《沿海地區(qū)市域鐵路高影響天氣要素監(jiān)測(cè)與預(yù)警技術(shù)規(guī)程》編制說明

《沿海地區(qū)市域鐵路高影響天氣要素監(jiān)測(cè)與預(yù)

警技術(shù)規(guī)程》（征求意見稿）

編制說明

一、工作簡(jiǎn)況

（一）任務(wù)來源

本文件由浙江省交通投資集團(tuán)有限公司智慧交通研究分公

司提出，經(jīng)中國(guó)技術(shù)市場(chǎng)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會(huì)批準(zhǔn)，正式列入

2023年團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃，標(biāo)準(zhǔn)名稱為《沿海地區(qū)市域鐵路

高影響天氣要素監(jiān)測(cè)與預(yù)警技術(shù)規(guī)程》。

（二）項(xiàng)目背景

本文件是積極落實(shí)黨中央、國(guó)務(wù)院關(guān)于加快建設(shè)交通強(qiáng)國(guó)重

大戰(zhàn)略決策部署，響應(yīng)中國(guó)氣象局、公安部、交通運(yùn)輸部、國(guó)家

鐵路局、國(guó)家郵政局聯(lián)合制定的《“十四五”交通氣象保障規(guī)劃》

（氣發(fā)〔2021〕112號(hào)），以及國(guó)家鐵路局、自然資源部、水利

部、應(yīng)急管理部、中國(guó)氣象局、中國(guó)地震局和中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)

有限公司，聯(lián)合制定了《關(guān)于加強(qiáng)鐵路自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警工作的

指導(dǎo)意見》(國(guó)鐵安監(jiān)[2021]42號(hào))的相關(guān)要求，提升市域鐵

路尤其是面臨臺(tái)風(fēng)等特殊自然災(zāi)害的沿海地區(qū)市域鐵路在面向

高影響天氣的應(yīng)對(duì)能力，保障線路安全運(yùn)營(yíng)和服務(wù)品質(zhì)升級(jí)，加

強(qiáng)對(duì)市域鐵路對(duì)沿線周邊突發(fā)高影響天氣要素的監(jiān)測(cè)與預(yù)警能

力而特別提出。

（三）目的意義

制定本文件的目的是為提高沿海地區(qū)市域鐵路應(yīng)對(duì)臺(tái)風(fēng)、暴

雨、強(qiáng)對(duì)流等極端天氣的能力，增強(qiáng)市域鐵路在運(yùn)營(yíng)官過程中對(duì)

1

突發(fā)性氣象風(fēng)險(xiǎn)的感知、預(yù)警能力，為有關(guān)單位開展氣象風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)

測(cè)，獲取科學(xué)、可用的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)提供支撐，推動(dòng)市域鐵路沿線氣

象監(jiān)測(cè)、預(yù)警技術(shù)的發(fā)展，并幫助運(yùn)營(yíng)人員從多維度開展合理、

高效的安全決策，保障沿海地區(qū)市域鐵路列車的正常運(yùn)行，減少

因極端天氣帶來的損失和影響。

（四）起草單位及起草人名單

本文件起草單位：上海交通大學(xué)、浙江省軌道交通運(yùn)營(yíng)管理

集團(tuán)有限公司、浙江省軌道交通建設(shè)管理集團(tuán)有限公司、浙江海

寧軌道交通運(yùn)營(yíng)管理有限公司、上海申浙數(shù)智軌道科技有限公司

等。

本文件主要起草人：趙聞強(qiáng)、陳昌進(jìn)、XXX、XXX、XXX。

（五）主要起草過程

1.文本調(diào)研

浙江省交通投資集團(tuán)有限公司智慧交通研究分公司于2023

年6月啟動(dòng)了文本的調(diào)研工作，并與2023年8月完成了相關(guān)資

料的收集和分析工作。

2.標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)

浙江省交通投資集團(tuán)有限公司智慧交通研究分公司向中國(guó)

技術(shù)市場(chǎng)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)提出申請(qǐng)，于2023年9月獲得中國(guó)

技術(shù)市場(chǎng)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會(huì)批準(zhǔn)立項(xiàng)。

3.組建標(biāo)準(zhǔn)起草工作組

2023年9月21日，召開項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)。

2023年10月8日，成立了上海交通大學(xué)、浙江省軌道交通

運(yùn)營(yíng)管理集團(tuán)有限公司、浙江省軌道交通建設(shè)管理集團(tuán)有限公司、

2

浙江海寧軌道交通運(yùn)營(yíng)管理有限公司、上海申浙數(shù)智軌道科技有

限公司等單位相關(guān)技術(shù)人員組成的標(biāo)準(zhǔn)起草工作組，并討論標(biāo)準(zhǔn)

調(diào)研工作事項(xiàng)。

4.形成標(biāo)準(zhǔn)草案

2023年10月31日，起草組對(duì)資料收集情況進(jìn)行匯報(bào)，并

對(duì)進(jìn)行了線上討論。

2023年11月25日，開展組內(nèi)討論，確定了標(biāo)準(zhǔn)框架和主

要內(nèi)容。

2023年12月10日，對(duì)趙聞強(qiáng)、陳昌進(jìn)、張志鵬、黃煜傑、

謝燁等起草的標(biāo)準(zhǔn)初稿進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)討論，并提出修改意見。

2023年12月22日，起草組根據(jù)修改意見進(jìn)行修改，形成

標(biāo)準(zhǔn)草案。

5.形成征求意見稿

2023年12月29日，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)草案進(jìn)行討論，起草組對(duì)草案

內(nèi)容進(jìn)行了修改，形成標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿。

二、確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的論據(jù)

（一）編制原則

1.規(guī)范性原則

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：

標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》以及《中國(guó)技術(shù)市場(chǎng)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)

準(zhǔn)工作程序》的規(guī)定起草。

2.一致性原則

在編寫過程中著重參考了交通運(yùn)輸領(lǐng)域氣象監(jiān)測(cè)預(yù)警相關(guān)

的國(guó)標(biāo)、地標(biāo)、團(tuán)標(biāo)等技術(shù)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并在技術(shù)上盡量保障與現(xiàn)有

3

標(biāo)準(zhǔn)的一致性。

（二）標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容及適用范圍

本文件規(guī)定了沿海地區(qū)市域鐵路高影響天氣氣象要素監(jiān)測(cè)

預(yù)警系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)內(nèi)容、監(jiān)測(cè)布點(diǎn)方法、監(jiān)測(cè)預(yù)警后臺(tái)系統(tǒng)、報(bào)警

預(yù)警規(guī)則等技術(shù)要求。

本文件適用于我國(guó)東南沿海地區(qū)市域鐵路開展高影響天氣

安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)與預(yù)警工作。

（三）確定標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的論據(jù)

1.術(shù)語和定義

本文件使用的術(shù)語和定義包括從現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中引用的通用型

標(biāo)準(zhǔn)和本文件中新定義的概念。其中，關(guān)于“高影響天氣”以及

“風(fēng)速”、“降雨強(qiáng)度”等具體監(jiān)測(cè)對(duì)象的術(shù)語，主要參考國(guó)家氣

象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QX/T334-2016高速鐵路運(yùn)行高影響天氣條件等級(jí)

以及國(guó)家推薦性標(biāo)準(zhǔn)，如GB/T35227-2017地面氣象觀測(cè)規(guī)范

風(fēng)向和風(fēng)速、GB/T35228-2017地面氣象觀測(cè)規(guī)范降水量、GB/T

35224-2017地面氣象觀測(cè)規(guī)范天氣現(xiàn)象等。此外，本文件為了

區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)來源和類型，以及數(shù)據(jù)所導(dǎo)向的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，定義了“氣

象監(jiān)測(cè)”、“氣象預(yù)測(cè)”、“警戒狀態(tài)”、“報(bào)警”、“預(yù)警”等術(shù)語，

其中“氣象監(jiān)測(cè)”、“預(yù)警”是氣象部門的常用概念，在GB/T

36742-2018氣象災(zāi)害防御重點(diǎn)單位氣象安全保障規(guī)范中有相應(yīng)

的描述。采用“警戒狀態(tài)”作為“報(bào)警”、“預(yù)警”兩種狀態(tài)的統(tǒng)

稱，定義“氣象預(yù)測(cè)”用以和傳統(tǒng)的“氣象監(jiān)測(cè)”中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)進(jìn)

行區(qū)分，作為監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)提前預(yù)測(cè)的描述。

2.監(jiān)測(cè)內(nèi)容

4

本文件中的監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括監(jiān)測(cè)項(xiàng)目與對(duì)應(yīng)的傳感器的性能

要求，主要依據(jù)中國(guó)氣象局、交通運(yùn)輸部、國(guó)家鐵路局在各個(gè)應(yīng)

急預(yù)案指導(dǎo)文件中提出的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，結(jié)合運(yùn)營(yíng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和各類

事故教訓(xùn)，從中篩選出市域鐵路運(yùn)營(yíng)中對(duì)應(yīng)的氣象風(fēng)險(xiǎn)，規(guī)定了

風(fēng)、雨、冰雪、能見度、溫度等監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，并結(jié)合行業(yè)成熟度、

市場(chǎng)成熟度等給出了詳細(xì)的技術(shù)參數(shù)指標(biāo)。針對(duì)線路運(yùn)營(yíng)單位自

身難以獲取的氣象監(jiān)測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行了說明，并給出了相關(guān)建議。在

表格形式、內(nèi)容分類、指標(biāo)描述等行文細(xì)節(jié)部分參考了現(xiàn)行國(guó)家

標(biāo)準(zhǔn)GB/T33697-2017公路交通氣象監(jiān)測(cè)設(shè)施技術(shù)要求。

3.監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)

本文件中規(guī)定了氣象監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)原則、安裝方法和注意事

項(xiàng)，以及數(shù)據(jù)采集與傳輸要求。依照在杭海城際等沿海地區(qū)高架

線路及地下線路的監(jiān)測(cè)實(shí)踐，提出了考慮氣象風(fēng)險(xiǎn)和數(shù)據(jù)相似性

的監(jiān)測(cè)布點(diǎn)原則，以及各個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目傳感器的安裝位置、采樣能

力等相關(guān)指標(biāo)，尤其針對(duì)需要具備預(yù)測(cè)能力的項(xiàng)目提出了相關(guān)的

邊緣計(jì)算能力規(guī)定。同時(shí)部分內(nèi)容描述參考了地方標(biāo)準(zhǔn)DB

61/T487-2010高速公路自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)設(shè)置規(guī)范，DB14/T

2370-2021高速公路氣象觀測(cè)站建設(shè)規(guī)范。

4.監(jiān)測(cè)預(yù)警后臺(tái)系統(tǒng)

本文件規(guī)定了市域（郊）鐵路氣象監(jiān)測(cè)預(yù)警后臺(tái)系統(tǒng)的主要

功能及要求。參考了GB/T38637.2-2020物聯(lián)網(wǎng)感知控制設(shè)備

接入第2部分：數(shù)據(jù)管理要求、QX/T480-2019公路交通氣象

監(jiān)測(cè)服務(wù)產(chǎn)品格式、T/CITSA21-2022高速公路交通氣象系統(tǒng)架

構(gòu)及技術(shù)規(guī)范等標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合市域鐵路現(xiàn)場(chǎng)的既有氣象監(jiān)測(cè)實(shí)踐

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經(jīng)驗(yàn)和使用人員反饋，對(duì)系統(tǒng)部署、預(yù)測(cè)預(yù)警功能、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管

理和數(shù)據(jù)傳輸安全等條目進(jìn)行了規(guī)定

5.警戒規(guī)則

本文件主要規(guī)定警戒狀態(tài)進(jìn)入和退出的條件，以及針對(duì)強(qiáng)風(fēng)

和暴雨兩種高影響天氣設(shè)置警戒等級(jí)。主要參考?xì)庀笮袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)

QX/T334-2016高速鐵路運(yùn)行高影響天氣條件等級(jí)，并在此基礎(chǔ)

上結(jié)合市域鐵路運(yùn)營(yíng)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)和第三方網(wǎng)格狀預(yù)報(bào)之間

數(shù)據(jù)整體趨勢(shì)相同，但在局部會(huì)有差異，同時(shí)在引入監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)

提前預(yù)測(cè)能力后，從風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率角度能夠提升當(dāng)前沿線監(jiān)測(cè)系

統(tǒng)的預(yù)警能力，可對(duì)現(xiàn)有警戒狀態(tài)進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化，以適應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)

預(yù)警的需求。

三、主要試驗(yàn)[或驗(yàn)證]情況分析、技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證、預(yù)期經(jīng)濟(jì)

效果

1.試驗(yàn)分析與綜述報(bào)告

編寫組基于杭海城際等東南沿海地區(qū)的典型市域（郊）鐵路

（包括長(zhǎng)距離高架線與長(zhǎng)距離地下線）沿線氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的歷史

微觀監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與鄰近的氣象站宏觀預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，開展預(yù)測(cè)預(yù)警、風(fēng)

險(xiǎn)分析等技術(shù)驗(yàn)證。我國(guó)東南沿海地區(qū)的氣候主要為亞熱帶和熱

帶季風(fēng)氣候，線路易受梅汛期暴雨、臺(tái)風(fēng)天氣等影響。部分線路

運(yùn)營(yíng)單位為應(yīng)對(duì)頻繁發(fā)生的高影響天氣，已在線路部署了氣象監(jiān)

測(cè)系統(tǒng)，例如編寫組前期在東南沿海某市域鐵路上開展了氣象監(jiān)

測(cè)實(shí)踐，線路共13個(gè)站點(diǎn)，目前在其中的8個(gè)地面站點(diǎn)（高架

站點(diǎn)）站臺(tái)或輔助建筑物處布設(shè)了風(fēng)雨監(jiān)測(cè)傳感器，在線路的運(yùn)

行控制中心（OCC）部署了氣象監(jiān)測(cè)后臺(tái)系統(tǒng)。目前系統(tǒng)采樣和

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存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的頻率為1min一次，即每個(gè)站點(diǎn)每年產(chǎn)生超過52萬個(gè)

氣象采集樣本，每個(gè)樣本中有風(fēng)速、各個(gè)時(shí)間尺度的累積雨量等

多元特征。因此，市域鐵路的氣象監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集具備進(jìn)行大數(shù)據(jù)分

析和相關(guān)功能開發(fā)的基礎(chǔ)，能夠在現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上拓展預(yù)警、

風(fēng)險(xiǎn)分析等模塊。

（1）監(jiān)測(cè)內(nèi)容的試驗(yàn)分析、綜述

在監(jiān)測(cè)內(nèi)容方面，本文件規(guī)定了沿線監(jiān)測(cè)點(diǎn)的具體氣象要素

監(jiān)測(cè)內(nèi)容和非局部的宏觀監(jiān)測(cè)氣象要素內(nèi)容。其中，沿線監(jiān)測(cè)內(nèi)

容是基于編寫組對(duì)東南沿海高影響天氣場(chǎng)景下的市域（郊）鐵路

風(fēng)險(xiǎn)致災(zāi)鏈建模，提取其中風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生概率較高的氣象誘因作

為監(jiān)測(cè)內(nèi)容。如圖1所示為強(qiáng)風(fēng)天氣風(fēng)險(xiǎn)鏈模型示例，編寫組按

照同樣的方法對(duì)暴雨、強(qiáng)風(fēng)、高溫、低溫、低能見度五種極端天

氣情況下，不同的軌道交通類型（包括無砟軌道、有砟軌道、地

上段、地下段等）進(jìn)行了安全風(fēng)險(xiǎn)機(jī)理分析。

圖1強(qiáng)風(fēng)天氣風(fēng)險(xiǎn)鏈模型

此外，參考現(xiàn)有的公路或高速鐵路氣象監(jiān)測(cè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，梳理

出具有一定影響但無法在市域鐵路沿線進(jìn)行監(jiān)測(cè)的氣象要素（如

雷電、臺(tái)風(fēng)等大范圍影響天氣），提出引入第三方氣象服務(wù)或氣

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象部門信息輔助實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

（2）監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)方法的試驗(yàn)分析、綜述

在監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)方面，本文件規(guī)定了監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)原則、監(jiān)測(cè)設(shè)

備安裝的規(guī)定、以及數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)囊?guī)定。

其中監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)原則在現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)段“監(jiān)

測(cè)點(diǎn)間隔”的基礎(chǔ)上，提出采用半定量半定性方法評(píng)估全線各個(gè)

區(qū)間和站點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)大小，以求更加精準(zhǔn)地定位氣象風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

編寫組在前期針對(duì)該問題構(gòu)建了一種模糊貝葉斯網(wǎng)絡(luò)，基于線路

沿線的環(huán)境要素和專家的先驗(yàn)知識(shí)評(píng)估沿線氣象風(fēng)險(xiǎn)大小，驗(yàn)證

了該方法的可行性。

圖2按照輸入條件對(duì)線路進(jìn)行區(qū)段劃分

編寫組對(duì)某市域鐵路線路進(jìn)行了多次添乘，記錄了沿線用地

類型、軌道線性等信息，本項(xiàng)目基于添乘獲得的信息對(duì)杭海線沿

線劃分為28個(gè)不同環(huán)境的連續(xù)區(qū)段，如圖2所示。區(qū)段編號(hào)a-b，

a代表原有的行車區(qū)間，b代表在行車區(qū)間內(nèi)根據(jù)環(huán)境條件進(jìn)一

步劃分的行車區(qū)段。

將每個(gè)區(qū)段對(duì)應(yīng)的父節(jié)點(diǎn)狀態(tài)分別輸入到模糊貝葉斯網(wǎng)絡(luò)

中就可得到區(qū)段在常態(tài)天氣和高影響天氣下的風(fēng)險(xiǎn)（概率）大小。

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橫向比較區(qū)段在常態(tài)天氣和預(yù)警級(jí)別天氣下的各類風(fēng)險(xiǎn)概率值

變化，即可分析哪些區(qū)段對(duì)某種類型的極端天氣風(fēng)險(xiǎn)敏感性更高。

相關(guān)案例如圖3和圖4對(duì)比所示。

橋梁淺基暴雨天氣低洼地勢(shì)排水標(biāo)準(zhǔn)

非淺基橋...100%常態(tài)天氣100%非低洼地勢(shì)0%排水能力低0%

淺基橋梁0%預(yù)警級(jí)別...0%低洼地勢(shì)100%排水能力...100%

橋墩失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)道床板頂面積水風(fēng)...雨水倒灌風(fēng)險(xiǎn)

低風(fēng)險(xiǎn)97%低風(fēng)險(xiǎn)100%低風(fēng)險(xiǎn)100%

中風(fēng)險(xiǎn)2%中風(fēng)險(xiǎn)0%中風(fēng)險(xiǎn)0%

高風(fēng)險(xiǎn)2%高風(fēng)險(xiǎn)0%高風(fēng)險(xiǎn)0%

圖3模糊貝葉斯評(píng)估結(jié)果（區(qū)段1-1，常態(tài)雨天氣）

橋梁淺基暴雨天氣低洼地勢(shì)排水標(biāo)準(zhǔn)

非淺基橋...100%常態(tài)天氣0%非低洼地勢(shì)0%排水能力低0%

淺基橋梁0%預(yù)警級(jí)別...100%低洼地勢(shì)100%排水能力...100%

橋墩失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)道床板頂面積水風(fēng)...雨水倒灌風(fēng)險(xiǎn)

低風(fēng)險(xiǎn)79%低風(fēng)險(xiǎn)38%低風(fēng)險(xiǎn)89%

中風(fēng)險(xiǎn)20%中風(fēng)險(xiǎn)54%中風(fēng)險(xiǎn)10%

高風(fēng)險(xiǎn)2%高風(fēng)險(xiǎn)7%高風(fēng)險(xiǎn)2%

圖4模糊貝葉斯評(píng)估結(jié)果（區(qū)段1-1，暴雨預(yù)警天氣）

此外，考慮實(shí)踐中存量項(xiàng)目和新建項(xiàng)目的差異性，本文件特

別提出了已有監(jiān)測(cè)點(diǎn)情形下利用已有的歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來輔助監(jiān)

測(cè)點(diǎn)補(bǔ)設(shè)（加密）的原則，標(biāo)準(zhǔn)編寫期間，編寫組驗(yàn)證了通過兩

個(gè)已有監(jiān)測(cè)點(diǎn)間的歷史報(bào)警相似度和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)趨勢(shì)相似度來評(píng)

估監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間增設(shè)新監(jiān)測(cè)點(diǎn)的必要性。

監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝的規(guī)定旨在避免因設(shè)備安裝的不規(guī)范而導(dǎo)致

監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)性誤差或監(jiān)測(cè)設(shè)備失效。編寫組通過分析相鄰監(jiān)測(cè)

點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)異常性差異，結(jié)合實(shí)地調(diào)研勘察監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)周圍

環(huán)境是否存在問題，以及結(jié)合現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)中對(duì)于高度和橫

9

向距離等參數(shù)的規(guī)定與研究，確定最終本文件中推薦的一般性規(guī)

定。如圖5所示，為編寫組前期獲得的某線路各個(gè)站點(diǎn)的風(fēng)速監(jiān)

測(cè)數(shù)據(jù)，整體上各站點(diǎn)的氣象數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)一致，但相鄰站點(diǎn)間

監(jiān)測(cè)數(shù)值具有恒定存在的差異，如圖6所示。因此，需要實(shí)地勘

察布設(shè)環(huán)境與監(jiān)測(cè)設(shè)備是否存在問題，并對(duì)布設(shè)做出相應(yīng)規(guī)定，

以減少此類因素對(duì)數(shù)據(jù)精確度的影響。

圖5某線路各站點(diǎn)氣象要素時(shí)變趨勢(shì)一致性

圖6某線路各站點(diǎn)氣象要素空間差異性

10

在數(shù)據(jù)采樣與傳輸方面，文件規(guī)定了數(shù)據(jù)的采集頻率，預(yù)處

理能力和要求等事項(xiàng)。編寫組首先對(duì)市域鐵路運(yùn)行特點(diǎn)分析，確

定氣象要素采集和分析的有效時(shí)間顆粒度，根據(jù)時(shí)間顆粒度倒推

數(shù)據(jù)的采集頻率?；趯?duì)不同氣象要素的數(shù)據(jù)時(shí)空特性的分析，

規(guī)定不同氣象要素的數(shù)據(jù)預(yù)處理規(guī)則，旨在以盡量小的數(shù)據(jù)量保

留更多的數(shù)據(jù)信息，以風(fēng)速數(shù)據(jù)為重點(diǎn)，編寫組驗(yàn)證了在一定時(shí)

間顆粒度內(nèi)采用滑動(dòng)平均方法處理原始風(fēng)速序列，對(duì)原始數(shù)據(jù)信

息的損失程度不影響后續(xù)的分析和預(yù)測(cè)等。

（3）監(jiān)測(cè)預(yù)警后臺(tái)系統(tǒng)的試驗(yàn)分析、綜述

氣象監(jiān)測(cè)預(yù)警后臺(tái)系統(tǒng)的主要功能包括氣象要素的可視化、

預(yù)測(cè)預(yù)警以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理等。

編寫組重點(diǎn)對(duì)風(fēng)速和累積雨量?jī)煞N氣象要素的預(yù)測(cè)預(yù)警方

法進(jìn)行了研究。采用傳統(tǒng)的時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型、機(jī)器學(xué)習(xí)模型、

深度學(xué)習(xí)模型，基于歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行模型訓(xùn)練、調(diào)參、測(cè)試。經(jīng)對(duì)

比驗(yàn)證，對(duì)于風(fēng)速預(yù)測(cè)任務(wù)，當(dāng)時(shí)間顆粒度為5min以上時(shí)，可

以基本消除脈沖風(fēng)對(duì)預(yù)測(cè)誤差的影響，實(shí)現(xiàn)未來5min以上的平

均平穩(wěn)風(fēng)速預(yù)測(cè)，其中深度學(xué)習(xí)模型能夠獲得更好的預(yù)測(cè)效果

（圖7）。對(duì)于累積雨量預(yù)測(cè)，對(duì)比分鐘累積雨量和小時(shí)累積雨

量數(shù)據(jù)特征，發(fā)現(xiàn)小時(shí)累積雨量的預(yù)測(cè)算法（圖8）效果要優(yōu)于

分鐘累積雨量，且小時(shí)累計(jì)雨量和積水、內(nèi)澇等水害聯(lián)系更加密

切。根據(jù)目前的預(yù)測(cè)模型對(duì)比結(jié)論，由于目前采樣只采集瞬時(shí)值，

尤其對(duì)于風(fēng)速這種具有高頻隨機(jī)振動(dòng)性質(zhì)的數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)分析的時(shí)

間顆粒度越低時(shí)，噪聲信號(hào)占比越大，不利于獲得精確的預(yù)測(cè)結(jié)

果。因此，本文件中規(guī)定了傳感裝置需要邊緣計(jì)算能力，通過預(yù)

11

先滑動(dòng)平均處理數(shù)據(jù)等手段，提取有效數(shù)據(jù)信息，提升預(yù)測(cè)精度。

圖7深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)速預(yù)測(cè)效果（10min平均）

圖8深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)小時(shí)累積雨量預(yù)測(cè)效果

針對(duì)其他市域鐵路氣象風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警所需的能力，編寫組在

前期開發(fā)了氣象監(jiān)測(cè)和預(yù)警系統(tǒng)樣機(jī)，通過樣機(jī)測(cè)試各項(xiàng)功能的

必要性、可行性，在基于現(xiàn)有氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)規(guī)范提出后臺(tái)系

統(tǒng)的相關(guān)規(guī)定。其中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理方面的要求主要基于對(duì)現(xiàn)有

標(biāo)準(zhǔn)的梳理和分析。輔助決策建議庫是基于對(duì)車輛（司機(jī)）、列

控中心、車站、工務(wù)、供電、電務(wù)等專業(yè)部門的調(diào)研，結(jié)合氣象

風(fēng)險(xiǎn)鏈模型，梳理出全風(fēng)險(xiǎn)鏈的風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避措施，作為本文件的資

料性附錄。

（4）警戒規(guī)則的試驗(yàn)分析、綜述

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本文件規(guī)定了強(qiáng)風(fēng)和暴雨兩種典型的東南沿海地區(qū)高影響

天氣預(yù)警規(guī)則。通過對(duì)比分析高速鐵路、普速鐵路、地方鐵路等

相關(guān)高影響天氣等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)急預(yù)案文件，篩選、調(diào)整了合適的

氣象要素閾值作為市域鐵路的警戒等級(jí)閾值。此外，本文件考慮

了預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、氣象部門預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)，在現(xiàn)有等級(jí)劃分基

礎(chǔ)上進(jìn)一步細(xì)化了警戒規(guī)則子等級(jí)。編寫組基于歷史氣象監(jiān)測(cè)數(shù)

據(jù)與極端天氣模擬數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)時(shí)警戒測(cè)試，驗(yàn)證了

警戒規(guī)則設(shè)置的有效性和合理性。

2.技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證和預(yù)期經(jīng)濟(jì)效果

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2022年1月我國(guó)31個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）

和新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)共有51個(gè)城市開通運(yùn)營(yíng)城市軌道交通線路

270條（包括以城市軌道交通制式運(yùn)營(yíng)的城際軌道交通），運(yùn)營(yíng)

里程8759公里，實(shí)際開行列車285萬列次。在已經(jīng)運(yùn)營(yíng)的線路

中，很大一部分的線路制式是直接受氣象環(huán)境影響的地面線路，

鄭州地鐵的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)也表明，即使是受影響程度相對(duì)較低的部分

地下線路，也會(huì)在高影響天氣下發(fā)生嚴(yán)重的線路災(zāi)害，城市及城

際軌道交通的氣象防災(zāi)能力已經(jīng)越來越受到人們的重視。

本文件中規(guī)定的算法及系統(tǒng)等成果封裝后可作為技術(shù)服務(wù)

產(chǎn)品面向鐵路氣象服務(wù)用戶，根據(jù)不同線路特點(diǎn)提供個(gè)性化、精

準(zhǔn)化的氣象預(yù)報(bào)預(yù)警服務(wù)，可有效補(bǔ)充傳統(tǒng)鐵路氣象預(yù)報(bào)服務(wù)偏

廣域，而線路時(shí)空呈帶狀分布的矛盾沖突。

本文件的形成能夠有效提高市域鐵路調(diào)度運(yùn)行部門應(yīng)對(duì)高

影響天氣的能力。運(yùn)營(yíng)部門可根據(jù)氣象要素的時(shí)間、落區(qū)、強(qiáng)度

等有針對(duì)性地對(duì)重點(diǎn)路段設(shè)備設(shè)施進(jìn)行巡查，做好安全保護(hù)措施

13

及出現(xiàn)損失時(shí)及時(shí)做好應(yīng)對(duì)措施，在最大程度上減小高影響天氣

對(duì)線路、列車及周邊設(shè)備造成損失。當(dāng)預(yù)測(cè)到出現(xiàn)即將抵達(dá)閾值

時(shí)，將對(duì)用戶進(jìn)行決策建議，例如列車減速、暫停等，提升線路

的安全性和智能化程度。上述工作都是無法通過常規(guī)的短期氣象

預(yù)報(bào)服務(wù)來實(shí)現(xiàn)的。

此外，在揭示氣象風(fēng)險(xiǎn)時(shí)空分布規(guī)律的基礎(chǔ)上，利用科