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高影响天气下我国交通气象灾害风险评估进展
导语:
在全球气候变化背景下,暴雨、浓雾、冰冻、大风、高温等高影响天气发生频率和强度不断升高,对公路、铁路、航空和水运安全运行构成严峻挑战。如何科学评估高影响天气对交通运输的灾害风险,推动从“灾后应对”向“灾前预防”转变,已成为气象、交通、应急管理等多学科交叉的研究热点。
近日,南京气象科技创新研究院刘端阳团队联合南京信息工程大学、中国气象局公共气象服务中心、交通运输部公路科学研究院、交通运输部路网监测中心等单位在《应用气象学报》刊发综述文章《高影响天气下我国交通气象灾害风险评估进展》。文章系统梳理了近30年我国交通气象灾害风险评估的最新成果,从风险评估理论框架、主要评估方法、不同交通运输方式评估差异三个方面展开,并展望了人工智能、智能驾驶、低空经济等新场景下的发展方向。
核心内容:
01
文章指出,近30年我国交通气象灾害风险评估在技术突破和方法迭代方面经历了三个阶段:
01
评估理论框架确立阶段
(1991—2010年)
随着高速公路快速建设,研究多聚焦气象致灾因子分析,逐步构建涵盖致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体暴露性、脆弱性和防灾减灾能力的评价指标体系,为后续研究奠定基础。
02
多灾种综合评估发展阶段
(2011—2020年)
在气候变化加剧和交通基础设施进一步完善背景下,GIS、数据挖掘等技术普及,评估从单一气象致灾向“人—车—路—环境”复杂系统拓展,指标体系从单一气象因子拓展为自然—社会复合系统,评估结果由简单数值变为可视化风险区划图。
03
数字化智能化服务阶段
(2020年起)
智慧交通和基于影响的预警成为行业刚需,大数据、人工智能、数字孪生等技术推动评估方法向智能化、动态化、服务化演进,评估单元细化到公里级甚至路段级,评估结果直接服务于路径规划和应急决策。
02
在技术方法上,文章梳理了我国交通气象灾害风险评估的迭代路径:
初期以经典统计回归和数学模型为主,将能见度、降水等气象因子与事故数、经济损失建立数学联系;
随后引入GIS深度应用与多源数据融合,形成风险指标体系及层次分析法、熵权法、组合赋权法、模糊综合评价等技术方法;
当前,机器学习与传统方法深度融合,并拓展至因果推断。将模糊集、D-S证据理论与贝叶斯网络结合,用于高速公路冻雨灾害评估,推动研究从相关关系分析向更具解释性的因果推断迈进;组合赋权法兼顾主客观信息,基于公里级路段的精细化评估成为主流。
03
文章分别梳理了公路、铁路、航空和水运四个领域的评估进展:
公路运输
路网规模大、暴露度高,是相关研究成果最丰富的领域。华北平原、黄淮地区雾害频发,东北、新疆北部及青藏高原东部以冰雪灾害为主,东南沿海及四川盆地强降雨频繁,西北地区大风、沙尘天气影响显著。风险区划普遍采用“致灾因子—孕灾环境—承灾体—防灾减灾能力”四维框架,并结合GIS空间分析绘制风险图。机器学习方法如C4.5决策树、主成分分析改进Logit模型、k-means聚类与风险矩阵结合等得到广泛应用。
铁路运输
高速铁路对安全要求严苛,风险评估更注重精准性和实时性。不同区域差异明显,新疆铁路沿线大风、沙尘和积雪灾害频发,青藏铁路雪灾和风吹雪严重,朔黄铁路暴雨引发洪涝风险,拉林铁路闪电、暴雨、暴雪、大风均有分布。评估方法以层次分析法和加权综合评价为主,大数据分析系统逐步应用于铁路灾害监测。
航空运输
对气象条件极为敏感,主要致灾因子包括低能见度、雷暴、台风、冰雪、大风及风切变等,影响集中在航班延误、取消、备降、机场关闭及起降安全。致灾临界条件依据民航运行规范设定,风险区划多基于历史气象数据和机场运行指标,采用模糊综合评价等方法。研究显示我国航空安全气象风险总体呈由北至南递增特征。
水上运输
航道和港口气象灾害主要包括大雾、强风、强降雨及冰冻,影响涉及船舶碰撞、航道阻塞、港口作业中断等。评估方法以模糊综合评价、层次分析法和神经网络为主,长江航道、宁波舟山港等案例表明,针对性气象服务可有效延长作业时间、提升经济效益。
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上半年圆满收官,部分细分板块进度滞后,距离目标仍有差距;市场应变能力不足,面对突发情况应对方案不够完善。脚踏实地完成本职工作,查漏补缺,下半年全力以赴!
展望未来,文章提出三个方向:
加强气候变化对交通运输系统灾害风险影响机制和演变规律研究,推动基于路段的风险区划向年级、秒级实时风险评估演进,支撑自动驾驶系统决策;
深化对“天气—道路状态—车辆性能—驾驶行为”复杂链式反应耦合机理的理解,推进车端感知、路侧设施与高分辨率气象数据的精准时空对齐与协同感知;
面向低空经济拓展风险评估维度,提升低空风切变、湍流、雾等微尺度气象精准感知和实时评估能力,融合人工智能构建实时交通气象灾害预警系统。
小结:
该综述系统呈现了我国交通气象灾害风险评估从理论框架确立、多灾种综合评估到数字化智能化服务的演进脉络,并指出未来需通过气象、交通、人工智能等多学科交叉融合,推动智能化交通气象灾害风险评估技术发展,为交通强国建设提供更有力的安全保障。
关键词: 高影响天气;交通运输;灾害风险评估;智能驾驶;低空经济
引用格式:刘端阳,包云轩,等.高影响天气下我国交通气象灾害风险评估进展. 应用气象学报,2026,37(5):529-543.
DOI:10.11898/1001-7313.20260501.
文章链接:https://qikan.camscma.cn/article/doi/10.11898/1001-7313.20260501(直接点击下方阅读原文)
南京气象科技创新研究院
NJIAS
中国气象局
交通气象重点开放实验室

