收支平衡方式、路温变化第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 25TTi(TSA Ai)(TSB Bm1i)基于热谱图的路面低温反演模型研究 路面温度采集（1s、20/70m）数据处理（路温变率、时间订正、空间订正）TS(TSt TSn)/(tn)t tTTtm TT TS(tn)TT(TSt TSn)i1m1mim1 同路段、同时间段的一致性检验（Lufft/Vaisala）重点路段（大型桥梁）的试验研究 路温检测普查工程（6000Km）、热谱图制作第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMATTi(TSA Ai)(TSB Bm1i26基于热谱图反演百米分辨率路温分级监测预警（江苏2017.12.17 01h)通过热量平衡方程计算出地表热通量路面连续点低温预报值云量、气压、水汽压等资料太阳短波辐射云量、气压、水汽压等资料长波辐射风速、气温和相对湿度等资料感热潜热通量 热谱图在路面低温监测和预报中的应用PWRF数值预报产品运用双线性内插法将其插值到高速公路站点，并修正热传导方程求导，得出未来逐小时路面温度连续路面低温反演模型01-04h预报平均绝对误差0.85第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA基于热谱图反演百米分辨率路温分级监测预警（江苏2017.1227中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA3.围绕路面积水湿滑的综合观测和致灾机理研究第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 28路面积水和状态判别及验证（2015.1.27-31，江苏金坛）降雨过程高速公路路面状态反演产品（江苏，2015.6.16，10h）第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA路面积水和状态判别及验证（2015.1.27-31，江苏金坛2904应应用与展望用与展望第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司04应用与展望第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-30中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA交通气象灾害风险预警研究（灾情普查、风险等级划分、风险评估、风险预警）第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 31中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA交通气象灾害防御对策研究（浓雾、强降水、低温结冰、）第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 32气象灾害对道路交通安全和运营的影响案例江苏高速公路 江苏高速公路主要路段的灾情及管制资料 江苏交通气象观测系统（300站点）资料（匹配）江苏恶劣天气条件下高速公路交通管制工作规范（四级管制：三级管制、二级管制、一级管制、特级管理）（30m）主要气象灾害：雾、降雨、冰雪过程高速公路江苏段：京沪(G2)、沿海(G15)、连徐(G30)雾天不同路段风险分级：（一级为最高）一级：K790-K859（淮安段）二级：K735-K789（宿迁段）K860-K925（泾河至高邮段）K939-K968（八桥至江都段）三级：K711-K734（徐州段）K926-K938第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA气象灾害对道路交通安全和运营的影响 江苏高速公路主要路33灾种：大雾、降雪、冰冻等级：“三级”影响划分气象灾害对道路交通影响的指标及体系影响指标体系 两个层次（一级、二级）4项一级指标 13项二级指标第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA灾种：大雾、降雪、冰冻气象灾害对道路交通影响的指标及体系34H aiAij biBij ciCij diDij气象灾害对道路通行影响和预警方法雾天、冰雪天气雾天对道路交通通行的影响 指标：两个层次分级指标 建立拥堵模糊集关系函数 确定计算值指标权重、指标值 分级预警雾天公路网通行条件安全性评价指标体系环境因素公路因素交通因素地形因素雾情描述影响范围考虑因素路网密度公路网影响程度速度影响程度地形特征评价指标A13种A23种B13种B23种C13种D12种ABCD 4项一级指标 6项二级指标17个 预警模型 2 3i1 j1第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMAH aiAij biBij ciCij diD35 ai1Ai1j1 bi3Bi3j3 b5B5 j4 c1C1j5 c2C2 j6冰雪天气对道路交通通行的影响包括降雪、积雪、冻雨和路面结冰 指标：两个层次分级指标 3项一级指标 10项二级指标33个 预警模型 确定计算值指标权重、指标值4 3 4 3 2 3 2 降雪：j11 j21 i31 j31 j41 j51 j614 3 4 3 2 3 2i13 j11 i43 j31 j41 j51 j61fr 冰雨：H 分级预警第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA ai36推广与合作1.热谱图热谱图技技术术的推广与的推广与应应用用贵贵州省气象服州省气象服务务中心中心江江苏苏省交通省交通厅厅研究所研究所交通部公路研究院交通部公路研究院内蒙古气象服内蒙古气象服务务中心中心象象谱谱信息信息产业产业有限公司有限公司冻冻雨条件下路面低温雨条件下路面低温预测预测建站建站选选址址规规划划影响示范道路安全运影响示范道路安全运营营的的气象灾害分析气象灾害分析指指导导高速公路高速公路营营运管理部运管理部门进门进行路面养行路面养护护作作业业第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA推广与合作贵州省气象服务中心冻雨条件下路面低温预测372.交通气象信息服交通气象信息服务务系系统统（TMISS）应应用与推广用与推广实时监控智能分析模型集合预警预报TMISS V1.0于2013年完成对全国18个省(市、自治区)的推广培训TMISS V2.0已在北京市、安徽省、湖北省气象部门完成部署并投入试运行第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA382.交通气象信息服务系统（TMISS）应用与推广实时监控智38中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA1998年，开创特色交通气象发展模式以浓雾为切入点，不断扩展交通气象灾害从科研开发入手，涉及监测、预报、服务与交通部门合作，建服务关系和联动机制公路交通为基础，拓展航运、铁路、航空实验室成员99人运行管理5人主任：袁成松4个科研团队94人（固定47人、流动47人）关于我关于我们们第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 39中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA交通气象部分科技成果第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 40中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 41中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA交通气象规范标准化建设第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 42交通气象短交通气象短临预临预警技警技术术研研发发服服务务技技术术研研发发及推广及推广应应用用交通气象短期交通气象短期预报预报技技术术研研发发观测观测技技术术研研发发及基地建及基地建设设实验室研究方向交通气象灾害致灾机理及防御交通气象灾害致灾机理及防御对对策研究策研究北极阁基金第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司中国气象局交通气象重点开放实验室 Key Laboratory of TransportationMeteorology,CMA交通气象短临预警技术研发交通气象短期预报技术研发实验室研究43谢谢谢谢！2019第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-29.厦门）|主办：中国公路学会|承办：中国交通信息化杂志社|赞助：华为技术有限公司谢谢！2019第二十一届中国高速公路信息化研讨会（3.28-44