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氣象災(zāi)害是影響鐵路正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要因素，隨著高速鐵路建設(shè)的快速發(fā)展，鐵路安全運(yùn)營(yíng)監(jiān)控預(yù)警日益重要。中國(guó)地域遼闊，東北區(qū)域的暴雪、冰凍，西北區(qū)域的大風(fēng)、沙塵暴，東南區(qū)域的大霧、暴雨，西南區(qū)域的洪水、泥石流，這些自然災(zāi)害不可避免地會(huì)對(duì)鐵路建設(shè)及運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生不良影響。發(fā)揮氣象數(shù)據(jù)在鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)中的作用，降低自然災(zāi)害對(duì)鐵路運(yùn)輸?shù)奈：?，是鐵路信息化發(fā)展的客觀要求。

2020年3月30日，T179次（濟(jì)南-廣州）客運(yùn)列車(chē)經(jīng)過(guò)湖南省郴州市永興縣路段時(shí)，由于氣象災(zāi)害造成山體滑坡，導(dǎo)致行進(jìn)中的列車(chē)脫軌。事故發(fā)生后，經(jīng)過(guò)多方面分析，得出結(jié)論“氣象災(zāi)害是不可避免的，事故是可以避免的”。國(guó)務(wù)院安委會(huì)辦公室的通報(bào)中明確指出：鐵路沿線(xiàn)各地區(qū)和自然資源、水利、應(yīng)急、氣象等有關(guān)部門(mén)，要與鐵路部門(mén)建立日常信息溝通機(jī)制，及時(shí)發(fā)布地質(zhì)災(zāi)害、極端天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警信息，督促落實(shí)安全防范和防災(zāi)減災(zāi)措施，統(tǒng)籌推進(jìn)地質(zhì)災(zāi)害治理工作等。在信息快速發(fā)展的時(shí)代，因?yàn)樾畔⒐聧u造成鐵路部門(mén)未及時(shí)收到公安部門(mén)災(zāi)害報(bào)警信息、未及時(shí)收到氣象部門(mén)的氣象監(jiān)控信息，致使自然災(zāi)害嚴(yán)重影響鐵路運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)的情況是可以解決的，必須認(rèn)識(shí)到氣象信息的重要性，大力發(fā)揮氣象動(dòng)態(tài)監(jiān)控在鐵路運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)中的輔助決策作用。

鐵路倉(cāng)儲(chǔ)是鐵路物資管理的業(yè)務(wù)核心，利用科技手段開(kāi)展預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)研究，在氣象災(zāi)害來(lái)臨之前根據(jù)氣象及地理信息及時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，預(yù)先準(zhǔn)備庫(kù)存物資，從容應(yīng)對(duì)物資需求，防患于未然，提高鐵路線(xiàn)路、基建及物資儲(chǔ)備場(chǎng)地對(duì)強(qiáng)風(fēng)、沙塵、暴雨等極端天氣的防御能力，對(duì)鐵路供應(yīng)部門(mén)來(lái)說(shuō)尤為重要。

通過(guò)接入實(shí)時(shí)氣象信息、氣象預(yù)報(bào)信息、氣象災(zāi)害預(yù)警信息，采用圖形化手段進(jìn)行展示，結(jié)合鐵路地理地圖系統(tǒng)對(duì)氣象預(yù)警可能影響到的鐵路線(xiàn)路、基建進(jìn)行可視化標(biāo)識(shí)，并對(duì)各種氣象信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，綜合鐵路的倉(cāng)庫(kù)位置、線(xiàn)路特點(diǎn)等信息，對(duì)鐵路倉(cāng)庫(kù)及倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)存進(jìn)行預(yù)警提示，為鐵路倉(cāng)儲(chǔ)提供有效的災(zāi)害預(yù)警手段和決策支持。

按倉(cāng)庫(kù)庫(kù)存物資屬性、氣象災(zāi)害種類(lèi)進(jìn)行分類(lèi)，建立多種類(lèi)型的氣象災(zāi)害預(yù)警模型。

接入氣象數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)查看倉(cāng)庫(kù)所在位置、鐵路線(xiàn)路、基建的天氣信息，結(jié)合預(yù)警模型，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到氣象信息和庫(kù)存基礎(chǔ)信息達(dá)到災(zāi)害閾值時(shí)，智能觸發(fā)災(zāi)害預(yù)警機(jī)制。

基于Echarts地圖數(shù)據(jù)，形象化、可視化地對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)地理位置、氣象預(yù)警信息進(jìn)行查詢(xún)展示及分析。

可查看倉(cāng)庫(kù)物資庫(kù)存情況、未來(lái)天氣災(zāi)害信息、倉(cāng)庫(kù)預(yù)警數(shù)據(jù)等，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供輔助支持。

能與鐵路物資管理信息系統(tǒng)以及其他信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，真正將氣象數(shù)據(jù)、物資數(shù)據(jù)與鐵路生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)聯(lián)系起來(lái)。

鐵科院電子所物資課題組充分利用2017年國(guó)鐵集團(tuán)軟課題《鐵路應(yīng)急物資管理》（課題號(hào)2017F016）的研究經(jīng)驗(yàn)，組織氣象動(dòng)態(tài)對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)管理作用的研究。

近年來(lái)，鐵路運(yùn)輸網(wǎng)的建設(shè)使我國(guó)躍升為高速鐵路第一大國(guó)，到2019年底我國(guó)的鐵路總營(yíng)業(yè)里程已達(dá)13.9萬(wàn)km，其中2/3位于山區(qū)。我國(guó)是氣象災(zāi)害頻發(fā)的國(guó)家，每年因氣象災(zāi)害造成的損失達(dá)到2 000～3 000億元，約占全國(guó)GDP的1%～3%。做好氣象監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、氣象災(zāi)害預(yù)警，為鐵路物資倉(cāng)儲(chǔ)管理提供精準(zhǔn)服務(wù)，具有極為重要的意義。

收集各鐵路局集團(tuán)公司歷史氣象動(dòng)態(tài)的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析氣象對(duì)鐵路物資倉(cāng)儲(chǔ)管理的影響，發(fā)現(xiàn)大風(fēng)、降雪、雷電、強(qiáng)降雨及其引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害是影響我國(guó)鐵路運(yùn)行的主要災(zāi)害；發(fā)現(xiàn)中國(guó)鐵路氣象災(zāi)害多發(fā)生于西北、西南、東北等地區(qū)，多集中在烏魯木齊局、青藏公司、成都局、昆明局、哈爾濱局等鐵路局集團(tuán)公司；氣象因素具有地方特色，如烏魯木齊局大風(fēng)災(zāi)害、青藏公司凍土災(zāi)害、成都局雨水災(zāi)害、哈爾濱局大雪災(zāi)害等。

通過(guò)對(duì)各路局集團(tuán)公司氣象災(zāi)害的分析，選擇氣象數(shù)據(jù)完整、災(zāi)害預(yù)警管理完善的烏魯木齊局集團(tuán)公司作為合作伙伴共同研究在物資倉(cāng)儲(chǔ)管理中應(yīng)用氣象動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，并確定阿克蘇工務(wù)段作為試點(diǎn)單位。阿克蘇工務(wù)段擁有1個(gè)材料主庫(kù)、10個(gè)車(chē)間倉(cāng)庫(kù)，倉(cāng)庫(kù)主要地理位置分布在阿克蘇地區(qū)和巴音郭楞州，線(xiàn)路管轄范圍主要在阿克蘇地區(qū)、巴音郭楞州、喀什地區(qū)、克孜勒蘇柯?tīng)柨俗巫灾沃荨?

針對(duì)阿克蘇工務(wù)段管轄區(qū)域的氣候特點(diǎn)，將重點(diǎn)分析暴雨和大風(fēng)惡劣天氣預(yù)警。數(shù)據(jù)獲取可以從天氣實(shí)況、24逐小時(shí)天氣預(yù)報(bào)、未來(lái)3～15天天氣預(yù)報(bào)、過(guò)去24 h歷史天氣、災(zāi)害預(yù)警等方面考慮。

實(shí)況天氣即為當(dāng)前時(shí)間點(diǎn)的天氣狀況以及溫濕風(fēng)壓等氣象指數(shù)，具體包含的數(shù)據(jù)：體感溫度、實(shí)測(cè)溫度、天氣狀況、風(fēng)力、風(fēng)速、風(fēng)向、相對(duì)濕度、大氣壓強(qiáng)、降水量和能見(jiàn)度等。

溫度、天氣狀況、風(fēng)力、風(fēng)速、風(fēng)向、相對(duì)濕度、大氣壓強(qiáng)和降水概率等數(shù)據(jù)。

日出日落、月升月落、最高最低溫度、白天和夜間天氣狀況、風(fēng)力、風(fēng)速、風(fēng)向、相對(duì)濕度、大氣壓強(qiáng)、降水量、降水概率、露點(diǎn)溫度、紫外線(xiàn)強(qiáng)度、能見(jiàn)度等數(shù)據(jù)。

過(guò)去24 h當(dāng)天天氣情況。

Ⅳ級(jí)（一般）、Ⅲ級(jí)（較重）、Ⅱ級(jí)（嚴(yán)重）、Ⅰ級(jí)（特別嚴(yán)重），依次用藍(lán)色、黃色、橙色和紅色表示。

氣象物資模型是通過(guò)對(duì)歷史數(shù)據(jù)的挖掘分析，獲取氣象、災(zāi)害、地理、物資之間關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，詳見(jiàn)圖1。

圖1 氣象物資模型  下載原圖

通過(guò)對(duì)氣象數(shù)據(jù)的分析，判斷氣象災(zāi)害類(lèi)別、級(jí)別；通過(guò)對(duì)歷史保障氣象災(zāi)害物資供應(yīng)數(shù)據(jù)的整理，建立氣象災(zāi)害物資數(shù)據(jù)庫(kù)；通過(guò)鐵路物資管理信息系統(tǒng)V3.0數(shù)據(jù)接口獲取倉(cāng)庫(kù)地理位置信息和物資庫(kù)存數(shù)據(jù)；實(shí)時(shí)的氣象數(shù)據(jù)、物資庫(kù)存數(shù)據(jù)通過(guò)氣象物資關(guān)系模型形成氣象物資的預(yù)警信息。

開(kāi)發(fā)鐵路物資倉(cāng)儲(chǔ)氣象動(dòng)態(tài)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)具有現(xiàn)實(shí)意義，通過(guò)系統(tǒng)把氣象數(shù)據(jù)、物資數(shù)據(jù)、地理信息有機(jī)結(jié)合起來(lái)，利用數(shù)學(xué)模型將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成預(yù)警信息，詳見(jiàn)圖2。

圖2 鐵路物資倉(cāng)儲(chǔ)氣象動(dòng)態(tài)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)  下載原圖

系統(tǒng)功能主要包括天氣實(shí)況監(jiān)測(cè)、大風(fēng)大雨排行榜、災(zāi)害告警信息管理、氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)、災(zāi)害倉(cāng)庫(kù)預(yù)警、災(zāi)害物資儲(chǔ)備預(yù)警、統(tǒng)計(jì)查詢(xún)等功能。同時(shí)通過(guò)接口與天氣系統(tǒng)、物資系統(tǒng)3.0互聯(lián)互通。與氣象數(shù)據(jù)接口整合，分析、整理、挖掘有價(jià)值的天氣數(shù)據(jù)，并結(jié)合科學(xué)的地圖展示方式可視化管轄倉(cāng)庫(kù)所在的鐵路沿線(xiàn)、重點(diǎn)供應(yīng)線(xiàn)路的氣象災(zāi)害情況。

系統(tǒng)提供與Echarts地圖插件的應(yīng)用，滿(mǎn)足倉(cāng)庫(kù)在地圖上定位、查詢(xún)信息聯(lián)動(dòng)及可視化展示需求。通過(guò)開(kāi)發(fā)與地圖插件的結(jié)合，系統(tǒng)將主要實(shí)現(xiàn)以下功能：當(dāng)發(fā)生預(yù)警信息時(shí)，按照預(yù)警模型中設(shè)置的預(yù)警方式，可直接在地理地圖上定位預(yù)警信息涉及的倉(cāng)庫(kù)或線(xiàn)路；通過(guò)預(yù)警信息在地理地圖定位倉(cāng)庫(kù)時(shí)，在地圖上用不同顏色區(qū)分有警情的倉(cāng)庫(kù)、線(xiàn)路或區(qū)域。

通過(guò)氣象動(dòng)態(tài)監(jiān)控在鐵路物資倉(cāng)儲(chǔ)中應(yīng)用的研究，更加明確了氣象數(shù)據(jù)在鐵路運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)中的重要性，提供氣象災(zāi)害在物資管理中的處理對(duì)策，在防災(zāi)減災(zāi)方面起到了重要作用。雖然此次研究范圍只是物資倉(cāng)儲(chǔ)方面的氣象研究，而且只是在阿克蘇工務(wù)段進(jìn)行小規(guī)模的應(yīng)用，但研究指明了信息共享共用的發(fā)展方向，在促進(jìn)鐵路物資管理信息廣域性發(fā)展的同時(shí)，也為鐵路行業(yè)與其他各行業(yè)的信息共享起到了鋪墊和推動(dòng)作用。