交通氣象自動站布局與山區高速公路行車安全研究

摘要：天氣狀況的變化對于山區高速公路行車安全有著極大的影響，氣象部門為了更好地服務交通部門，做好專業氣象服務，通常會在高速公路沿線建設必要的交通氣象自動站。作為一名工作經驗豐富的氣象工作人員，以下將結合在提升北京2022年冬奧會氣象服務保障工程的專項探測系統建設工作中，對涉及的山區交通氣象自動站選址布局進行研究，會以山區高速公路的各類主要特點、車輛在高速公路上行駛過程中天氣變化對其所帶來的各種影響為切入方向，針對如何最大限度地發揮交通氣象自動站的工程效能、減少惡劣天氣為安全行駛所帶來的事故危害進行初步的研討與分析，希望借此可推動我國高速公路建設事業的不斷發展與完善。

關鍵詞：山區高速公路;交通氣象自動站;自動站布局;行車安全

中圖分類號：U492 文獻標識碼：A ?文章編號：1003-9082（2020）07-0-01

引言

近些年，隨著我國在基建領域的投入力度逐漸加大，國家交通網絡的日益完善，高速公路的建設步伐也開始向著山區延伸，為提高經濟發展速度、加快物資流動提供了極為重要的支持。在各類高速公路交通事故中，惡劣天氣占據了主要因素，例如：雨雪天氣、大霧天氣、大風天氣等等，這些自然災害對于山區高速公路的行車過程來講，十分不利。因此，合理分析山區高速公路各類交通事故的主要因素，并以此為基礎，科學布局交通氣象自動站，對于完善我國山區高速公路交通體系至關重要。

一、山區高速公路的首要特點

為了做好冬奧氣象服務，我們在冬奧會場館服務相關的京藏高速沿線需要有多個交通氣象自動站。山區地質環境復雜多變，且其坡度起伏較大，很多時候，高速公路附近的山體也面臨著滑坡、巖崩等地質災害問題。連綿起伏的山脈，也讓山區高速公路建設過程中，其平縱橫三個方面都受到嚴重的制約，平面半徑整體偏小，并且坡度很大，橋梁在工程中的占比很高，且橫坡很陡，同時，也需要設置大量的半邊橋與高擋墻。山區高速公路的隧道比例也很高，通常會占據工程主體的50%以上。

二、天氣狀況對山區高速公路安全運行的影響

惡劣的天氣會造成公路表面的整體安全系數嚴重下降，車輛行駛過程中很容易出現輪胎打滑的現象，并且在車輛制動過程中，因其輪胎與地面的摩擦系數下降，導致車輛制動困難，車輛滑行距離將會大幅度延長，進而提升了交通事故的發生概率。同時，惡劣的氣象環境也讓司機的視線受到很大的干擾，無法對路面狀況做出有效的判斷。

1.雨水天氣的影響

雨水天氣狀況下，路面會存在很多的水體，這些水起到了潤滑的作用，使得路面與輪胎之間的摩擦系數大幅度下降，嚴重情況下，甚至不如干燥路面的一半。同時，因水體的特殊阻力作用，當車輛行駛速度加快，水體的潤滑效果將進一步提升，其實際的摩擦系數將會急速下滑，一旦發生意外，車輛將很難制動，同時因摩擦系數過低，車輛在制動過程中將更容易出現打橫側翻等惡劣事件。另外，潮濕或存在積水的路面，光線的反射效果將會大幅度提升，并且車輛的玻璃表面也會存在很多的水花，司機的實際視野也將會被削減到一個很低的水平，對于安全行車帶來極大的困擾。

2.大霧天氣的影響

大霧天氣在各類交通事故中，其所帶來的危害更為明顯。首先，大霧天氣將會導致能見度被嚴重削減，其次，山區地帶常常出現團霧的現象，其能見度更低，一旦出現任何意外，司機的反應時間將會被大幅度壓縮。團霧現象在山區地帶十分常見，并且很難預測，即使司機在開車過程中，已經詳細了解了當地的天氣狀況，也無法有效應對突然出現的團霧問題。

另外，大霧天氣將會造成路面濕度大幅度增加，車輛行駛過程中，輪胎與路面之間的摩擦系數下滑，車輛在制動過程中，實際的制動距離將會極速提升，甚至會因為路面摩擦力不足，出現行駛打滑或制動過程中側翻跑偏等問題。

3.冰雪天氣的影響

與其他天氣相比，冰雪天氣所帶來的影響更為嚴重，尤其是在各類高危路段，車輛輪胎與路面的摩擦系數將會下降到一個極低的水平。根據相關數據顯示，冰雪天氣強行行車，其事故概率將會達到正常情況下的8倍以上。

三、高速公路交通氣象觀測站的布局分析

1.高危路段重點監測

高速公路的高危路段需要做好重點監測工作，例如：長大縱坡路段、長大隧道的進出口位置、大曲率路段、大霧/團霧多發地區、易積水結冰的路段等等，這些高危路段在高速公路交通事故中，占據著很高的比例，因此，在這一地區需要集中布置大量的交通氣象站。

2.有效控制站點密度

根據山區的高速公路設計指標，如果其最大縱坡達到了5%，橋隧長度占據總體長度的50%以上，那么在設置交通氣象站的過程中，需要注重提升其分布密度，每個氣象站之間的間距最大不能超過10公里。同時，在考慮成本投入與后期維護壓力的前提下，交通氣象站應避免重復布置。

3.站點的選取需要具備代表性

在選擇交通氣象站的實際位置時，需要對周邊的地質環境與自然環境進行綜合考量，并且所處路段的道路特征也要有著一定的代表性。站點的位置選取，在滿足交通氣象觀測的基本需求下，需要盡量選擇可長久固定的實際位置，并且，氣象站一旦選取，輕易不要更改。另外，氣象站的實際位置，也要考慮到施工過程的便捷性與安全性，并為后期的維護管理工作打下良好的基礎。

4.確保良好的電源供應以及通信條件

交通氣象站需要為其提供良好的供電條件，在實際的運用過程中，可考慮采取太陽能供電的方式，所以，其實際的建設位置需要考慮到光線照射條件，避免被高大樹木以及其他工程建筑物所遮擋，部分特殊地帶可考慮使用電網供電。另外，為了確保交通氣象站觀測數據的實時性與有效性，需要確保其無線通信條件保持穩定。

四、交通氣象自動站為冬奧會所提供的安全轉運保障

根據以上選址原則，設計了居庸關、潭峪溝等站點，達到了很好的效果。為北京冬奧會氣象服務保障提供了路面探測支撐，有效提升了冬奧會運營期間的氣象服務穩定性和準確性，同時，也使氣象部門為交通部門專業氣象服務能力得到很大提升。

結語

綜上所述，本文可以為氣象部門或者交通部門在山區高速路的交通氣象自動站布局提供依據。山區高速公路運營過程中，為了減少天氣因素對行車安全所帶來的危害，需要設置布局更為科學合理的交通氣象觀測站，充分考慮到雨雪以及各類其他天氣對車輛行駛的威脅，并注重站點的代表性、安全性與穩定性，確保其可為交通氣象預報網絡提供更為有效的服務支撐。

參考文獻

[1]任永杰.山區高速公路交通安全保障理論與方法[J].智能城市，2019，5（22）：59-60.

[2]賈曉紅.京津冀及周邊地區不利天氣對公路行車的影響[D].甘肅：蘭州大學，2019.

作者簡介：陳泉（1970.09—）男，漢族，高級工程師，大學本科，主要研究方向：氣象探測。