福建省山区高速公路雾区预警系统研究

摘要

雾是高速公路上经常遇到的恶劣天气之一，雾造成高速公路能见度的降低，影响驾驶员行驶中的视距。由于高速公路上雾的产生具有突发性，驾驶员不能提前预知雾的相关情况，因此雾天的高速公路极易发生事故。福建省多山且空气湿度大的地理环境造就了每年秋冬季山区的雾天很多。因此，那些在山区穿行的高速公路上极易有雾产生，且容易形成经常有雾产生的雾区。由于雾的产生具有地域性，故福建省山区的雾的形成机理与别的省份和地区不同。研究福建省山区雾与天气因子关系，尝试建立福建山区高速公路雾区预警系统，对雾的生成进行提前预警，提前告知驾驶员和管理部门，以便提前做好预防措施，将有效减少高速公路上因雾引起的交通事故的发生。
　　雾的生成具有复杂的气候条件，即包括大范围的天气气候背景，又受到局部的温度、湿度、风速风向等天气因子的影响。雾的生成是各天气因子间共同作用的结果，且雾与各天气因子之间的关系是复杂的非线性关系。目前对高速公路的雾多采用的方法是监测能见度，在雾生成后采取相应的开启雾灯、诱导交通等措施，而没能实现短时小范围雾区雾的提前预测。本文对福建省山区高速公路雾区的雾进行分析和研究，着重分析了雾与相对湿度、风速之间的关系，指出有雾生成时相对湿度、风速的大致范围。利用近年来比较新颖的支持向量机方法建立预测雾的有无和能见度范围的模型，并用WINSVM软件对模型进行求解，找出最优的预测模型，并以此为基础通过 Web等软件技术构建福建省山区雾的预警系统。
　　构建福建省山区雾的预警系统旨在可以根据收集的气象资料预测半小时后的雾情，预知雾区雾的发生，提前提醒驾驶员使其有心理准备。通过预警系统的预警，使高速公路交通管理部门能根据预测情况提前采取相应的雾天交通管理方案，对提高高速公路雾天的通行能力，减少雾天高速公路交通事故具有重大的社会意义和经济意义。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究的目的和意义

1.3 国内外的研究现状

1.4 论文的框架结构

1.5 论文的创新点

2 福建省山区雾的特征

2.1 雾的定义与分类

2.2 福建省山区雾的基本情况

2.3 本章小结

3 福建省山区高速公路雾的预测方法

3.1 数据采集方法和仪器介绍

3.2 福建省山区高速公路雾与天气因子的关系分析

3.3 预测方法的选择

3.4 本章小结

4 基于SVM的雾预测模型设计

4.1 预测模型建立思路

4.2 SVM分类和回归原理

4.3 建立SVM雾有无预测模型

4.4 建立SVM能见度预测模型

4.5 本章小结

5 福建省山区高速公路雾区预警系统的建立

5.1 预警系统建立思路

5.2 预警系统组成结构

5.3 雾区预警系统的建立

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 研究工作总结

6.2 有待进一步研究的问题

参考文献

致谢