1、前言

近年來，我國高速公路建設的發展非常迅速，自1988年建成我國第一條高速公路以來，目前我國高速公路總里程已接近2萬公里，僅次于美國，躍居世界第二位。高速公路的發展對國民經濟產生了越來越重要的影響。

縱觀我國有關高速公路氣象環境監測的情況，存在以下幾個特點：一是我國關于高速公路霧天通行的管理發展迅速，指標先進，但因種種原因，保障措施跟不上，故管理被動、滯后。二是我國幾乎每條高速公路建設時，雖然安裝了一些氣象站、能見度監測儀，這些設施大部分為進口設備，價格昂貴，起點指標技術先進，但數量偏少、使用不當，缺少像氣象部門那樣的專業化的維護保障。三是應用水平偏低，造成設備發揮不了應有的效益，在實際工作中仍然采用傳統的人工霧情報告、人工疏導等管理技術和措施。

2、系統需求及特點

天氣環境條件監測是高速公路科學運營的一個重要依據，雨、雪、霧、積雪、結冰等情況對高速公路的運營都有直接的影響。據統計，霧、雪、路面結冰是對公路交通安全影響最大的氣象因素，每年的群死群傷惡性交通事故中相當大的比例發生在這三種氣象條件下。它們對高速公路的影響主要反映在安全、經濟效益、社會影響、和引進的交通問題等四個方面。

A、安全影響：
在大霧等低能見度的氣候條件下，高速公路很容易引發多車相撞的惡性交通事故，這類交通事故往往造成相當驚人的損失，霧害已成為交通安全的第一殺手。

B、經濟效益影響：
交通事故不但造成了重大的人員傷亡， 還帶來另外重大的經濟損失。在大霧、下雪、結冰等天氣情況下，往往采取關閉高速公路的辦法來有效地杜絕交通事故，但關閉帶來的直接經濟效益損失是非常可觀的。不能準確判斷各類型天氣條件下高速公路的行車等級也會帶來不必要的經濟損失。

C、社會影響：
由于高速公路重大交通事故比例高，人員傷亡大，人們對高速公路產生了潛在的死亡恐懼。據調查，在鐵路交通方便的出行中出者還是寧愿選擇鐵路交通。

D、交通問題：
封閉高速公路給周邊城鎮的交通帶來了極大的壓力，特別是交通容量小的小城鎮，造成嚴重的大面積的交通阻塞和交通癱瘓。

3、系統設計方案

在高速公路的建設與運營管理中，實施高速公路氣象環境監測站的建設，是高速公路日常運營管理的基礎平臺??監控系統的重要組成部分。它可有效提升高速公路運營管理的整體服務水平，提高公路在惡劣天氣條件下的安全和道路通行能力。據有關資料記載，美國猶他州在經過鹽湖城約旦河的州際公路在長3公里路段設置了4 個氣象監測器；卡洛萊納州在庫珀河上 11.3 公里的跨江道路段上，設置了5套氣象監測器；田納西州東南部在30.6公里的道路上設置了 8 套氣象監測器；等等。通過外場氣象監測站的設置，其形成的道路天氣信息系統，正在形成的道路天氣信息系統（RWIS），并逐漸成為智能交通系統（ITS）的一個有機組成部分，其應用范圍和功能正在隨之擴大，并逐步標準化。

在我國，交通部門與氣象部門聯手展開了“公路氣象災害預報預警體系”的專項研究，形成了廣泛共識。綜合考慮我國國情和高速公路的發展趨勢，我國高速公路氣象環境監測在設計上側重考慮以下幾個方面：

A、氣象與交通行業信息共享平臺的建立
氣象行業背景場形勢與高速公路沿線氣象與環境要素的監測實況應該在一個統一的信息平臺下加以利用，以形成優勢互補。兩行業在網絡上構筑信息通道，以便實時導入國家基礎氣象臺站的實況資料和天氣預報信息，這兩部分信息將構成本系統的基礎信息之一。

B、靈活高效的公路沿線監測子站的布設
應在沿線相對均勻地布設一定數量的交通氣象環境綜合監測站作為數據基準參考站，所謂基準參考站就是要求該站的數據完整性、準確性相對比較高，以便今后對其進行沿線氣象環境特征的分析和研究。我們推薦的站型是CAMS620-HW公路監測站，一款專為交通氣象服務而特別設計的典型交通氣象站。監測溫度、濕度、降水量、風向、風速、能見度及各類雨雪霧天氣現象等影響交通安全的氣象要素，主要用于及時發現交通沿線各種異常交通環境因素變化和氣象狀況，為氣象部門的交通氣象服務提供實時的監測數據。

應在霧多發地段加密布設霧監測子站。我們推薦的是HSC-PEF22交通天氣現象儀，主要監測能見度狀況或各類雨雪霧天氣現象。

應適當布設常規自動氣象站以強化沿線的氣象背景場信息。
高速公路沿線的攝像裝置、通信裝置是本系統的重要的、有益補充手段，能在許多特殊時刻發揮重要作用。

C、及時的災害實況及預警發布系統
應建立適合交通部門的短時預警模式，以氣象背景場和沿線實況為輸入，實時運算出交通氣象災害爆發幾率，并及時通過沿線電子警示牌和各種公眾媒體發布公路氣象災害情況和預警等級。

D、系統性與規范化
為了確保系統的有效性，實現基礎氣象信息的導入，必須遵守已形成的行業標準并簽訂共同遵守的規范，使系統能結合氣象部門和交通部門兩方面的優勢，共同為社會提供優質的交通氣象保障和服務。基礎數據庫要求采用統一的數據結構規范模式，保證數據的統一性、完整性和有效性，做到數據采集制度化、信息形式標準化、信息內容系統化、信息儲存檔案化。以達到信息橫向、縱向貫通一致、數據共享的目的。