[发明专利]一种基于动态方法预报道路结冰的系统

权利要求书

1.一种基于动态方法预报道路结冰的系统，其特征是：包括以下模块：资料同化模块、数据校正模块、结冰等级判定模块和结冰预警模块；各模块的功能如下：

资料同化模块：利用大量的道路结冰的图片作为数据集，创建对应的训练集和测试集；将上述数据结果与欧洲中期气象预报中心的EC数值预报模式、美国国家环境预报中心的GFS数值预报模式初始场、边界场的数据导入数据池，然后通过运用三维变分算法进行资料同化；资料同化完成后，得到高精度地形的气象预报数据。

数据校正模块：首先，接入气象预报数据和该预报结冰地点的实况探测数据；其次，采用建立多元线性回归模型的方式，将时间序列分为训练期、预报期；在训练期，建立预报值与观测值的多元线性回归模型，通过使用预报值与观测值的多元线性回归分析，确定预报结果的权重系数，并以此权重系数获得预报期的最终预报结果。

结冰等级判定模块：利用发布或采集到的气象数据，包括降雨量、降雪量、气温、湿度、风力等级以及持续时间，对路面结冰的情况进行等级评定，具体方法如下：

从低到高设置蓝、黄、橙、红、紫五种等级预警，对常见的导致路面结冰的气象条件等级进行预警判定，包括：霜冻、降雨、凝冻、雨夹雪和降雪；再根据气象条件等级对路面结冰等级进行判定，路面结冰等级与出现的气象条件最高的等级一致，同时发生两个同等级预警，则结冰预警上调一级；具体判定规则如下表：

结冰预警模块：预测出整个区域的道路结冰状况，并将结冰情况划分为相应的结冰等级；等级划分结果发送到云端平台。

2.根据权利要求1所述的基于动态方法预报道路结冰的系统，其特征是：所述路面结冰等级判定的具体步骤为：S1、凝冻等级判定：地表温度小于0℃，且有降雨无降雪，即为凝冻现象；根据凝冻值和持续时间对凝冻等级进行判定，具体判定规则如下表：

其中当地表温度在-1—0℃之间，每小时降雨量大于1mm时，凝冻值为1；地表温度在-1—0℃之间，每小时降雨量小于1mm时，凝冻值为2；地表温度小于-1℃，每小时降雨量大于1mm时，凝冻值为2；地表温度小于-1℃，每小时降雨量小于1mm时，凝冻值为3；

S2、霜冻等级判定：每小时降雨量小于1mm，空气中相对湿度高于90％，气温在0.5℃以下，容易出现霜冻现象；根据气温、湿度、持续时间和风力对霜冻等级进行判定，具体判定规则如下表：

S3、降雨等级判定：降雨量大于1mm，气温小于2℃，路面易结冰，根据气温、降雨量和持续时间对降雨等级进行判定；具体判定规则如下表：

S4、雨夹雪等级判定：气象数据中同时出现降雨和降雪的数据，可判断为雨夹雪现象，且地表温度小于0.5℃，即可判定路面会结冰；根据气温、累计降雨量和降雪量、持续时间对雨夹雪等级进行判定，具体判定规则如下表：

S5、降雪等级判定：气象数据中出现降雪的数据，且地表环境温度小于2℃，此时路面易结冰；根据气温、3小时降雪量和6小时降雪量对降雪等级进行判定，具体判定规则如下表：

3.根据权利要求1所述的基于动态方法预报道路结冰的系统，其特征是：所述高精度地形范围为1～2km。

4.根据权利要求1所述的基于动态方法预报道路结冰的系统，其特征是：所述训练期为滑动训练期，系统不断接入后续的实况数据与预报结果，进行对比验证，获得最新的权重系数。

5.根据权利要求2所述的基于动态方法预报道路结冰的系统，其特征是：所述雨夹雪气象条件的判断分为两种情况：降雨量大于0.5mm且降雪量大于0mm；降雨量大于0.5mm，气温小于1.5℃。

6.根据权利要求2所述的基于动态方法预报道路结冰的系统，其特征是：所述降雪气象条件的判断分为两种情况：降雨量为0mm,降雪量大于0mm；气温小于0.5℃时，降雨量数值均转化成降雪量数值，累计为降雪量。