冬季路面低溫作為路面結(jié)冰的先決條件,其監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)和研究對(duì)道路交通安全具有重要意義。準(zhǔn)確預(yù)報(bào)冬季路面溫度,既能提升氣象部門的業(yè)務(wù)技術(shù)和服務(wù)水平,也能提高道路養(yǎng)護(hù)部門的工作效率,更重要的是能提醒司機(jī)行車安全,保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。本文使用江蘇省高速公路交通氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（AWMS）中的實(shí)時(shí)觀測(cè)資料、相關(guān)地理信息資料以及試驗(yàn)觀測(cè)得到的路面熱譜數(shù)據(jù),使用機(jī)器學(xué)習(xí)方法（隨機(jī)森林回歸）和地統(tǒng)計(jì)插值方法（張力樣條插值方法）,分析了寧宿徐高速公路北段路面溫度分布特征,建立了寧宿徐高速公路北段路面溫度的未來(lái)1h預(yù)報(bào)產(chǎn)品框架,以期為未來(lái)江蘇省整個(gè)高速公路網(wǎng)冬季路面溫度和路面結(jié)冰的預(yù)警預(yù)報(bào)奠定基礎(chǔ),也為今后使用機(jī)器學(xué)習(xí)方法預(yù)報(bào)路面溫度提供技術(shù)支撐,從而為我國(guó)交通氣象實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、智能化服務(wù)提供參考依據(jù)。研究得到以下結(jié)論:（1）寧宿徐高速公路北段多年平均冬季路面溫度高于0℃,夜間路面溫度低于白天。北部交通氣象站點(diǎn)的路面溫度低于南部,靠近服務(wù)區(qū)交通氣象站點(diǎn)的路面溫度高于普通路面交通氣象站點(diǎn),更高于靠近橋梁和水體的交通氣象站點(diǎn)。（2）隨機(jī)森林回歸法可以用來(lái)預(yù)報(bào)寧宿徐高速公路北段的冬季路面溫度,但它的特征輸入方案和參... 

【文章來(lái)源】：南京信息工程大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

中國(guó)高速公路總里程（萬(wàn)公里）年度數(shù)據(jù)

12]，對(duì)行車安全間接造成危害�？梢姡瑴�(zhǔn)確預(yù)報(bào)路面低溫，做好高速公路路面低溫和路面結(jié)冰監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)，對(duì)保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)快速發(fā)展具有重要意義。1.2國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展1.2.1路面結(jié)冰研究進(jìn)展路面結(jié)冰是影響冬季交通運(yùn)輸安全的主要?dú)庀鬄?zāi)害之一[6]。路面結(jié)冰會(huì)導(dǎo)致路面摩擦系數(shù)降低，引起路面濕滑，引起車輛側(cè)翻或打滑，造成嚴(yán)重的交通事故，危害人民生命財(cái)產(chǎn)安全[13]。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)形成路面結(jié)冰的物理機(jī)制和結(jié)冰特征、路面結(jié)冰時(shí)間的預(yù)測(cè)、路面狀態(tài)的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)以及路面濕滑的分類預(yù)警開展了不少研究（圖1.2）。圖1.2路面結(jié)冰研究進(jìn)展路面結(jié)冰是指潮濕的路面在路面溫度達(dá)到0℃及以下時(shí)，路面發(fā)生結(jié)冰的現(xiàn)象[14-17]�？梢姡访娉睗褚约奥访鏈囟仍�0℃以下是路面結(jié)冰的兩個(gè)必要條件[18-19]。它一般發(fā)生在冬季和早春時(shí)期（當(dāng)年11月到次年4月之間）[20-21]，通常出現(xiàn)在夜間和凌晨，以在后半夜出現(xiàn)居多[22]。由于氣溫、風(fēng)速、相對(duì)濕度等氣象因素[23-25]以及道路建筑及鋪設(shè)材質(zhì)等物理因素[26-27]的不同組合，導(dǎo)致不同路段周圍的局地氣候環(huán)境存在差異，路面結(jié)冰的空間分布也因此存在顯著的差異性。結(jié)合多數(shù)學(xué)者的研究結(jié)論[19-22]來(lái)看，當(dāng)路面潮濕，路面溫度和氣溫都小于0℃且路面溫度略高于氣溫，風(fēng)速較小且保持在4m/s以下，相對(duì)濕度較高且通常在80%以上時(shí)，路面容易出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。此外，楊武杰等[28]基于內(nèi)蒙古路面結(jié)冰現(xiàn)象，首次分析和研究了其對(duì)應(yīng)的天氣和環(huán)流背景，最終總結(jié)出六種可能引起

返穆訪嫖露扔捎詰乩?位置、天氣條件的不同，會(huì)存在明顯的空間差異性，相同天氣條件下通常橋面溫度低于路面溫度、更低于普通地面溫度[26]。不同材質(zhì)（水泥、瀝青、土壤等）鋪設(shè)而成的下墊面溫度變化趨勢(shì)基本一致，但由于材質(zhì)本身比熱容的差異，下墊面溫度變化量會(huì)存在顯著的差異[27、102]。路面溫度變化特征及其影響因素的研究為路面溫度預(yù)報(bào)提供了重要的理論基礎(chǔ)和參考依據(jù)。路面溫度的研究對(duì)象主要包括基于交通氣象站的單點(diǎn)預(yù)報(bào)和基于完整路段的面預(yù)報(bào)兩大類，而路面低溫預(yù)報(bào)的方法可以分為理論分析法和統(tǒng)計(jì)分析法兩大類（圖1.3，表1.1）。圖1.3路面低溫預(yù)報(bào)研究的主要框架理論分析法是根據(jù)數(shù)學(xué)物理方程，使用數(shù)值模擬來(lái)預(yù)測(cè)路面溫度的方法[83]。1957年，美國(guó)學(xué)者Baber[103]首次使用熱傳導(dǎo)方程推導(dǎo)出路面溫度場(chǎng)的計(jì)算公式，為此后使用物理模型預(yù)報(bào)路面溫度的預(yù)報(bào)奠定了研究基矗Dempsey[104]在Baber的基礎(chǔ)上，綜合了能量平衡理論和熱傳導(dǎo)模型，開發(fā)了一個(gè)可以評(píng)價(jià)多層路面系統(tǒng)溫度效應(yīng)的傳熱模型。此后，國(guó)外也有其他學(xué)者[105-107]借鑒其思路將該模型運(yùn)用到路面溫度預(yù)報(bào)中來(lái)。雖然國(guó)內(nèi)對(duì)路面溫度預(yù)報(bào)的研究開始得較晚，但基于熱傳導(dǎo)或路面能量平衡方程或二者結(jié)合建立的理論模型也已在滬寧高速公路[108]及徐州[109]、湖北[101-102]、南昌[110]等地區(qū)[111-112]的路面極值預(yù)報(bào)中使用。隨著研究的深入，不少學(xué)者[113-115]對(duì)該模型中的部分參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于隨機(jī)森林的雨天車輛跟馳風(fēng)險(xiǎn)行為研究[J]. 黃兆國(guó),過(guò)秀成,賈亮.  交通信息與安全. 2020(01)
[2]基于隨機(jī)森林的高寒濕地地區(qū)土地覆蓋遙感分類方法[J]. 侯蒙京,殷建鵬,葛靜,李元春,馮琦勝,梁天剛.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2020(07)
[3]基于隨機(jī)森林模型的超聲提取優(yōu)化紅花中兩種有效成分工藝研究[J]. 萬(wàn)浩宇,張洋洋,虞立,許守超,許華萍,金偉鋒.  中藥材. 2020(03)
[4]湖北省高速公路道路結(jié)冰預(yù)警模型[J]. 舒斯,熊守權(quán),陳英英,何明瓊,袁正騰,魯靜,崔楊,唐俊.  氣象. 2019(11)
[5]我國(guó)公路交通氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)隱患特征分析[J]. 張曉美,呂明輝,王毅,李筱竹.  災(zāi)害學(xué). 2019(04)
[6]淺談災(zāi)害性天氣影響下的交通氣象服務(wù)[J]. 梁燕.  科技風(fēng). 2019(25)
[7]基于道路環(huán)境因素的公路隧道交通事故預(yù)測(cè)[J]. 王蕾,邱鋒,夏永旭,韓興博.  隧道建設(shè)(中英文). 2019(08)
[8]國(guó)外公路交通氣象研究進(jìn)展[J]. 田華,張楠,張楷翊,楊靜,張慧辰.  氣象與環(huán)境學(xué)報(bào). 2019(03)
[9]基于氣象條件的河北高速公路通行狀況綜合風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)預(yù)報(bào)方法[J]. 曲曉黎,張娣,郭蕊,齊宇超,趙增保,吳丹.  干旱氣象. 2019(02)
[10]一種基于溫/濕度傳感器的橋面結(jié)冰預(yù)警系統(tǒng)[J]. 馬曉東,李晨晨,段肖,陳湘軍.  電子技術(shù)與軟件工程. 2019(07)

碩士論文
[1]路面狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究[D]. 王勇.華中科技大學(xué) 2019
[2]基于貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的高速公路交通事故研究[D]. 李康.北京交通大學(xué) 2017
[3]高速公路路面凝冰預(yù)警與交通流調(diào)度策略研究[D]. 尤謹(jǐn)語(yǔ).長(zhǎng)安大學(xué) 2016
[4]高速公路結(jié)冰監(jiān)測(cè)預(yù)警與抑冰材料應(yīng)用研究[D]. 資葵.長(zhǎng)沙理工大學(xué) 2016
[5]遼寧交通氣象預(yù)報(bào)方法研究[D]. 趙淼.蘭州大學(xué) 2015
[6]冰雪天氣下高速公路交通安全預(yù)警及處置措施研究[D]. 周士棟.長(zhǎng)沙理工大學(xué) 2015
[7]基于ARM的高速公路自動(dòng)氣象站的研制[D]. 蔣方勝.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[8]基于有限元數(shù)值模擬的水泥混凝土路面冰凍損傷機(jī)理研究[D]. 潘晨.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[9]遠(yuǎn)程自動(dòng)氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[D]. 郭楊.南京信息工程大學(xué) 2007



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