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江苏省高速路网道路低温时空分布及预警模型对比研究
| 论文题名： | 江苏省高速路网道路低温时空分布及预警模型对比研究 |
| 关键词： | 高速路网;路面低温;朴素贝叶斯;支持向量机模型;低温时空分布;预警模型 |
| 摘要： | 为了更好地提供道路交通低温灾害的预警，减轻道路结冰给车辆行驶造成的危害，本文对2013-2016年冬季江苏省高速公路网路面低温开展研究，得到基本结论如下: 1.分析江苏省近4a冬季路面低温的时空分布特征后发现:(1)全省高速公路路面最低温度分别小于0℃、-2℃和-5℃的出现频率均呈“北高南低”分布，0℃以下路面低温的发生频率从北部70％递减到南部的20％，全省各路段都存在着一定低温导致道路结冰的风险。(2)冬季3个月中，1月路面低温频率最高，近4a冬季中，路面平均温度呈逐年上升趋势，0℃低温的发生频率相应的呈逐年下降趋势，而-2℃和-5℃低温从2013到2015年下降之后在2016年又有回升。(3)在“三纵两横”的5个主要路段中，沪宁高速的低温出现频率最小，而5个主要路段的气温、路面温度和路基温度的平均日变化分布曲线基本一致。0℃以下低温出现的时次比较分散，在下午18时到次日凌晨05时都有一定频率的分布，而0℃低温消失的时次则集中在早上06-07时。 2.在分析3个典型寒潮个例影响道路低温时发现:(1)寒潮天气导致路面低温发生的范围存在差异，强烈的冷空气输送可使江苏全省几乎都产生-5℃以下的路面低温。虽然南部的路面温度多数时间要高于北部，但南部的路面温度变化的剧烈程度大于北部。(2)在5个主要路段中，沪宁高速受寒潮影响产生低温的幅度最小、持续时间最短。在3次寒潮个例中，宁宿徐高速的M9355站、宿淮盐高速的M9318站、沿海高速的M9328站均有2次成为所在路段路面温度最低的站点。(3)虽然3个个例中道路低温产生的宏观天气背景都是冷空气南下，但能量收支的时间变化及其空间差异却是不同路段路面温度出现时空差异的重要原因。 3.利用多元线性回归、朴素贝叶斯和支持向量机，开展了路面低温预警的统计建模与预报试验。研究结果表明:(1)在对京沪高速M9308站的单站建模与预报试验中发现，路面低温预报因子组合中以13时气温、13-18时气温变温、13时路面温度、13-18时路面变温、13时路基温度、13-18时路基变温、18时相对湿度和18时风速U分量为自变量组合的预报方程效果最好。(2)就全省高速公路网而言，3种统计预报模型的路面低温预报准确率均超过75％，通过对全路网路面低温预报的试验结果对比发现，多元线性回归方法对江苏省北部路网的预报效果最好，预报准确率大多在85％以上;而支持向量机模型对江苏省南部路网的预报效果最好，大部分站点的低温预报准确率达95％以上。 |
| 作者： | 董天翔 |
| 专业： | 应用气象学 |
| 导师： | 李映雪;包云轩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京信息工程大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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