交通氣象自動站布局與山區(qū)高速公路行車安全研究

唐嶸++聶新宇

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.25.058

摘 要：本文通過對氣象環(huán)境、道路狀況、站點(diǎn)密度、通信條件等影響山區(qū)高速公路行車安全的因素進(jìn)行分析，研究高速公路交通氣象站布局的合理性，以求最大限度地發(fā)揮交通自動站的作用，減少因惡劣氣象條件引發(fā)的交通事故和突發(fā)災(zāi)害影響，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞：山區(qū)高速 行車安全 交通氣象 布點(diǎn)選址

中圖分類號：P427 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）09（a）-0058-02

隨著國家基礎(chǔ)建設(shè)的力度加大，高速公路網(wǎng)絡(luò)不斷完善，山區(qū)高速公路越來越多，山區(qū)公路交通事故也越來越多。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，我國山區(qū)高速公路的重特大交通事故的發(fā)生率占整個高速公路的10%，山區(qū)高速公路事故的死亡率是一般公路的3～4倍。高速公路因氣候惡劣引發(fā)的高速公路交通事故更是屢見不鮮，不良的天氣條件，如雨、雪、霧、大風(fēng)、高溫、冰凍和沙塵暴等對高速公路建設(shè)與運(yùn)營的危害很大，尤其在大霧和雨雪的惡劣氣候條件下，高速公路交通事故明顯呈現(xiàn)多發(fā)趨勢。因此通過分析影響山區(qū)高速公路行車安全因素、尋找事故規(guī)律，合理布局交通氣象站網(wǎng)、選擇交通氣象站站點(diǎn)位置，對預(yù)防高速公路交通事故的發(fā)生、降低事故率、提高高速公路運(yùn)輸效率、保障交通安全具有積極意義。

1 山區(qū)高速公路的主要特點(diǎn)

山區(qū)高速公路地形地質(zhì)復(fù)雜，表現(xiàn)為地面地形高差大、變化頻繁，以及滑坡、不穩(wěn)定斜坡、陡崖等復(fù)雜地質(zhì)。受此影響，山區(qū)高速公路路線布設(shè)時平縱橫三個方面都受到約束，造成平曲線多、平面半徑小、縱坡大、橋梁比例高、橫坡陡、半邊橋和高擋墻多。山區(qū)高速公路橋梁也具有上述特點(diǎn)，彎坡橋多、高墩大跨多、墩臺形式多。而且山區(qū)高速公路橋梁隧道總長占路線長度的比例大，有的橋隧比例高達(dá)50%～70%。

2 車輛運(yùn)行所處氣象環(huán)境的影響

惡劣的氣象環(huán)境改變了路面的狀態(tài)，破壞了輪胎與路面的正常接觸狀態(tài)，因而誘發(fā)事故。在諸多氣象因素中，以雨、雪、霧對高速公路行車安全的影響最為嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，在惡劣天氣情況下，受雨、雪、霧等天氣影響的單位時間內(nèi)車輛事故率比正常天氣情況下高出2～3倍，見表1。

2.1 雨天的影響

雨天情況下路面潮濕，水起到潤滑膜的作用，使路面摩擦系數(shù)不到干燥路面的一半，因而車輪極易打滑；而且隨著車速增加，路面的摩擦系數(shù)急劇減小，車輛制動距離逐漸加大，對行車安全極為不利，見表2。

雨水易造成路面積水，水的阻力使輪胎上浮，嚴(yán)重時在輪胎與路面之間形成一層水墊，摩擦系數(shù)極小，會產(chǎn)生“水漂現(xiàn)象”，造成車輛失控。據(jù)分析，可能發(fā)生水漂的積水深度為0.3～50.8mm。

此外，雨天潮濕路面對光線的反射作用，以及雨霧、水花等的作用，使駕駛員視野降低，對車輛行駛產(chǎn)生不利影響。

2.2 霧天的影響

霧天能見度降低，視線障礙大，尤其是遇到大霧或濃霧，可視距離大大縮短，使駕駛員對路面標(biāo)示、道路設(shè)施、道路車輛狀況等辨識困難，不能及時調(diào)整車速和車間距，易引發(fā)追尾、多車相撞等嚴(yán)重交通事故，傷亡率高。

霧天空氣濕度較大，易使路面的摩擦系數(shù)下降，降低車輛的制動力和抗側(cè)滑能力，使車輛易出現(xiàn)制動距離延長、行駛打滑、制動跑偏等現(xiàn)象。

山區(qū)高速公路易出現(xiàn)團(tuán)霧，團(tuán)霧的區(qū)域性很強(qiáng)，車輛難以提前得到通知或警示，往往造成駛?cè)雸F(tuán)霧區(qū)域內(nèi)根本來不及減速，常常釀成重大交通事故。

2.3 冰雪天的影響

積雪使路面變滑，車輛轉(zhuǎn)向及制動穩(wěn)定性下降。在積有冰雪的高速公路上行駛，尤其是在陡坡、隧道進(jìn)出口、高架橋等危險(xiǎn)路段所形成的冰凍薄層，車輛駛過時極易側(cè)滑發(fā)生交通事故。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，降雪時高速公路事故發(fā)生率是干燥路面的5倍，結(jié)冰時達(dá)到8倍，見表3、表4。

3 高速公路交通氣象觀測站布設(shè)分析

根據(jù)前面的分析可知，山區(qū)高速公路交通運(yùn)輸?shù)陌踩c氣象密切相關(guān)，做好交通氣象觀測是交通氣象服務(wù)的前提，也是保障交通運(yùn)輸安全、暢通和高效的基礎(chǔ)。建設(shè)交通氣象觀測站網(wǎng)，對減少交通事故和突發(fā)災(zāi)害影響、保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全，降低交通維護(hù)費(fèi)用、提高交通質(zhì)量和效益都有十分重要的意義。

高速公路交通氣象觀測站主要監(jiān)測高速公路沿線的氣溫、相對濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、降水量、氣壓、能見度（7要素），以及路面溫度和路面狀況（9要素），為交通氣象預(yù)報(bào)預(yù)警提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和信息。其中9要素交通站布設(shè)于特殊路段，7要素交通站布設(shè)于普通路段。

（1）重點(diǎn)監(jiān)測路段。綜合道路條件與氣象環(huán)境對山區(qū)高速公路行車安全的影響分析，高速公路交通氣象站重點(diǎn)監(jiān)測路段包括：長大縱坡路段、長大隧道進(jìn)出口、橋梁/橋頭、路側(cè)危險(xiǎn)路段、大曲率路段、急彎路段、大霧/團(tuán)霧易發(fā)路段、易積水結(jié)冰路段等。

（2）站點(diǎn)密度。由于高速公路的道路設(shè)計(jì)指標(biāo)不同，最大縱坡達(dá)到5%，橋隧比大于50%，因此加大了不同路段的交通氣象站布點(diǎn)密度，在山區(qū)高速全線范圍內(nèi)，共布設(shè)了若干個交通氣象站，包括9要素交通站、7要素交通站，平均間距約10km。

（3）站點(diǎn)的代表性。站址選擇以具有一定的道路特征代表性、滿足公路氣象服務(wù)需要為原則，且盡量設(shè)置在能保持長久固定的地點(diǎn)、避免頻繁遷移；設(shè)備安裝施工安全、方便維護(hù)管理。

（4）電源和通信條件。交通氣象站采用太陽能供電，因此應(yīng)保持站址周圍的光照條件良好，避開高大樹木、山坡的遮擋，確保設(shè)備的供電正常；站點(diǎn)位置應(yīng)滿足自動觀測數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸所需要的GPRS無線通信條件，信號強(qiáng)度穩(wěn)定可靠。

4 結(jié)語

按照上述選址原則，高速公路交通氣象站的建設(shè)中，9要素交通站分別布設(shè)于高海拔冬季易結(jié)冰路段、橋頭、隧道口以及長下坡路段，其余7要素交通站也按照重點(diǎn)監(jiān)測路段的要求、站點(diǎn)的代表性和施工安全性進(jìn)行選址布設(shè)，滿足交通氣象預(yù)報(bào)預(yù)警服務(wù)的要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 梁海河，孟昭林，張春暉，等.綜合氣象觀測運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)[J].氣象，2011（10）：1292-1300.endprint