广南高速公路道路封闭与不良气象条件的相关性研究

周子钦 卢德全 孙雷果

摘 要：交通运输与气象因素之间存在较为密切的关系。为深入了解不良气象条件对广（元）南（充）高速公路道路封闭的影响程度，本文基于2013—2018年广南高速公路的道路封闭数据，统计分析了区域内高速道路封闭的次数、诱因、变化特征，同时利用高速道路封闭事件发生时的天气要素特征进行了统计对比分析。结果表明，每年的10月到次年2月是高速道路封闭事件的高发期，每日的清晨至上午是高速道路封闭事件的高发时段。高速道路封闭事件与大雾、降水（积水）、降雪（积雪）和道路结冰等不良气象条件存在高度相关性。

关键词：广南高速;不良气象条件;道路封闭;变化特征;相关性

中图分类号：P49文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）35-0146-04

Abstract： There is a close relationship between transportation and meteorological factors. In order to understand the impact of adverse weather conditions on the road closure of Guangyuan-Nanchong Expressway， based on the road closure data of Guangyuan-Nanchong Expressway from 2013 to 2018， this paper statistically analyzed the number of expressway closures in the region， incentives， and change characteristics， and used the weather element characteristics when the highway closure event occured to carry out a statistical comparative analysis. The results show that every year from October to February of the following year is the high-incidence period of highway closure incidents， and the dawn to morning is the high-incidence period of highway closure incidents. High-speed road closure events are highly correlated with adverse weather conditions such as heavy fog， precipitation （water accumulation）， snowfall （snow accumulation） and road icing.

Keywords： Guangyuan-Nanchong Expressway;adverse weather conditions;road closure;change characteristics;correlation

我国高速公路发展迅猛，已经构建完善的全国高速公路网。雨、雪、雾等不良气象条件会对高速公路正常运行带来巨大影响，大雾、降水、降雪和路面结冰等不良通行环境条件还将导致交通事故频繁发生。目前，国内在不良气象条件下的道路交通管理研究与应用还处于起步阶段，主要是借鉴国外早期技术经验，即加强道路沿线气象环境监测，并通过可变信息标志等电子标牌进行信息发布。近年来，高速公路公司与属地气象部门的合作日益密切，高速公路沿线气象预报预警与专业化服务方面有所进展。本文基于2013—2018年四川广南高速公路有限责任公司（下称广南高速公司）收集的道路封闭数据以及对应实况气象资料，分析导致道路封闭的相关原因，对比各类不良气象条件对其的影响，旨在找出各类不良气象条件下高速道路封闭发生的规律以及各类不良气象条件对高速道路封闭的影响程度，从而指导气象部门、交通运输管理部门与高速公路公司提供有效的交通氣象服务并制作相关服务产品。开展各类不良气象条件与高速道路封闭的关系研究，对于提升气象部门的道路交通气象服务能力、提高气象服务的专业性和针对性具有积极作用。

1 不良气象条件对高速交通的影响

根据近年全国公路交通阻断信息统计分析结果，全国累计报送的高速公路及国省干线公路交通阻断事件中，大约有三分之一是雨、雪、雾等不良天气所致，其中雾天又约占不良天气原因中的70%[1-4]。雨、雪、雾和大风等不良气象条件能够降低道路能见度、影响驾驶员视觉、降低路面摩擦系数、影响车辆行驶稳定性等，很容易诱发交通事故，高速管理部门在必要时就采取了封闭高速的方式阻断通行，避免发生重大交通事故。公安部道路交通事故统计年报显示，每年雨、雪、雾等不利天气条件下发生的道路交通事故在事故总数中的占比超过10%，对于高速公路而言，不利天气条件对高速公路影响更大，占比大约是20%;发生在能见度200 m以下的事故约占总数的一半。不良天气已经成为高速公路上连环追尾多车相撞重特大交通事故的最主要致因，降雨和大雾是排在前两位的高速公路交通事故影响因素[5-9]。由此可见，做好不良气象条件下的出行信息服务、应急保通保畅、交通安全运行和路网协同组织等工作，已成为各级交通运输部门和相关从业者所面临的一项重要任务。

通过走访四川高速交警五分局、南充交通和路政管理部门、广南高速公司，笔者与相关领域的一线工作人员交流，了解实情并达成共识——高速道路封闭事件的发生与不良天气存在一定的关系，同时了解到高速公路相关工作人员对交通气象服务的必要性和重要性的认识。结合国内相关交通气象服务文献，笔者认为，不良气象条件对高速道路封闭的影响是多方面的，各类不良气象条件对驾驶员、道路环境等的影响是不一样的。本文将分析各类不良气象条件对高速道路封闭的具体影响，并提出一些参考意见。

2 资料处理与分析

2.1 资料来源

2013—2018年广南高速道路封闭资料由广南高速公司监控中心提供;实况气象资料由四川省南充市气象局提供。本文根据高速道路封闭事件发生的时间，反查实况气象要素资料来进行统计和分析。

2.2 资料选取

G75兰海高速广南段是国家高速公路网规划的南北走向的组成部分，也是川东北地区南北向重要交通通道。项目路线起于广元市罗家沟，止于南充市秦家沟，路线全长为201 km，2012年3月31日正式通车。本研究通过统计整理出广南高速公路2013—2018年高速道路封闭事件总次数为907次，通过筛选剔除非气象因素导致的高速道路封闭事件，得出2013—2018年不良气象条件下高速道路封闭次数为333次，采集每次高速道路封闭事件发生时的天气实况资料，分析高速道路封闭与各类不良气象条件的相关性。

2.3 资料分析

高速道路封闭事件发生的原因有很多，比如，大型交通事故、地质灾害、高速道路抢修等会造成高速公路交通阻断，而不良气象条件会严重影响车辆平均行驶速度、导致道路通行能力下降，更为严重的诱发交通拥堵甚至封闭中断，所以不良气象条件也是导致高速道路封闭发生的重要原因之一。

从图1中可以看出，2013—2018年广南高速道路封闭事件中，非气象因素占一半以上，经调查，主要为道路施工和重大交通事故导致的短时短距的道路封闭事件。而气象因素导致的高速道路封闭占封闭事件总数的三分之一以上，普遍为长时长距的道路封闭事件，如表1所示。由此可见，不良气象条件对高速公路正常的交通运输产生了明显的影响。在这些不良天气情况下，驾驶人受到很大影响，通行速度明显下降，机动车的制动稳定性、转向稳定性都将变差，车辆容易打滑、跑偏，制动距离显著延长或制动失效等。为了避免交通事故的发生，交通运输管理部门就会采取封闭高速道路的措施。

由图2可以看出，在气象因素导致的广南高速道路封闭事件中，大雾天气明显占有很大的比重，其次是降水（积水）、道路结冰，其他因素相对较少。四川由于特殊的盆地地形和湿润的气候特征，多受辐射雾影响[10]，高速公路封道事件发生频繁。大雾天气对交通的影响不仅与雾的浓度有关，还与雾的持续时间有着密切关系。大雾从产生到消散需要一定的时间，这一过渡过程使得驾驶员很难正确判断自己的行车状态。由于雾对人视力的影响，雾的能见度约束了人眼的视线范围，所以在低能见度条件下，车辆的安全车速很低。同时大雾天气不仅会引起空气湿度增大，还增加了路面及车辆轮胎表面的雾水，从而影响车辆轮胎与路面的附着系数。路面附着系数减小，使得车辆与轮胎之间的附着力大大降低，影响汽车驱动和制动性能的发挥。在雾天，汽车制动性能的变化往往容易被驾驶员忽略而造成交通事故[11]。所以，高速道路管理部门针对能见度极低的大雾天气会考虑采取封闭道路的方式来控制通行流量，避免交通事故的发生。

在降水（降雪）条件下，驾驶员视线受阻，往往容易出现情绪焦虑、无法集中注意力等情况。调查表明，雨量或雪量的大小、降水（降雪）的持续时间会对驾驶员产生不同影響。同时，路面积水（积雪）易引起水膜滑溜现象。随着汽车行驶速度的增加，轮胎实际接地面积逐渐减小，而被水膜隔开的面积逐渐增加，当达到一定车速时，轮胎与路面完全失去接触，在积水路面上向前滑动，形成水膜滑溜，汽车将会失控，导致发生交通事故。这类不良气象条件对车辆制动效果的影响不能忽视，而当积水或积雪进入制动器后，短时间内制动效能将会降低，产生水衰退性，影响车辆制动能力[12]。

在结冰道路上行驶时，驾驶员无法准确判断路况信息，交通事故很容易发生。此外，道路结冰时，轮胎与地面的附着系数较小，车辆容易打滑，刹车距离增加，当处于急弯道路时，车辆更加容易发生侧滑，造成事故。但广南高速全路段低温天气总日数较少，降雪和道路结冰现象发生少，且主要集中在部分高海拔山区路段，所以其受此类不良气象条件的影响所占比例明显较少。

虽然滑坡及其他不良气象条件对高速道路交通有不同程度的影响，但近年来，四川省高速道路基础建设水平不断提高，且川东北地区地质结构相对稳定，不属于水土流失严重地区，所以从统计结果看来，广南高速受此类不良气象条件的影响所占比例最低。

3 高速道路封闭事件变化特征

3.1 高速道路封闭月变化特征

对2013年1月至2018年12月31日广南高速道路封闭数据逐月进行统计，结果如图3和图4所示。统计结果显示，10月到次年2月是广南高速各类不良气象条件下道路封闭事件的高发期，其数量占全年高速道路封闭事件的85.89%。

3.2 高速道路封闭月变化原因分析

高速道路封闭是相关管理部门为了避免发生交通事故所采取的管理手段，而对高速交通能够产生影响的不良气象条件主要为大雾、降水（积水）、降雪（积雪）和道路结冰等。秋冬季以及初春时节，大雾、降雪（积雪）、道路结冰发生的次数较多。而全年能够对高速道路通行产生明显影响的降水（积水）、滑坡等不良气象条件主要集中在汛期且次数不多。

3.3 高速道路封闭日变化特征

下面分析广南高速道路封闭事件的开始时间和结束时间。图5是2013—2018年广南高速各类不良气象条件下高速道路封闭事件开始时间频率的日变化，从图中可以看出，道路封闭事件一般在夜间21：00至次日中午12：00开始，主要集中在23：00至次日03：00，其发生数量约占总数的77%。2013—2018年广南高速各类不良气象条件下高速道路封闭结束时间频率的日变化如图6所示，其一般在07：00至12：00结束，约占总数的86%。以上结果表明，广南高速各类不良气象条件下高速道路封闭事件发生开始时间大多在清晨，结束时间大多在上午[13]。

3.4 高速道路封闭日变化原因分析

根据日变化特征可得，广南高速各类不良气象条件下道路封闭主要发生在清晨至上午这段时间内。其原因是在各类不良气象条件中，需要对高速道路采取强制性管控手段（即道路封闭）的主要为影响能见度的大雾天气，此类天气现象的出现时间集中在清晨至上午时间段内。其余各类不良气象条件发生概率较低，对高速道路的影响相对有限。

4 结论

本文统计并分析了广南高速路段内道路封闭事件发生的次数、诱因、变化特征，着重探讨了不良气象条件对高速道路封闭事件的影响，结合高速交通管理部门的经验和相关研究，得出以下结论。

导致高速道路封闭的因素是多方面的，气象因素、交通事故、道路维修等都是高速道路封闭事件发生的主要原因，其中部分因素是不可控的。本文主要通过阐述不良气象条件对高速道路通行情况的相关影响，以期为相关管理部门提供参考，使其合理制定高速道路封闭方案。其间针对广南高速路段特殊地理环境，结合川东北气候条件，分析出大雾、降水（积水）、降雪（积雪）和道路结冰这些不良气象条件是导致高速道路封闭事件发生的主要气象因素。通过对高速封闭事件发生的变化特征进行统计分析，笔者发现，每年的10月到次年2月是高速道路封闭事件的高发期。季节变化会对高速道路封闭事件发生有一定的影响。另外，每日的清晨至上午是高速道路封闭事件的高发时段。

参考文献：

[1]交通运输部公路局.2010年度全国干线公路网运行分析报告[R].北京：交通运输部公路局，2011.

[2]交通运输部公路局.2011年度全国干线公路网运行分析报告[R].北京：交通运输部公路局，2012.

[3]交通运输部路网监测与应急处置中心.2012年度全国干线公路网运行分析报告[R].北京：交通运输部路网监测与应急处置中心，2013.

[4]交通运输部路网监测与应急处置中心.2013年度全国干线公路网运行分析报告[R].北京：交通运输部路网监测与应急处置中心，2014.

[5]公安部交通管理局.道路交通事故统计年报（2008年）[M].无锡：公安部交通管理科学研究所，2019：1-3.

[6]公安部交通管理局.道路交通事故统计年报（2009年）[M].无锡：公安部交通管理科学研究所，2010：1-4.

[7]公安部交通管理局.道路交通事故统计年报（2010年）[M].无锡：公安部交通管理科学研究所，2011：1-3.

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