交通气象自动站布局与山区高速公路行车安全研究

摘要：天气状况的变化对于山区高速公路行车安全有着极大的影响，气象部门为了更好地服务交通部门，做好专业气象服务，通常会在高速公路沿线建设必要的交通气象自动站。作为一名工作经验丰富的气象工作人员，以下将结合在提升北京2022年冬奥会气象服务保障工程的专项探测系统建设工作中，对涉及的山区交通气象自动站选址布局进行研究，会以山区高速公路的各类主要特点、车辆在高速公路上行驶过程中天气变化对其所带来的各种影响为切入方向，针对如何最大限度地发挥交通气象自动站的工程效能、减少恶劣天气为安全行驶所带来的事故危害进行初步的研讨与分析，希望借此可推动我国高速公路建设事业的不断发展与完善。

关键词：山区高速公路;交通气象自动站;自动站布局;行车安全

中图分类号：U492 文献标识码：A  文章编号：1003-9082（2020）07-0-01

引言

近些年，随着我国在基建领域的投入力度逐渐加大，国家交通网络的日益完善，高速公路的建设步伐也开始向着山区延伸，为提高经济发展速度、加快物资流动提供了极为重要的支持。在各类高速公路交通事故中，恶劣天气占据了主要因素，例如：雨雪天气、大雾天气、大风天气等等，这些自然灾害对于山区高速公路的行车过程来讲，十分不利。因此，合理分析山区高速公路各类交通事故的主要因素，并以此为基础，科学布局交通气象自动站，对于完善我国山区高速公路交通体系至关重要。

一、山区高速公路的首要特点

为了做好冬奥气象服务，我们在冬奥会场馆服务相关的京藏高速沿线需要有多个交通气象自动站。山区地质环境复杂多变，且其坡度起伏较大，很多时候，高速公路附近的山体也面临着滑坡、岩崩等地质灾害问题。连绵起伏的山脉，也让山区高速公路建设过程中，其平纵横三个方面都受到严重的制约，平面半径整体偏小，并且坡度很大，桥梁在工程中的占比很高，且横坡很陡，同时，也需要设置大量的半边桥与高挡墙。山区高速公路的隧道比例也很高，通常会占据工程主体的50%以上。

二、天气状况对山区高速公路安全运行的影响

恶劣的天气会造成公路表面的整体安全系数严重下降，车辆行驶过程中很容易出现轮胎打滑的现象，并且在车辆制动过程中，因其轮胎与地面的摩擦系数下降，导致车辆制动困难，车辆滑行距离将会大幅度延长，进而提升了交通事故的发生概率。同时，恶劣的气象环境也让司机的视线受到很大的干扰，无法对路面状况做出有效的判断。

1.雨水天气的影响

雨水天气状况下，路面会存在很多的水体，这些水起到了润滑的作用，使得路面与轮胎之间的摩擦系数大幅度下降，严重情况下，甚至不如干燥路面的一半。同时，因水体的特殊阻力作用，当车辆行驶速度加快，水体的润滑效果将进一步提升，其实际的摩擦系数将会急速下滑，一旦发生意外，车辆将很难制动，同时因摩擦系数过低，车辆在制动过程中将更容易出现打横侧翻等恶劣事件。另外，潮湿或存在积水的路面，光线的反射效果将会大幅度提升，并且车辆的玻璃表面也会存在很多的水花，司机的实际视野也将会被削减到一个很低的水平，对于安全行车带来极大的困扰。

2.大雾天气的影响

大雾天气在各类交通事故中，其所带来的危害更为明显。首先，大雾天气将会导致能见度被严重削减，其次，山区地带常常出现团雾的现象，其能见度更低，一旦出现任何意外，司机的反应时间将会被大幅度压缩。团雾现象在山区地带十分常见，并且很难预测，即使司机在开车过程中，已经详细了解了当地的天气状况，也无法有效应对突然出现的团雾问题。

另外，大雾天气将会造成路面湿度大幅度增加，车辆行驶过程中，轮胎与路面之间的摩擦系数下滑，车辆在制动过程中，实际的制动距离将会极速提升，甚至会因为路面摩擦力不足，出现行驶打滑或制动过程中侧翻跑偏等问题。

3.冰雪天气的影响

与其他天气相比，冰雪天气所带来的影响更为严重，尤其是在各类高危路段，车辆轮胎与路面的摩擦系数将会下降到一个极低的水平。根据相关数据显示，冰雪天气强行行车，其事故概率将会达到正常情况下的8倍以上。

三、高速公路交通气象观测站的布局分析

1.高危路段重点监测

高速公路的高危路段需要做好重点监测工作，例如：长大纵坡路段、长大隧道的进出口位置、大曲率路段、大雾/团雾多发地区、易积水结冰的路段等等，这些高危路段在高速公路交通事故中，占据着很高的比例，因此，在这一地区需要集中布置大量的交通气象站。

2.有效控制站点密度

根据山区的高速公路设计指标，如果其最大纵坡达到了5%，桥隧长度占据总体长度的50%以上，那么在设置交通气象站的过程中，需要注重提升其分布密度，每个气象站之间的间距最大不能超過10公里。同时，在考虑成本投入与后期维护压力的前提下，交通气象站应避免重复布置。

3.站点的选取需要具备代表性

在选择交通气象站的实际位置时，需要对周边的地质环境与自然环境进行综合考量，并且所处路段的道路特征也要有着一定的代表性。站点的位置选取，在满足交通气象观测的基本需求下，需要尽量选择可长久固定的实际位置，并且，气象站一旦选取，轻易不要更改。另外，气象站的实际位置，也要考虑到施工过程的便捷性与安全性，并为后期的维护管理工作打下良好的基础。

4.确保良好的电源供应以及通信条件

交通气象站需要为其提供良好的供电条件，在实际的运用过程中，可考虑采取太阳能供电的方式，所以，其实际的建设位置需要考虑到光线照射条件，避免被高大树木以及其他工程建筑物所遮挡，部分特殊地带可考虑使用电网供电。另外，为了确保交通气象站观测数据的实时性与有效性，需要确保其无线通信条件保持稳定。

四、交通气象自动站为冬奥会所提供的安全转运保障

根据以上选址原则，设计了居庸关、潭峪沟等站点，达到了很好的效果。为北京冬奥会气象服务保障提供了路面探测支撑，有效提升了冬奥会运营期间的气象服务稳定性和准确性，同时，也使气象部门为交通部门专业气象服务能力得到很大提升。

结语

综上所述，本文可以为气象部门或者交通部门在山区高速路的交通气象自动站布局提供依据。山区高速公路运营过程中，为了减少天气因素对行车安全所带来的危害，需要设置布局更为科学合理的交通气象观测站，充分考虑到雨雪以及各类其他天气对车辆行驶的威胁，并注重站点的代表性、安全性与稳定性，确保其可为交通气象预报网络提供更为有效的服务支撑。

参考文献

[1]任永杰.山区高速公路交通安全保障理论与方法[J].智能城市，2019，5（22）：59-60.

[2]贾晓红.京津冀及周边地区不利天气对公路行车的影响[D].甘肃：兰州大学，2019.

作者简介：陈泉（1970.09—）男，汉族，高级工程师，大学本科，主要研究方向：气象探测。