基于智能網格的分路段交通氣象預報服務系統的設計與開發

摘要 面向交通服務需求，武漢市氣象局基于智能網格天氣預報，設計了分路段的交通氣象預報服務系統。該文詳細介紹了該系統的總體架構和主要功能，其依托智能網格預報產品，集成了道路信息、氣象監測、分路段氣象預報預警等信息，實現了精細化、模塊化和智能化的交通氣象要素預報預警功能，為交通氣象預報服務提供了一個集約化、流程化、信息化、智能化的綜合業務平臺，有效地提高了交通氣象預報業務產品的工作效率。同時，該系統的建立，既豐富了武漢市專業氣象服務的產品體系，也實現了智能網格預報產品在專業氣象預報服務中的應用，大幅提升了交通氣象服務能力和水平。

關鍵詞 智能網格；城市交通；交通氣象服務

中圖分類號 U492 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2025）05-0019-03

0 引言

隨著生活質量的提升和科學技術的發展，以常規站點為基礎的監測預報產品和以行政區域劃分的氣象預報已不能完全滿足交通、水利等相關部門的專業氣象服務需求[1]。而智能網格預報針對每個網格進行，實現了由站點到格點的全新變革，大大提高了多源氣象數據的融合應用能力、預警預報關鍵信息的綜合提煉能力、預報技術的自主積累能力，以及預報與服務需求的雙向互動能力，全面提升了氣象預報的客觀化、精準化和智能化水平[2-6]，這恰好與交通信息系統的特點相匹配，通過智能網格預報技術可以切實解決智能交通信息系統的瓶頸問題[7-8]。該文面向交通服務需求，基于智能網格天氣預報設計了交通氣象預報服務系統，其依托大數據自動采集、建模、預警技術，最大限度地減少氣象災害對交通的不利影響、降低道路的自然災害受損程度、確保交通更好地服務于經濟發展和群眾出行，具有積極意義。

該系統的建立，既豐富了武漢市專業氣象服務的產品體系，也實現了智能網格預報產品在專業氣象預報服務中的應用。

1 系統總體構架

武漢市城市骨干道路交通氣象服務系統是集硬軟件于一體的綜合性道路交通氣象服務平臺，應用了自動站網格化和省級智能網格預報及新一代氣象技術，是基于智能網格的路段交通氣象預報服務系統的設計與開發，其系統架構圖如圖1所示：

從邏輯結構上看，在運行維護體系和安全保障體系的支撐下，自下向上可分為支撐、數據資源、應用支撐、業務應用、用戶及標準規范體系和安全防護六個層次。

（1）支撐層

支撐層主要是構建平臺的網絡環境與運行環境，是支撐平臺運行的基礎。通過安全系統、網絡系統、主機系統、存儲系統等硬件設備的支撐，為平臺提供安全保障、網絡聯通、服務運行、數據存儲等方面的支持。

（2）數據資源層

數據資源層是系統的核心部件，主要是對氣象觀測資料、氣象預報產品、氣象數據進行采集、分析、存儲、管理，對外提供數據通信接口等，并匯集加工平臺生成的產品資源。

（3）應用支撐層

應用支撐層為各系統提供公共基礎模塊組件的支撐，包括OGC服務、數據接口、地圖組件、圖表組件、訂正組件、解析組件、消息總線、Weboffice組件、分發引擎、日志組件等。

（4）業務應用層

武漢城市骨干道路交通氣象站一期建設項目主要包括道路交通氣象精細化預報方法研究、道路交通氣象短時預報方法研究、道路交通氣象數據收集和共享子系統、道路交通氣象觀測子系統、道路交通氣象預報子系統、道路交通氣象服務子系統、道路交通氣象發布子系統、道路交通氣象服務決策指揮子系統、系統配置管理等。

（5）用戶層

用戶是系統的服務目標，通過平臺為業務用戶、一般用戶、管理用戶人員等提供各類信息服務和管理。

（6）標準規范體系和安全防護體系

標準規范體系主要包括技術、管理等各方面的標準和規范。在整個項目實施過程中必須嚴格遵循國際、國家及行業相關標準規范。

安全防護體系涉及系統各個層面的安全技術與措施，為整個系統提供鑒別，訪問控制，抗抵賴和數據的機密性、完整性、可控性、可用性等安全服務，形成集防護、檢測、響應、恢復于一體的安全保障防護體系。

2 系統主要功能

2.1 綜合監測實況展示及預警

基于WEBGIS地圖，展示所有交通站站點的高影響天氣、道面溫度、能見度、路面狀況、特殊天氣數據，可切換不同的要素進行相應數值的查看。在地圖上選擇不同的交通站點，將顯示對應站點的動態分析情況，包括站點的累計降水、最大風速、最低能見度、路面最低溫度、路面最高溫度，以及溫度、風速、能見度、降水等要素的演變曲線。該模塊界面如圖2所示：

2.2 基于智能網格的分路段交通氣象預報預警

利用智能網格天氣預報數據對道路交通進行反演，同時對反演結果設定閾值，超過閾值后將顯示預警等級，并對有預警的道路進行渲染。預警要素分為8個道路交通要素，分別是路面高溫、路面低溫、大風、道路積雪、爆胎指數、能見度、道路積水和色斑圖。右側面板為道路預警、橋梁預警的功能切換按鈕。該模塊界面如圖3所示。

2.3 基于智能網格的橋梁氣象預警

基于WEBGIS平臺，疊加武漢市主要橋梁圖標，通過要素預報訂正的各要素預報值與系統設置的對應閾值，實現橋梁預警，根據不同的預警等級，顯示對應顏色的橋梁圖標。可切換底部時間軸上的起報時間、時間間隔、預報時間查看對應時間下的橋梁預警信息。該模塊界面如圖4所示。

2.4 產品制作及后臺管理功能

在制作時間段時，可新建、保存、提交預報內容；在下方的標題欄內錄入所需內容，當保存提交后，則會在右側的對應分類狀態中從未做變成已做。點擊參考欄的時間按鈕，可按時間或按崗位查看今天、昨天、前天所制作的分類內容。

系統后臺具備分類管理、模板創建、制作時間設置、發布渠道設置、留痕管理、服務器監控等功能。

3 結語

該文詳細介紹了武漢市基于智能網格的分路段交通氣象服務系統的總體架構和主要功能。該系統依托智能網格預報產品，集成了道路信息、氣象監測、分路段氣象預報預警等信息，實現了精細化、模塊化和智能化的交通氣象要素預報預警功能，為交通氣象預報服務提供了一個集約化、流程化、信息化、智能化的綜合業務平臺，有效地提高了交通氣象預報業務產品的工作效率，大幅提升了交通氣象服務能力和水平。

在以后的工作中，將繼續加強城市骨干道路交通氣象影響的研究工作，隨著智能網格預報水平的提升，該系統還將不斷優化和提高。

參考文獻

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