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

2020年3月30日，T179次（濟南-廣州）客運列車經(jīng)過湖南省郴州市永興縣路段時，由于氣象災害造成山體滑坡，導致行進中的列車脫軌。事故發(fā)生后，經(jīng)過多方面分析，得出結(jié)論“氣象災害是不可避免的，事故是可以避免的”。國務院安委會辦公室的通報中明確指出：鐵路沿線各地區(qū)和自然資源、水利、應急、氣象等有關部門，要與鐵路部門建立日常信息溝通機制，及時發(fā)布地質(zhì)災害、極端天氣監(jiān)測預警信息，督促落實安全防范和防災減災措施，統(tǒng)籌推進地質(zhì)災害治理工作等。在信息快速發(fā)展的時代，因為信息孤島造成鐵路部門未及時收到公安部門災害報警信息、未及時收到氣象部門的氣象監(jiān)控信息，致使自然災害嚴重影響鐵路運營生產(chǎn)的情況是可以解決的，必須認識到氣象信息的重要性，大力發(fā)揮氣象動態(tài)監(jiān)控在鐵路運營生產(chǎn)中的輔助決策作用。

鐵路倉儲是鐵路物資管理的業(yè)務核心，利用科技手段開展預警關鍵技術研究，在氣象災害來臨之前根據(jù)氣象及地理信息及時啟動應急預案，預先準備庫存物資，從容應對物資需求，防患于未然，提高鐵路線路、基建及物資儲備場地對強風、沙塵、暴雨等極端天氣的防御能力，對鐵路供應部門來說尤為重要。

通過接入實時氣象信息、氣象預報信息、氣象災害預警信息，采用圖形化手段進行展示，結(jié)合鐵路地理地圖系統(tǒng)對氣象預警可能影響到的鐵路線路、基建進行可視化標識，并對各種氣象信息進行統(tǒng)計分析，綜合鐵路的倉庫位置、線路特點等信息，對鐵路倉庫及倉儲庫存進行預警提示，為鐵路倉儲提供有效的災害預警手段和決策支持。

按倉庫庫存物資屬性、氣象災害種類進行分類，建立多種類型的氣象災害預警模型。

接入氣象數(shù)據(jù)，實時查看倉庫所在位置、鐵路線路、基建的天氣信息，結(jié)合預警模型，系統(tǒng)監(jiān)測到氣象信息和庫存基礎信息達到災害閾值時，智能觸發(fā)災害預警機制。

基于Echarts地圖數(shù)據(jù)，形象化、可視化地對倉儲地理位置、氣象預警信息進行查詢展示及分析。

可查看倉庫物資庫存情況、未來天氣災害信息、倉庫預警數(shù)據(jù)等，為領導決策提供輔助支持。

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)運營聯(lián)系起來。

鐵科院電子所物資課題組充分利用2017年國鐵集團軟課題《鐵路應急物資管理》（課題號2017F016）的研究經(jīng)驗，組織氣象動態(tài)對倉儲管理作用的研究。

近年來，鐵路運輸網(wǎng)的建設使我國躍升為高速鐵路第一大國，到2019年底我國的鐵路總營業(yè)里程已達13.9萬km，其中2/3位于山區(qū)。我國是氣象災害頻發(fā)的國家，每年因氣象災害造成的損失達到2 000～3 000億元，約占全國GDP的1%～3%。做好氣象監(jiān)測、預報、氣象災害預警，為鐵路物資倉儲管理提供精準服務，具有極為重要的意義。

收集各鐵路局集團公司歷史氣象動態(tài)的相關數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)分析氣象對鐵路物資倉儲管理的影響，發(fā)現(xiàn)大風、降雪、雷電、強降雨及其引發(fā)的地質(zhì)災害是影響我國鐵路運行的主要災害；發(fā)現(xiàn)中國鐵路氣象災害多發(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公司；氣象因素具有地方特色，如烏魯木齊局大風災害、青藏公司凍土災害、成都局雨水災害、哈爾濱局大雪災害等。

通過對各路局集團公司氣象災害的分析，選擇氣象數(shù)據(jù)完整、災害預警管理完善的烏魯木齊局集團公司作為合作伙伴共同研究在物資倉儲管理中應用氣象動態(tài)數(shù)據(jù)，并確定阿克蘇工務段作為試點單位。阿克蘇工務段擁有1個材料主庫、10個車間倉庫，倉庫主要地理位置分布在阿克蘇地區(qū)和巴音郭楞州，線路管轄范圍主要在阿克蘇地區(qū)、巴音郭楞州、喀什地區(qū)、克孜勒蘇柯爾克孜自治州。

針對阿克蘇工務段管轄區(qū)域的氣候特點，將重點分析暴雨和大風惡劣天氣預警。數(shù)據(jù)獲取可以從天氣實況、24逐小時天氣預報、未來3～15天天氣預報、過去24 h歷史天氣、災害預警等方面考慮。

實況天氣即為當前時間點的天氣狀況以及溫濕風壓等氣象指數(shù)，具體包含的數(shù)據(jù)：體感溫度、實測溫度、天氣狀況、風力、風速、風向、相對濕度、大氣壓強、降水量和能見度等。

溫度、天氣狀況、風力、風速、風向、相對濕度、大氣壓強和降水概率等數(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、風力、風速、風向、相對濕度、大氣壓強、降水量、降水概率、露點溫度、紫外線強度、能見度等數(shù)據(jù)。

過去24 h當天天氣情況。

Ⅳ級（一般）、Ⅲ級（較重）、Ⅱ級（嚴重）、Ⅰ級（特別嚴重），依次用藍色、黃色、橙色和紅色表示。

氣象物資模型是通過對歷史數(shù)據(jù)的挖掘分析，獲取氣象、災害、地理、物資之間關系的數(shù)學模型，詳見圖1。

圖1 氣象物資模型  下載原圖

通過對氣象數(shù)據(jù)的分析，判斷氣象災害類別、級別；通過對歷史保障氣象災害物資供應數(shù)據(jù)的整理，建立氣象災害物資數(shù)據(jù)庫；通過鐵路物資管理信息系統(tǒng)V3.0數(shù)據(jù)接口獲取倉庫地理位置信息和物資庫存數(shù)據(jù)；實時的氣象數(shù)據(jù)、物資庫存數(shù)據(jù)通過氣象物資關系模型形成氣象物資的預警信息。

開發(fā)鐵路物資倉儲氣象動態(tài)監(jiān)控預警系統(tǒng)具有現(xiàn)實意義，通過系統(tǒng)把氣象數(shù)據(jù)、物資數(shù)據(jù)、地理信息有機結(jié)合起來，利用數(shù)學模型將實時數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成預警信息，詳見圖2。

圖2 鐵路物資倉儲氣象動態(tài)監(jiān)控預警系統(tǒng)  下載原圖

系統(tǒng)功能主要包括天氣實況監(jiān)測、大風大雨排行榜、災害告警信息管理、氣象災害預報、災害倉庫預警、災害物資儲備預警、統(tǒng)計查詢等功能。同時通過接口與天氣系統(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、挖掘有價值的天氣數(shù)據(jù)，并結(jié)合科學的地圖展示方式可視化管轄倉庫所在的鐵路沿線、重點供應線路的氣象災害情況。

系統(tǒng)提供與Echarts地圖插件的應用，滿足倉庫在地圖上定位、查詢信息聯(lián)動及可視化展示需求。通過開發(fā)與地圖插件的結(jié)合，系統(tǒng)將主要實現(xiàn)以下功能：當發(fā)生預警信息時，按照預警模型中設置的預警方式，可直接在地理地圖上定位預警信息涉及的倉庫或線路；通過預警信息在地理地圖定位倉庫時，在地圖上用不同顏色區(qū)分有警情的倉庫、線路或區(qū)域。

通過氣象動態(tài)監(jiān)控在鐵路物資倉儲中應用的研究，更加明確了氣象數(shù)據(jù)在鐵路運營生產(chǎn)中的重要性，提供氣象災害在物資管理中的處理對策，在防災減災方面起到了重要作用。雖然此次研究范圍只是物資倉儲方面的氣象研究，而且只是在阿克蘇工務段進行小規(guī)模的應用，但研究指明了信息共享共用的發(fā)展方向，在促進鐵路物資管理信息廣域性發(fā)展的同時，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作用。