高速公路团雾分级预警研究.docx

? ? 高速公路团雾分级预警研究 ? ? 卢振礼，杨成芳，郑宗杰，崔广暑，安 源，顾 飞 (1.日照市气象局，山东 日照 276826；2.山东省气象台，济南 250031；3.交通运输部路网中心，北京 100736) 引 言 2018年中国的高速公路总里程已达14.3万千米，居世界第一。研究表明：随着高速公路的发展，高速公路交通事故出现多发状况。雾是高速公路最为常见的灾害天气类型之一[1-3]，国内外已有众多专家针对高速公路大雾或低能见度进行了较为系统的研究[4-8]。近期主要研究包括：沪宁高速分段进行低能见度浓雾监测、预警和临近预报试验和服务研究[9]，应用高时空分辨率非静力中尺度数值预报模式WRF 3.1剖析大雾过程形成的动力、热力和水汽条件[10]，利用雾的能见度数值范围、时空分布规律、路面状况计算标准化的雾危险指数(NHFI)[11]。高速公路团雾是对高速公路安全影响比较严重的天气现象，它的危害性已经逐渐被人们认识[12]。 2016年我国因雾引起的高速公路交通事故共192起，单起事故死亡率86.5%[13-14]。近几年，滁新高速、大广高速、宁洛高速、大运高速、沪宁高速和邢汾高速等均因高速公路团雾引发重大交通事故，事故大多引发数十辆车相撞，造成严重的人员伤亡。通过对沪宁高速团雾引起的交通事故分析，发现有大约77.8%的交通事故发生在00-08时。高速公路事故高发时段与统计的高速公路团雾分布时间段(主要集中在22时-次日08时)基本吻合，也从侧面说明了高速公路团雾很容易引发交通事故。 截至目前，很多专家已对高速公路团雾进行了研究，主要研究集中在分析团雾天气过程的气象要素变化，通过WRF模式耦合不同陆面方案对团雾过程数值模拟[15]；根据布设于沪宁高速自动天气监测系统(AWMS)实测资料，对团雾资料进行统计分析，探讨团雾天气发生规律和地形、地貌特征[16]；基于突变论，分析驾驶人进入团雾路段瞬间的驾驶行为特征，研究团雾环境下行车致危机理[1]；利用沿海高速公路AWMS监测数据，分析沿海高速公路团雾成因和分布规律等研究[17]。与此同时，还出台了相关法律条例、标准及其规范[18-23]。本文在以上研究的基础上，分析高速公路团雾的基本特征、生成条件、时空分布及危害，对团雾和高速公路团雾的定义加以界定。根据高速公路团雾天气的危害程度，按照理论分析和数据分析相结合的方式，划分出高速公路团雾的预警等级。 1 资料和方法 1.1 资 料 安徽省内高速公路沿线每间隔3 km均安装一部能见度监测仪，基本实现省内高速公路能见度监测设备全网覆盖，可监测高速公路沿线每分钟的水平能见度；江苏省内高速公路采用AWMS和智能摄像头相结合的方式，监测省内路网的逐分钟水平能见度、温度、湿度、气压、降水、风向和风速等气象数据。 本文所用的水平能见度监测数据分别由安徽省公共气象服务中心和江苏省气象服务中心提供，温度、湿度、气压、降水、风向和风速等气象数据由江苏省气象中心提供。沪宁高速公路交通事故原始数据来源于江苏省高速公路运营管理部门，其他高速公路重大交通事故数据来源于各大媒体新闻报道。 1.2 方 法 本文对高速公路团雾数据、交通数据等资料进行计算分析。根据高速公路加密的水平能见度监测数据，局地性团雾覆盖高速公路路面的长度，确定高速公路团雾的水平能见度数值和水平尺度范围。在遵照现行法规、标准、专家意见基础上，结合实况数据统计分析，确定团雾和高速公路团雾定义，在此基础上，分析它们的特征、成因、时空分布及危害程度。 基于团雾和高速公路团雾的定义，对事故多发路段团雾的AWMS气象监测数据资料与相应的高速公路交通事故数据对比分析，建立高速公路团雾与车辆交通安全性关系。分析高速公路不同水平能见度数值范围的潜在危害程度。依据车辆在不同速度、不同能见度条件下的突然紧急制动距离，同车道前后车辆的停车视距和相对安全停车距离，评估车辆在不同低能见度条件下，行驶在团雾区域内外的车辆发生交通事故的危险性大小，按水平能见度数值范围和覆盖路面长度划分高速公路团雾预警等级。 2 团雾和高速公路团雾定义的界定 2.1 团雾的定义 团雾的术语定义在气象服务领域还是相对较新的概念，一些标准、论文有所提及[16,19,24]。近些年，学者对团雾和高速公路团雾的定义相继开展过一些研究[1,9,15,25]，其中的观点分歧较大。对团雾具有局地性、范围小和突发性等特点都有共同认知，较大分歧主要集中在团雾水平尺度，从几十米到100 km的范围都有阐述；水平能见度数值分歧从0-200 m到0-500 m 的范围[16,24,26]。截至目前，学者和专家们还未对高速公路团雾的定义作出过明确的界定，通常只对团雾和高速公路团雾概念进行解释性说明，大多用团雾的概念性说明代替高速公路团雾的术语定义。本