[发明专利]一种道路结冰预测方法及系统

说明书

本发明公开了一种道路结冰预测方法级系统，采用相关性分析方法，确定气象因子与道路结冰的关系，并结合道路车辆行驶速度验证因子对道路结冰的影响建立道路结冰影响指数方程，基于道路结冰影响指数方程和确定的道路结冰影响指数方程中各个参数的取值，计算全国道路结冰影响指数值，进而确定全国道路结冰影响指数值对应的全国道路结冰影响指数的预报级别，并根据全国道路结冰影响指数的预报级别，结合预报的气象因子信息和道路实况，预测全国道路结冰影响程度。本发明综合考虑了气象因子、道路因子和实时车辆因子数据，实现了基于多维度数据对道路结冰进行预测，大大提高了道路结冰预测方法的准确度和置信度，且无需在路面布置传感器。

技术领域

本发明涉及气象预报技术领域，更具体的说，涉及一种道路结冰预测方法及系统。

背景技术

道路结冰，在气象上是指雨、雪、冻雨或雾滴降落到温度低于0℃的地面而出现的积雪或结冰现象，因此将某时间段全国道路地面气温某一个时次出现≤0℃的情况界定为出现了道路结冰。通常包括冻结的残雪、凸凹的冰辙、雪融水或其他原因导致的道路积水，在寒冷季节形成的坚硬冰层。在道路结冰情况下，由于车辆轮胎与道路表面的摩擦系数大大减小，因此极易发生车体打滑，从而引发道路交通安全事故。

目前，对道路结冰的一种预测方法为：基于C4.5决策树算法预测道路结冰。具体为：以影响道路结冰的日积雪深度、日最低气温、日降水量等气象要素作为道路结冰模型的输入，将是否结冰作为道路结冰模型的目标变量，借助数据挖掘中C4.5决策树算法进行分类分析，得到便于预报员使用的预报道路结冰规则集。在进行道路结冰模型构建时，选取某城市道路结冰数据样本进行分类规则的学习，从而得到适合某城市的预报道路结冰规则集，并使用未参与道路结冰预测的气象数据对道路结冰预报模型的准确性进行验证。

由于道路结冰除受气象因素影响外，还受其他因素影响，比如，车辆通行速度的影响，因此，仅通过气象因素对道路结冰状态进行判断，准确度无法保证。另外，在已知道路结冰的路面上，如道路车辆过多、车速过快等因素影响，将会产生道路结冰状态无法长时间维持，或道路结冰强度值降低的情况，从而进一步导致上述道路结冰预测方法的准确度无法保证。

现有技术中，对道路结冰的另一种预测方法为：采用路面凝冰传感器实时探测当前路段的路表温度；在第一时间探测到第一路表温度小于或者等于预警温度时路面凝冰传感器进行凝冰监测；在第二时间探测到实际路面凝冰温度以及第二路表温度，并上传信息处理系统，由信息处理系统计算得出结冰预警时间。该道路结冰预测方法虽然可以对路面凝冰温度进行精确的预测，精确性和实时性都较高，但是该技术方案需要在路面附近按照已知的频率布置大量的传感器，对于全国范围内的道路结冰预测并不适用，仅适用于部分指定区域范围的道路结冰预测，且传感器布置密度，传感器软硬件成本等因素影响该方案的规模化部署和应用。

发明内容

有鉴于此，本发明公开一种道路结冰预测方法级系统，以实现基于多维度数据对道路结冰进行预测。

一种道路结冰预测方法，包括：

获取全国各地区的历史气象信息，所述历史气象信息中的气象因子包括：降水、积雪和气温，其中，气温包括：日最低气温和日平均气温；

采用相关性分析方法，确定所述历史气象信息中的气象因子与道路结冰的关系；

综合所述气象因子和道路车辆行驶速度验证因子对道路结冰的影响，建立道路结冰影响指数方程，所述道路车辆行驶速度验证因子为：将根据国家公路和城市道路等级划分标准，以及定义的不同公路及道路等级确定的适用机动车通行速度；

根据所述道路结冰影响指数方程和确定的所述道路结冰影响指数方程中各个参数的取值，计算全国道路结冰影响指数值；

从预先设置的道路结冰影响指数值和道路结冰影响指数的预报级别的对应关系中，确定所述全国道路结冰影响指数值对应的全国道路结冰影响指数的预报级别；