道路凝冰預測研究綜述

(重慶交通大學交通運輸學院 重慶 400074)

一、引言

現有的公路交通安全評價規范中，沒有涉及對新建道路的凝冰情況進行評價。這就導致只有凝冰路段發生交通事故后，公路管理部門才能針對性地采取相應的除冰、防冰措施。若在道路建設以前就采用凝冰預測模型對道路開展凝冰預測評價工作，提前做好相應的預防工作(如：改變凝冰路段的道路材料等)就能減少由于凝冰導致的交通事故發生。

二、影響凝冰的因素研究

冰是由液態的水形成，凝冰的條件則是合適的環境溫度。同樣，道路凝冰也少不了水和溫度這兩個基本條件，而這兩個條件又受到其他因素的影響。

(一)來自水的影響因素

水的來源有：降雨；雪融化而成的水；相對濕度很高的空氣中包含的大量小水滴。不同來源的水的溫度高低不一，形成凝冰的時間就不同。

劉梅等對大量的南京歷年降水結冰樣本分析后，發現降水性質不同，結冰的條件就不一樣。在冬季地表溫度都低于0℃時，降雪結冰的氣溫在0℃左右，而降雨結冰時的氣溫常稍微高于0℃。在降雨或降雪時，凝冰預測不能采用同樣的預測模型。

在冬季多霧的早晨，由于霧中含有較多的液態小水滴，當道路溫度低于0℃時，易在路面形成一層薄薄的暗冰影響行車安全。由于霧凝結在路面形成的暗冰的厚度較小，面積也較小，致使駕駛員不易發現而釀成交通事故。

1.國內的研究

(二)來自環境溫度的影響因素

環境溫度包括了：路面溫度，大氣溫度。

菌種活化和菌懸液的配置：分別挑取菌種在相應的培養基上劃線，然后置于恒溫培養箱中培養（37℃，36 h）。用接種環挑取少量活化后的菌種接入裝有無菌生理鹽水的試管內，震蕩均勻，制成菌懸液，然后用無菌水進行稀釋，使活菌數為107-108cfu/ml，備用。

另一種模式就是凝冰檢測技術。通過一些安裝在道路上的檢測裝置，對路面的凝冰情況進行監測，并將道路的凝冰情況傳輸到相關氣象部門，以供決策者采取相應的措施。這類檢測技術相當多，但實際運用的抗干擾性和使用壽命表現得不是很好，加之國內道路較臟，路面的灰塵等會對檢測的精度產生影響。

海拔高低、山頂和山腳會影響環境溫度。吳晟等對山區高速公路的路面溫度進行研究，發現：海拔的高低對大氣溫度有直接影響，也間接地改變著路面的溫度；12月和1月的路面溫度和大氣溫度相差較小。云量的多少決定了到達路面的太陽輻射，從而影響路面溫度。呂晶晶等得到云量少的晴空天氣下路橋的溫度比云量多的陰天下降得快，云量是影響凝冰的主要因素。

(三)小結

因此，影響凝冰的影響因素有：降水類型；空氣濕度；降水量；路面溫度；大氣溫度；海拔；云量；風速。

國外一些國家建立了各自的道路氣象信息系統。對于凝冰預測預報這一塊，該系統利用傳感器收集大量影響凝冰的因素數據，管理人用利用相關預測模型(凝冰的數學模型或經驗公式)對數據分析來評價未來路面凝冰情況。

三、路面凝冰預測研究

(一)預測手段

目前，國內外對路面凝冰預測預報方式有兩種。一種是道路氣象信息系統。通過對路面凝冰影響因素的研究，得到相關因素；利用這些因素建立預測模型；再通過氣象系統采集路面溫度、空氣濕度等對未來道路的凝冰情況進行預測。本文也希望運用這種方式對道路凝冰情況進行預測，給予道路建設一些建議，以減少由凝冰導致的交通事故。

朱寶林等通過做單因素和多因素影響的對比實驗，發現采用單因素進行凝冰預測的誤報率很高，而采用多因素的預測方法得到的預測結果與實際情況相差不大。這也證實了曲曉黎和牛生杰模型建立的可靠性。

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2.3 生活護理 加強晨晚間護理，保持床單位整潔。定時通風，保持病室內空氣新鮮。為患者提供一個安靜、舒適的治療環境，有利于疾病的康復。協助患者修剪指甲，保持皮膚清潔，避免因皮膚瘙癢而抓破皮膚，發生繼發感染。

(二)預測模型

由于不同地區的氣象條件不一樣，采用的預測模型也不能照搬硬套。如我國北方較為干燥，路面凝冰需要一定的降水；而南方地區比較潮濕，路面溫度將較大程度地影響路面凝冰。另外，若將影響路面凝冰的所有因素都加入到預測模型中就會使得模型復雜且適應性較差。所以，目前國內外還沒有統一的凝冰預測模型。

《通知》的頒布恰逢2012年度水利公益性行業科研專項項目預算申報。為確保項目經費獲得財政預算批復后能夠順利執行，行業主管部門應該加大制度的宣傳貫徹力度，將公益性行業科研專項經費管理辦法和《通知》的有關內容結合起來，對項目承擔單位、合作單位的財務管理人員和業務管理人員進行培訓，培養其在項目經費執行過程中的程序和控制意識，確保項目預算資金的合規合法使用。

曲曉黎等采集了凝冰影響因素：云量、風、6h降水量、能見度、氣溫、相對濕度，利用多元回歸方法建立了路面溫度預測模型，也利用路面溫度預測值對凝冰情況進行預報。

天葬師仍然沒有轉頭，直到顫巍巍地走出幾步之后，回答的聲音才終于響起：“天葬師也無權駁回任何一個族人提出的，關乎云浮興衰存亡的訴求！”

因此，可以看出國內學者建立的預測模型基本都不是直接的對結冰與否進行預測，而是通過預測影響凝冰的主要因素(路面溫度)，再間接地預測是否會出現凝冰。

然而，僅僅靠路面溫度來預測凝冰是不準確的。針對這種非模型的預測失真問題，可以對于路面溫度低于0℃的情況，分析水的影響因素，再對是否凝冰做出預測；也可以預先判斷水的相關影響因素是否足以造成凝冰，再對路面溫度進行預測。

路面溫度起主要作用。蔣建瑩等通過對高影響天氣的弱降雪過程的數值研究，提出影響凝冰的因素主要有地面溫度和氣溫。曲曉黎等通過大量的測量數據，得到大氣溫度與路面溫度呈現正相關。鄧長菊等分析北京道路結冰天氣下的相關數據后，也得出適當的路面溫度對道路凝冰有決定性作用。路面溫度高于0℃時，基本不會發生路面凝冰。李蕊在分析了下墊面結冰條件時，得出了路面溫度對結冰有很大的影響，當路面溫度保持在零攝氏度以下時，有水路面極易結冰。

2.國外的研究

(4)三疊系。測區三疊系僅出露下統的一部分，分布于東流—三門江林場以東以及柳城鳳山向斜東端一帶，面積約19.13 km2。巖石地層單位為羅樓組(T1l)。

結合了一個完整的道路狀況預測系統，可以預測路面溫-度以及路面狀況。然而，本文的研究結果主要關注道路溫度，因為路面狀況預測的客觀評價還沒有完成。

Crevier等結合歐洲一些國家的RWIS系統，結合加拿大的實情，研發了完整的道路狀況預測系統，可以預測路面溫度以及路面狀況。該預測系統的路面溫度預測模塊，也是利用實際采集的數據做出預測，再結合與水有關因素的情況對路面狀況做出預測。

秦鐵崖聽喬十二郎介紹自己是他表姐夫的好朋友，既感到滑稽，也感到溫暖，隨即對老太醫說：“不用客氣，飲茶清談，也很不錯。”

英國的Shao 和Rayer也建立了路面溫度預測模型，并投入到實際的預測工作中。

可以看出，不管是國內還國外，對路面凝冰狀況的預測都是先對路面溫度進行預測，再結合實際情況對凝冰與否做出預測。

四、結語

通過對影響路面凝冰的因素分析，得出路面溫度和路面降水是影響凝冰的最主要因素。而其他云量、降水性質、風速等都是起間接作用。

對凝冰的預測都是先通過對路面溫度的預測，再結合其他因素對凝冰與否做出預測。目前國內外對道路凝冰的研究足以支持對未建道路的凝冰做出預測，所以對道路安全評價時可以加入路面凝冰預測評價。