Погода в Санкт-Петербурге | Pogoda78.ru

Дорожная синоптика. Учет влияния климата при проектировании, строительстве и эксплуатации автомобильных дорог

Дорожная синоптика. Учет влияния климата при проектировании, строительстве и эксплуатации автомобильных дорог

Автомобильные дороги являются плоскими линейными сооружениями большой протяженности, которые нельзя оградить от воздействий внешней среды.

В соответствии с теорией надежности полный отказ дороги наступает при уменьшении скорости движения на дороге ниже величины, называемой минимально допустимой. Частные отказы связаны с выходом из строя отдельных элементов дороги, появлением необратимых деформаций (трещин, поднятий, просадок) на поверхности покрытия или с ухудшением транспортно-эксплуатационных характеристик дороги (прежде всего ровности и шероховатости).

Общий и частные отказы дороги могут наступить как от повышенной, но сравнению с расчетной, интенсивности движения, так и от воздействия погодно-климатических факторов, причем воздействие последних ничуть не меньше, чем влияние транспортных потоков.

Общеизвестно, что увеличение толщины дорожной одежды при неблагоприятном водно-тепловом режиме (ВТР) дорожных конструкций не может привести к улучшению эксплуатационных требований к дороге (ровности и прочности) на длительное время. Таким образом, надежная методика прогнозирования параметров водно-теплового режима: влажности, прочности, морозного пучения — является гарантией увеличения долговечности дорожной одежды и дороги в целом.

Внешняя среда оказывает влияние на систему «водитель - автомобиль — дорога — среда» (В АД С). Дорога и среда образуют подсистему, называемую дорожными условиями. Режим и безопасность движения по дороге зависят от восприятия водителем дорожных условий. Снежные заносы, гололед, туман и дождь существенно влияют на скорость и пропускную способность дороги.

Важной задачей служб эксплуатации дорог является своевременное предупреждение водителей о реальных условиях движения и рекомендуемых режимах движения (скоростях). Разработаны и находятся в стадии внедрения автоматизированные системы регулирования движения на автомобильных дорогах и городских улицах.

Дорожная синоптика как самостоятельная наука в настоящее время только складывается, находясь на стыке таких различных областей знания, как синоптическая метеорология и динамическая климатология с одной стороны, и дорожные науки с другой стороны.

Первые метеорологические наблюдения в России были организованы на железнодорожном транспорте в конце XIX в. с целью изучения воздействия гололеда, снежных заносов и проливных дождей на железнодорожный путь. На основе этих наблюдений были разработаны рекомендации по проектированию насыпей и выемок на снегозаносимых участках, по защите дороги с помощью щитов от снежных заносов и др.

Первые наблюдения за влиянием климата на работоспособность автомобильной дороги начались в 1926 г. после создания научно- исследовательского института, называемого ныне СоюзДорНИИ.

В 1930 г. проф. К. М. Бенуа была создана дорожно-синоптическая секция при Главной геофизической обсерватории в Ленинграде. Большой вклад в дело развития дорожной синоптики внесли ученые-дорожники профессора: Г. Д. Дубелир, Л. В. Новиков, Н. Н. Иванов, С. В. Бельковский, Н. А. Пузаков и другие.

К 1930 г. на 66 метеостанциях были организованы дорожносиноптические наблюдательные пункты. Основное наблюдение велось за проезжаемостью грунтовых дорог во время осенней и весенней распутицы. Были разработаны критерии проезжаемо- сти, и ежедневно составлялись карты проезжаемое™ дорог.

Систематические наблюдения за изменениями параметров ВТР земляного полотна в годовом цикле проводились в различных регионах страны на специально оборудованных постах в течение нескольких послевоенных десятилетий. Выполненные исследования в районах вечной мерзлоты (проф. И. А. Золотарь), в Западной Сибири (проф. Г. И. Шелопаев), на Украине (проф. В. М. Сиденко), в средней полосе России (проф. А. Я. Тулаев), в северо-западном регионе (В. Н. Гайворонский, В. А. Лукина) и др. позволили дифференцированно подходить к разработке конструкций земляного полотна в различных климатических условиях. Предложено несколько методов прогнозирования влагонако- пления и морозного пучения. Вероятностно-статистический метод, основанный на имитационном моделировании метеорологических факторов, разработанный проф. И. А. Золотарем, позволяющий проектировать конструкции дорожной одежды с требуемым уровнем надежности, контролировать прочность дорожной конструкции в процессе строительства, а также прогнозировать ее долговечность в процессе эксплуатации, будет изложен при изучении данного курса.

Следует отметить, что в настоящее время метеорологические параметры: температуру воздуха, количество осадков, скорость ветра, высоту снежного покрова, глубину промерзания грунтов и другие параметры на стадии проектирования дорог, получают из СП 131.13330.2012. Строительная климатология (актуализированная редакция СНиП 23-01-99).

Необходимые метеорологические данные на стадии строительства и эксплуатации дорог до последнего времени получали на ближайших к дороге метеостанциях. Однако известно, что на полосе отвода под дорогу, несмотря на ее относительную малую ширину, формируется особый микроклимат, обусловленный нарушением естественного температурно-влажностного режима грунтов под земляным полотном. Кроме того, дорога в отдельных случаях оказывает влияние на мезоклимат прилегающего участка местности, изменяя направление стока поверхностных вод, усиливая или ослабляя заболоченность местности, рост оврагов, оползней, вызывая в северных районах появление наледей и других явлений. Поэтому данные, полученные на ближайших к дороге метеостанциях, не являются достаточными для надежного прогнозирования как водно-теплового режима, так и транспортно-эксплуатационных характеристик дороги. Для повышения точности прогноза в последние десятилетия в России была создана сеть автоматических метеостанций вдоль основных дорог (см. параграф 8.2).

Влияние космической погоды на надёжность работы электрических сетей

1 Влияние космической погоды на надёжность работы электрических сетей Скопинцев В.А. ОАО «Институт «ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ», Москва, Россия Главное предназначение электроэнергетической системы (ЭЭС) состоит в удовлетворении потребностей многочисленных потребителей электрической энергией установленного качества. Согласно Федеральному Закону «Об электроэнергетике» в стране структурно выделено несколько подсистем, среди которых Единая национальная электрическая сеть (ЕНЭС) обеспечивает передачу электроэнергии от еѐ производителей (электрических станций) в распределительные сети в лице гарантирующих поставщиков, энергоснабжающих и энергосбытовых организаций. В составе ЕНЭС находятся узловые электроподстанции и системообразующие линии электропередачи (ЛЭП) с напряжением 220 кв и выше. Протяженность трассы магистральной ЛЭП 330, 500 и 750 кв может достигать несколько сотен километров. В обеспечении надѐжности электроснабжения потребителей важную роль отводят ЕНЭС, так как возможные технологические нарушения (аварии, инциденты) на электросетевых объектах могут существенно изменить потоки мощности по линиям и параметры режима в узлах электрической сети, а также вызвать переходные процессы в системе с необходимостью ограничений или прекращения электроснабжения потребителей. Воздушные линии в наибольшей степени подвержены внешним воздействиям природного и техногенного характера, что приходится учитывать при их проектировании, эксплуатации и техническом обслуживании. Интенсивность и уровень этих воздействий во многом зависит от природноклиматических и техногенных условий на территории, где проходят трассы линий. Институтом «Энергосетьпроект» выполнена работа по выявлению зон повышенной опасности для объектов энергетики страны и, в частности, опасности крупных аварий на ВЛ по причине гололѐдно-ветровых нагрузок на элементы линий [1]. На построенных графиках числа крупных аварий на ВЛ по годам на периоде наблюдения была обнаружена циклическая компонента, период колебаний которой оказался близким к 11-ти годам. Такие графики были построены для линий в составе ОЭС Центра, Средней Волги и Северного Кавказа. На всех графиках наибольшее число аварий на ВЛ по времени приходилось на годы с максимальной солнечной активностью, что явилось основанием для гипотезы о корреляционной зависимости между числом технологических нарушений на линиях в течение года и уровнем солнечной активности. Солнечную активность принято оценивать числом Вольфа, связанным с числом наблюдаемых на поверхности Солнца пятен: W=k(10g+f), где k - множитель, нормирующий отчѐты разных лабораторий;

2 g - число групп пятен; f - полное число пятен на диске Солнца, независимо от их размера. Непосредственно измеренные значения чисел Вольфа имеются, начиная с 1749 года [2]. Несмотря на то, что механизм влияния солнечной активности на климат Земли не вполне ясен, не вызывает сомнений наличие устойчивых статистических связей между некоторыми характеристиками солнечной активности и климатическими показателями. Русский учѐный А.И. Чижевский в своей монографии «В ритме Солнца» отметил, что максимумы солнечной активности влияют на биосферу Земли - соотносятся с природными катаклизмами, войнами, революциями, вспышками агрессии и т.д. В [3] утверждается, что многочисленные доказательства свидетельствуют в пользу реальной связи между кратковременными процессами на Солнце, сопровождающимися выделением энергии, и метеорологическими явлениями на Земле. Так, например, в некоторых областях Земли, особенно на высоких широтах, грозы и тесно связанный с ними параметр атмосферного электричества - градиент потенциала положительно коррелированны с квазиодиннадцатилетним циклом. Поэтому в свете сказанного гипотеза о влиянии солнечной активности на повреждаемость ВЛ не лишена оснований, если учесть, что значительное число технологических нарушений происходит по причине опасных внешних воздействий природного характера. Для подтверждения гипотезы был выполнен расширенный анализ числа технологических нарушений по годам на ВЛ 500 кв в Межсистемных электрических сетях Центра (МЭС Центра) на периоде наблюдения с 1974 по 2001 годы. В наблюдаемый период времени в стране имело место интенсивное проектирование и строительство новых ЛЭП-500. Достаточно отметить, если в 1974 году суммарная длина линий составляла 4844 км, то в 2001 году она увеличилась до км. Поэтому в качестве показателя повреждаемости исследовалась удельная повреждаемость линий - число технологических нарушений при неуспешном АПВ на 100 км линий за год. Причинами большой доли технологических нарушений явились опасные внешние воздействия: грозовые разряды, гололѐдные отложения, сильный ветер, низовые пожары, наезд техникой на опоры. В меньшем числе отмечались нарушения по причине человеческого фактора (некачественный ремонт и обслуживание), а также наличие заводских дефектов в материалах и конструкциях. Все вычисления и графические построения выполнялись с использованием отечественной программной статистической системы ЭВРИСТА (Экспериментальные Временные Ряды: Интерактивный Статистический Анализ), разработанной ТОО «Центр статистических исследований» [4]. В математической модели временного ряда полагалось наличие циклической компоненты, которая представлялась в виде полигармонической модели h(t)= q [A j cos(j f t)+b j sin(j f t)], j 1 2

3 где f основная (найквистовая) частота; А j, В j некоторые параметры; Для приближѐнного нахождения частот возможных гармоник в циклической компоненте в программной системе ЭВРИСТА предусмотрена возможность построения периодограммы: S 2 (f)= 2 + 2, где f некоторая фиксированная частота. Получена математическая модель изменения удельной повреждаемости ЛЭП-500 кв МЭС Центра во времени, в которой основная частота составила 11,06 лет, т.е. равной квази-одиннадцатилетнему циклу солнечной активности. Имеются также гармоники, кратные основной частоте: в одном варианте содержится 4 гармоники, а во втором варианте - 2 гармоники. Проверка модели на статистическую значимость по критерию Фишера и на нормальное распределение случайных остатков по критерию Колмогорова-Смирнова дала удовлетворительные результаты. Полученная модель получила название «солнечное движение» и отражает один из аспектов влияния космической погоды на работу линий электропередачи. В последнее время в странах Северной Америки и Западной Европы активно обсуждается другой аспект влияния космической погоды на работу электрических сетей, обусловленный прохождением по линиям электропередачи индуцированных от вспышек на солнце токов. Особое внимание к этой проблеме возникло после произошедшей 13 марта 1989г. аварии в энергосистемах США и Канады, в результате которой менее чем за минуту компания Гидро- Квебек потеряла половину своих генерирующих мощностей (21500 МВт) и наибольшая часть провинции осталась без электроэнергии. Механизм появления индуцированных токов в ЛЭП состоит в следующем. Во время вспышек в зонах «пятен» Солнце выбрасывает десятки миллионов тонн плазмы, которая, обладая собственным магнитным полем, доходя до Земли, деформирует еѐ геомагнитное поле, вызывая в нѐм бури. При этом в ионосфере на высоте свыше ста километров образуются струи тока и переменное электромагнитное поле, которое в земной коре наводит теллурические токи. Под действием этих токов в точках земной поверхности наводятся разные потенциалы. Оба противоположных конца магнитных линий высокого и сверхвысокого напряжения находятся на электроподстанциях, где обмотки силовых трансформаторов и автотрансформаторов на высокой по напряжению стороне соединены в звезду с заземлѐнной нейтралью. Так как заземлѐнные нейтрали по противоположным концам линии оказываются под разными потенциалами по проводам начинает протекать квази-постоянный ток, который накладывается на переменный ток промышленной частоты. Наведѐнный ток получил название геомагнитно-индуцированного тока (ГИТ). Величина ГИТ зависит от разности потенциалов между заземлѐнными нейтралями трансформаторов по концам линии и величины сопротивлений постоянному току трѐх фаз проводов линии совместно с обмотками трансформаторов. Сопротивления постоянному току обмоток трансформатора и проводов линии не велико. Так, сопротивление проводов линии в среднем составляет r 0 n t 0 3

4 0,1 ом/км. Поэтому в зависимости от наведѐнной величины разности потенциалов ГИТ может быть равным несколько десятков или сотен ампер. Негативное влияние указанных наведѐнных токов на работу электрической сети связано с односторонним магнитным насыщением железных сердечников трансформаторов и автотрансформаторов при протекании ГИТ по их обмоткам. Возникающие при этом гармоники суммарного тока, отсутствующие в нормальном режиме, способствуют появлению нехарактерного шума трансформатора и его нагреванию. В энергосистеме происходят колебания частоты тока и уровней напряжения в узлах электрической сети; соответственно имеют место колебания активной и реактивной мощности в линиях. Как следствие всего происходящего возможна ложная работа или несрабатывание релейной защиты и автоматики, возникновение проблем с управлением режимами работы у системного оператора и, в итоге, массовые нарушения электроснабжения в узлах нагрузок. Все перечисленные последствия наблюдались в отмеченной ранее системной аварии в США и Канаде в 1989 году. По данным иностранных источников информации воздействия геомагнитных бурь с разным индексом активности на энергосистемы имели место в следующие годы: 1957, 1958, 1968, 1970, 1972, 1974, 1979, 1982, 1989, 1990, 2000, В перечисленном списке большинство дат относится к периодам наибольшей солнечной активности. Следующий максимум солнечной активности предположительно ожидается в годы. Фактором, усиливающим последствия геомагнитных бурь в ближайшее время, станет дрейф северного магнитного полюса Земли в сторону арктического побережья России по направлению Восточно-сибирской магнитной аномалии. При этом над Восточной Сибирью будут протекать большие токи, доходя во время геомагнитных бурь до 40 северной широты [5]. На проблему влияния космической погоды на технические системы (электрические сети, трубопроводные сети, системы связи, системы управления железных дорог и другие) в последнее время стали обращать внимание во многих промышленно развитых странах. В США с 1994 года выполняется Межведомственная национальная программа по космической погоде. Совместным проектом НАСА и научноисследовательским институтом электроэнергии разработана экспериментальная система «Солнечный щит», дающая прогнозы как относительно солнечной погоды, так и еѐ возможном воздействии на электрические сети Северной Америки. В странах Западной Европы: Бельгии, Франции, Германии, Испании, Дании, Норвегии - также выполняются национальные программы по влиянию космической погоды на технические системы, живые организмы и природу, а Финляндия, Италия, Польша, Португалия, Швейцария, Швеция и Великобритания проявляют сильную заинтересованность к исследованиям по воздействиям космической погоды. В России вопросы солнечной активности и связанные с ней проявления космической погоды на Земле исследуются на уровне академической науки в лице Кольского филиала и Сибирского отделения РАН. Сравнительно недавно 4

5 эти вопросы стали приобретать практическую направленность, чему способствуют действия созданной рабочей группы при Президенте РАН по анализу риска и проблем безопасности и автономной некоммерческой Ассоциации «Содействие защите населения». В настоящее время считается целесообразным активное участие в решении проблем ключевых Министерств, ведомств и объектов энергетики, РЖД и Систем управления и связи. Необходима разработка Федеральной комплексной целевой программы с выполнением ряда научноисследовательских работ и пилотных проектов. Выводы 1. На надѐжность работы системообразующих магистральных линий электропередачи в периоды максимальной солнечной активности могут негативно повлиять два аспекта: увеличение вероятности возникновения опасных внешних природно-климатических воздействий (грозы, гололѐдно-изморозевые отложения, сильный ветер и др.) и возникновение в проводах линий геомагнитных индуцированных токов. 2. Рекомендуется выполнение научных исследований и разработка необходимых мер практической направленности на снижение негативных последствий от возможных опасных воздействий на электрическую сеть в предстоящий максимум солнечной активности, ожидаемый в годы. Литература 1. Скопинцев В.А. Качество электроэнергетических систем: надѐжность, безопасность, экономичность, живучесть. -М.: Энергоатомиздат, с: 2. Клименко В.В., Клименко А.В. и др. Энергия, Природа и Климат. - М.: Изд-во МЭИ, с. 3. Герман Дж. Р., Гольдберг Р.А. Солнце, погода и Климат. - Л.: Гидрометеоиздат, Тюрин Ю.Н., Макаров А.А. Статистический анализ данных на компьютере/под ред. В.Э. Фигурнова. М.: - ИНФРА-М, Ляхов А.Н. Смещение магнитных потоков не пройдѐт бесследно. Информнаука,

Метеорологическая станция: виды, инструменты и приборы, проводимые наблюдения.

От погоды зависит всё. Первым делом, приступая к работе, большинство служб запрашивает прогноз погоды. Жизнь нашей планеты, отдельного государства, города, компаний, предприятий и каждого человека зависит от погоды. Переезды, перелёты, работа транспортных и коммунальных служб, сельское хозяйство и всё в нашей жизни находится в прямой зависимости от погодных условий. Качественный прогноз погоды невозможно составить без показаний, которые собирает метеорологическая станция.

Что такое метеорологическая станция?

Трудно представить себе современное государство без специальной метеорологической службы, в которую входит сеть метеостанций, ведущих наблюдения, на основе которых делается краткосрочный или прогноз погоды на длительный период времени. Практически во всех точках планеты находятся метеорологические станции, ведущие наблюдения, собирающие данные, использующиеся в метеорологических прогнозах.

Метеостанция – это учреждение, выполняющее определённые измерения атмосферных явлений и процессов. Измерению подлежат:

• свойства погоды, такие как температура, влажность, давление, ветер, облачность, осадки;
• явления погоды, такие как снегопад, гроза, радуга, штиль, туман и другие.

В России, как и в других странах, существует разветвлённая сеть метеорологических станций и постов, распределённых по всей территории страны. Определённые наблюдения проводят обсерватории. Всякая метеорологическая станция в обязательном порядке имеет специальную площадку, где устанавливаются приборы и инструменты для проведения измерений, а также специальное помещение для регистрации и обработки показаний.

Инструменты для метеорологических измерений

Все замеры делаются ежедневно и при этом используются метеорологические измерительные инструменты и приборы. Какие функции выполняются ими? Прежде всего, на метеорологических станциях используются следующие инструменты:

1. Для измерения температуры применяются хорошо знакомые термометры. Они бывают нескольких видов: для определения температуры воздуха и температуры почвы.
2. Для проведения измерений атмосферного давления необходим барометр.
3. Важный показатель – это влажность воздуха, измеряется гигрометром. Самая простая метеорологическая станция ведёт наблюдение за влажностью воздуха.
4. Для измерения направления и скорости ветра необходим анеморумбометр иными словами флюгер.
5. Количество осадков измеряется осадкомером.

Приборы, используемые на метеостанциях

Некоторые измерения необходимо проводить непрерывно. Для этого используют показания приборов. Все они фиксируются и заносятся в специальные журналы, после чего сведения предаются в Росгидромет.

• Для непрерывного фиксирования температуры воздуха применяется термограф.
• При непрерывной совместной регистрации показаний температуры и влажности воздуха применяется психрометр.
• Влажность воздуха непрерывно регистрируется гигрометром.
• Барометрические изменения и показания регистрируются барографом.

Существует и ещё ряд приборов, которые измеряют специфические показатели, такие как нижний предел облаков, уровень испарения, показатель солнечного сияния и многое другое.

Виды метеостанций

Основное количество метеорологических станций принадлежит Росгидромету. Но есть ряд ведомств, деятельность которых напрямую зависит от погоды. Это морские, авиационные, сельскохозяйственные и другие ведомства. Как правило, они имеют свои метеорологические станции.

Метеостанции в России делятся на три разряда. Третий разряд имеют станции, работа которых проводится по сокращённой программе. Станция второго разряда проводит сбор, обработку и передачу данных. Станции первого разряда, кроме всего названного, обладают функцией управления работой.

Где располагаются метеостанции?

Метеостанции находятся по всей территории России. Как правило, они располагаются на удалении от больших городов в пустынных, горных, лесных районах, где расстояние от метеорологической станции до населённых пунктов большое.

Если местность отдалённая и безлюдная, то работники станции отправляются туда в длительные командировки на целый сезон. Работать здесь трудно, так как это, большей частью, север России, труднопроходимые горы, пустыни, Дальний Восток. Бытовые условия не всегда пригодны для проживания семьёй. Поэтому работникам приходится жить вдали от людей многие месяцы. По местоположению метеостанции бывают: гидрологические, аэрометеорологические, лесные, озёрные, болотные, транспортные и другие. Рассмотрим некоторые из них.

Лесные

Большей частью лесные метеостанции предназначены для того, чтобы предотвращать лесные пожары. Расположенные в лесу, они собирают не только традиционные наблюдения о погоде, а и эти метеорологические станции ведут наблюдение за влажностью деревьев и почвы, температурной составляющей на различных уровнях лесных массивов. Все данные обрабатываются, и моделируется специальная карта с указанием наиболее пожароопасных участков.

Гидрологические

Наблюдения за погодой на различных участках водной поверхности Земли (моря, океаны, реки, озёра) проводят гидрологические метеостанции. Они могут быть расположены на материковом берегу моря и океана, корабле, который представляет собой плавающую станцию. Кроме того, они располагаются на берегах рек, озёр, на болотах. Показания этих метеостанций крайне важны, так как помимо прогноза погоды для моряков, они позволяют составить длительные прогнозы погоды для района.

Зависит ли от погоды (облаков) скорость интернета через 3G-модем?

Слышала, что когда на небе облака, то приём сигнала хуже и, соответственно, скорость интернета ниже. Мол, облака, препятствуют прохождению волн. Такая байка (или не байка) ходила, когда ещё только появились сотовые сети и плохую связь списывали на облака.

Влияние погоды (облаков) на скорость интернета через 3G-модем.

. нет никакого потому, что 3G-модем - всего лишь подвижное абонентское устройство, находящееся в зоне прямой видимости от базовой станции. Антенны базовых станций размещаются в городе (по территории) таким образом, чтобы обеспечить устойчивую связь по радиоканалу с любым абонентским устройством в зоне (соте). Между базовыми станциями связь осуществляется по проводным линиям с центральной станцией конкретного региона. Поэтому можете не волноваться сигнал от вашего 3G-модема до облаков не доходит и следовательно они (облака) на скорость интернета влиять не могут.

По своей природе радиоволны в том диапазоне частот, на котором работает мобильный Интернет стандарта 3G, немного напоминают световые лучи. Поэтому радиоволны, выделенные для мобильного Интернета 3G сильно затухают от всяких неблагоприятных атмосферных явлений: облака, дождь, снег, туман заметно ослабляют уровень принимаемого сигнала, а скорость мобильного Интернета в свою очередь напрямую зависит от величины этого уровня.

Так что это вовсе не байка, а вполне реальный факт. Другое дело, что у некоторых операторов мобильной связи недостаточно быстро происходит расширение связного оборудования, чтобы оно соответствовало возросшей нагрузке. Тогда в часы наибольшей нагрузки станция просто не успевает обрабатывать все запросы пользователей, и наблюдается периодическое торможение и падение скорости Интернета.

Влияние погодно-климатических факторов на принятие решений при проектировании автомобильных дорог

Рост интенсивности движения на современных автомобильных дорогах приводит к необходимости повышения требований к основным транспортно-эксплуатационным показателям (ТЭП): обеспеченной скорости, непрерывности и безопасности движения. Обеспечение этих требований особенно актуально в зимний период, когда под воздействием погодных факторов ухудшаются сцепные качества дорожного покрытия. По данным экспертов, погодно-климатические факторы занимают третье место среди основных составляющих экономической безопасности России (после технико-технологической и финансовой)

Работа содержит 1 файл

Влияние погодно-климатических факоров на принятие решений при проектировании автомобильных дорог.docx

Служба погоды в Германии (DWD) начала разработку специальной системы подготовки, выпуска и контроля (мониторинга) детальных прогнозов. В рамках этой системы предусмотрена разработка специальных прогнозов погоды и для дорожных организаций. В связи с высокими требованиями к заблаговременности появилась проблема контроля правильности прогнозов и их корректировки в случае такой необходимости.

Все эти проблемы дали толчок к развитию так называемой ЕРМ-системы, тремя основными компонентами которой являются:

• быстрое и простое получение прогнозов синоптиками на основе заранее подготовленных специальных таблиц и графиков (этап подготовки прогнозов);

• производство на основе этих прогнозов специализированных прогнозов для различных потребителей (этап выпуска индивидуальных прогнозов);

• контроль достоверности прогноза (этап мониторинга).

Разработка прогнозов автоматизирована. Район прогноза выбирается по карте на экране дисплея. Для каждого района и дорожной организации имеются четкие ведомости и таблицы, которые заполняются при подготовке прогноза погоды общего назначения. Таким образом, форма, содержание и необходимая заблаговременность прогноза выбираются автоматически из заранее разработанного набора. По требованию потребителя текст прогноза может быть строго регламентирован. После заполнения таблиц генерация специализированных прогнозов на основе прогноза погоды общего назначения производится автоматически на основе информации из базы данных о потребителях. В специализированных прогнозах учитываются те погодные явления, которые необходимо прогнозировать, пороговые значения отдельных метеорологических параметров, форма передачи прогноза (текст).

Прогнозы передаются по каналам связи потребителям. При изменении прогноза синоптиком все необходимые изменения будут сгенерированы автоматически и переданы тем потребителям, кого эти изменения касаются.

После того как индивидуальные прогнозы сгенерированы и переданы потребителю, прогнозируемые параметры передаются на этап мониторинга. Они приобретают статус контролируемых данных. Их значения могут быть представлены графически в виде пространственного (поля метеорологических элементов на карте) или временного (на графике) отображения. Для оценки правильности прогноза производится сравнение спрогнозированных параметров с последними фактически измеренными. Если отклонения существенны, то прогноз погоды обновляется. Таким образом, для специализированных прогнозов погоды с высокой пространственно- временной разрешенностью, к которым относятся и прогнозы для дорожных организаций, контроль достоверности прогноза в этой системе приобретает ключевое значение.

Достоинство этой системы состоит в том, что она позволяет автоматически генерировать специализированные прогнозы для различных потребителей на основе одного прогноза погоды общего назначения. При этом синоптик не обязан знать особых требований потребителя к пространственно-временной разрешенности информации. Такая информация хранится в базе данных и автоматически учитывается системой.

Большое внимание специализированному метеорологическому обеспечению дорожных организаций уделяет Швейцарский метеорологический институт. Совершенствование специализированного метеорологического обеспечения дорожных организаций идет за счет включения информации от автоматических дорожных метеостанций в общую схему расчета прогнозов погоды. Особое внимание уделяется прогнозам погоды для зимнего содержания дорог, которые разрабатываются с 1 ноября по 15 апреля для каждой языковой части Швейцарии (прогнозы составляются на французском и немецком языках).

В этой стране на сети дорог действуют автоматические дорожные метеостанции различных фирм-производителей: 23 центра содержания дорог используют метеостанции швейцарской фирмы Boschung (SWIS), 8 - систему Vibrometr и 4 - дорожные метеостанции финской фирмы Vaisala. Каждая из этих систем имеет определенный набор измеряемых параметров и перечень необходимых метеорологических параметров для расчета прогноза состояния дорожного покрытия. Специальные компьютерные программы пересылают необходимые расчетные значения в каждую из дорожных метеосистем.

Для небольших дорожных организаций, не имеющих метеосистем, прогнозы передаются через факсовую рассылку. При наборе номера своего факса клиент получает прогноз, посылаемый ему автоматически. При покупке подписки на метеорологическое обеспечение рассылка на факсы производится ежедневно автоматически в установленные сроки. В зимний период для дорожных организаций выпускаются пять различных факс-сообщений, соответствующих климатическим и языковым особенностям регионов.

Таким образом, совершенствование метеорологического обеспечения дорожных организаций в Национальных службах погоды идет по пути пространственной детализации прогнозов и совершенствования методов прогноза метеорологических величин, влияющих на формирование состояния дорожного покрытия.

Решить проблему детализации прогнозов для различных участков дорог в разных странах пробовали различными методами. Один из них - создание простейших дорожных метеорологических постов, на основе анализа информации которых работники дорожно-эксплуатационных организаций могут принимать решения о проведении работ по зимнему содержанию дорог. Такие метеорологические посты, являющиеся собственностью дорожно-эксплуатационных управлений (ДЭУ), были организованы в Польше . Они позволяли уточнять время наступлений опасного явления и момент начала профилактических работ на основе анализа изменения скорости и направления ветра, температуры и относительной влажности воздуха. Аналогичные метеорологические посты имелись в дорожных организациях Италии . Эти метеопосты устанавливались в конце 70-х - начале 80-х годов прошлого века, но с развитием средств связи и информационных технологий им на смену пришли автоматические измерительные комплексы.

В нашей стране были разработаны рекомендации по созданию собственных дорожных метеопостов для организации работ по борьбе с зимней скользкостью с использованием хлоридов, для них были предложены достаточно простые методики и номограммы прогноза образования зимней скользкости [69]. Обустройство таких метеопостов не получило распространения в дорожных организациях и основными причинами этого стали необходимость организации специальных систематических наблюдений, т.е. появление дополнительных видов работ, не свойственных работникам ДРСУ. В то же время существующая в дорожных организациях России техника не позволяла использовать при зимнем содержании дорог хлориды в чистом виде (нормы их распределения практически не дифференцируются).

В середине 1980-х годов появились первые дорожные метеостанции. Первоначально широкое использование автоматических дорожных метеосистем на сети дорог сдерживалось их высокой стоимостью, недостаточно высокой надежностью работы, несовершенством связи. С развитием микроэлектроники и средств связи многие из проблем были сняты и именно по пути установки на дорогах ароматических дорожных метеостанций пошло развитие специализированного метеорологического обеспечения зимнего содержания практически во всех странах, где в зимний период возможно образование скользкости на дорогах.

До появления дорожных метеосистем при зимнем содержании дорог в Финляндии информацию о состоянии дорожного покрытия получали при патрулировании дорог. Содержание такой службы требовало значительных финансовых затрат. Первые образцы электронного оборудования, фиксирующие состояние покрытия, облегчали мастерам работу по зимнему содержанию дорог. Однако со временем оказалось, что более эффективно передавать ту же информацию в диспетчерский центр для ее обработки совместно с прогнозами погоды и получать к имеющейся информации о состоянии дорожного покрытия дополнительную, с прогнозом его изменения, т.е. возможности образования скользкости .

В течение нескольких зимних сезонов (с 1991 по 1997 гг.) специализированное дорожное метеорологическое обеспечение и патрулирование в Финляндии существовали параллельно. В дальнейшем, после отладки системы, дорожное патрулирование было отменено, что позволило сократить значительные средства.

В настоящее время для организации зимнего содержания дорог во многих странах мира развиваются ведомственные сети метеорологических наблюдений на основе автоматических дорожных метеорологических станций. Погодная информация, необходимая для зимнего содержания дороги, поступает из специальных центров контроля дорожных и погодных условий. Задача таких центров состоит в сборе в реальном режиме времени информации с автоматических дорожных метеостанций, информации от метеорологических радиолокаторов (МРЛ), прогнозов погоды общего назначения и дополнительной информации от Национальной службы погоды. На основе анализа всей этой информации производится предупреждение о возможности опасного явления на дороге и выдаются рекомендации по технологии производства работ.

Эксперименты по созданию дорожных погодных центров начались в Финляндии в 1980-е годы. Для анализа поступающей метеорологической информации стали использовать вычислительную технику, а в разработке первых специализированных прогнозов вместе с метеорологами принимали участие специалисты по организации дорожного движения.

В настоящее время дорожные метеорологические центры в Финляндии успешно действуют и эта страна имеет наиболее богатый опыт специализированного метеорологического обеспечения дорожных организаций. Сеть автоматических дорожных метеостанций постоянно расширяется, в систему наблюдений за дорожными условиями и состоянием дорожного покрытия включены и дорожные видеокамеры. Кроме информации, поступающей с сети дорог, используются радиолокационные данные об осадках, спутниковые снимки, прогнозы погоды из Метеорологического института г. Хельсинки. Радарные изображения позволяют прослеживать движение зон осадков, их интенсивность и количество.

Дорожные метеорологические центры в Финляндии созданы в каждом округе. В зимний период работа в них ведется круглосуточно. Работники метеоцентра получают непрерывную информацию с сети АДМС, прогнозы погоды каждые 3 ч из Метеорологического института. Специалисты анализируют ее и передают непосредственным исполнителям работ - дежурным мастерам и водителем. Работа таких центров совмещена с работой центров управления движением, которые получают информацию о состоянии транспортных потоков с пунктов контроля интенсивности движения и дорожных видеокамер, и центров информирования участников движения о состоянии проезда по сети дорог. В такой информации нуждаются пользователи дорог, дорожная полиция, автотранспортные предприятия. Информация передается посредством дорожных знаков со сменной информацией (регулирующих скорость движения транспортного потока при различном состоянии дорожного покрытия), табло со сменной информацией. Дополнительно информация может быть получена на определенной радиочастоте, по телевидению, через информационные киоски сети Интернет, установленные на объектах дорожного сервиса (АЗС, СТО, кафе, мотели) [110, 111].

Развитие дорожных погодных метеоцентров не могло не оказать влияния на систему взаимодействия между дорожными организациями и Национальными службами погоды. Их взаимодействие стало еще теснее, и, как это ни странно, объем информации, которая необходима дорожным организациям для содержания дорог, не уменьшился с появлением АДМС, а возрос. Однако информация эта отличается от тех прогнозов погоды, которые получали дорожные организации ранее. Информация АДМС передается в Национальные погодные центры и используется ими при разработке прогнозов и штормовых предупреждений. Она более оперативная и поступает практически в режиме реального времени. Работы по совершенствованию специализированного дорожного обеспечения в Национальных службах погоды не прекратились, а активизировались.

Прогнозы для дорожных организаций в России составляются региональными отделениями Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) на основе действующих нормативных документов [64, 68]. До определенного времени считалось, что Росгидромет, как информационная отрасль экономики России, обязан предоставлять свою продукцию оперативно, полно и в удобной форме. Производителей информации не беспокоило, насколько эффективно потребитель ее использует в своей деятельности. С 1992 г. постановлением Правительства Российской Федерации Росгидромету было разрешено предоставлять информационную продукцию потребителям на коммерческой основе [112]. В связи с этим появилась необходимость ориентации специализированного метеорологического обеспечения на нужды потребителей.

Несмотря на развитую сеть наблюдения и оснащение Гидрометцентра России супербыстродействующими ЭВМ (CREI), прогнозы погоды, разрабатываемые им для дорожных организаций, не достигают того уровня детальности, оперативности и заблаговременности, как в Европейских странах. Это не позволяет эффективно использовать их при оперативном управлении работами по борьбе с зимней скользкостью и для проведения профилактических мероприятий. В прогнозах не отражается информация, которую можно отнести к разряду специализированной для дорожных организаций, - температура дорожного покрытия и его состояние. Наблюдения за этими параметрами в подразделениях Росгидромета не производятся, что заставляет дорожников развивать сеть собственных наблюдательных постов для обеспечения необходимой информацией производственных процессов зимнего содержания дорог.

Однако та информация Росгидромета, которая в настоящее время может быть доступна дорожным организациям, используется неэффективно или вовсе не используется. Это объясняется отсутствием каких- либо документов, регламентирующих работы по борьбе с зимней скользкостью на дорогах на основе прогнозов погоды. Вопросы организации специализированного дорожного метеорологического обеспечения в России рассмотрены в книге.

Опыт работы Национальных служб погоды и крупных фирм-производителей технических средств свидетельствует о том, что развитию систем дорожного погодного мониторинга и использованию их информации в управлении дорогами и транспортными потоками уделяется большое внимание в мире. Важность решения этих вопросов подтверждается и тем, что уже более 20 лет существует и активно работает Международная постоянно действующая Комиссий по дорожной метеорологии (SIRWEC). В 1992 г. в г. Миннеаполисе (США) была утверждена конституция Комиссии SIRWEC [113], в которой указано, что все организации и отдельные личности, которые интересуются дорожным погодным мониторингом, могут являться ее членами.

Топ-5 самых точных сайтов прогноза погоды в городе

В сети интернет десятки популярных сайтов предлагают прогноз погоды в Москве и других городах России. Однако практика показывает, что одни прогнозы чаще бывают точными, другие же – далеки от реальности.

Сегодня мы провели сравнение сайтов и предлагаем Топ-5 самых точных сайтов прогноза погоды в интернете.

Современная наука умеет предсказывать метеорологическую обстановку на период до 1 месяца. Однако наиболее точным является прогноз на 3 дня. Изучая долгосрочные прогнозы (свыше 10 дней), полезно знать, что температуру воздуха на столь длительный срок предсказать можно более или менее точно, но вот прогноз по осадкам сбывается с меньшей вероятностью.

А вы знали, что Россия является самой холодной страной в мире!

5. Gismeteo.ru

Этот ресурс – лидер Рунета по посещаемости среди всех погодных информеров. Уточнение прогноза на сайте производится 4 раза в сутки, поэтому пользователям Gismeteo всегда доступна актуальная информация.

Максимальный срок, на который составляется прогноз для gismeteo.ru – 1 месяц. Посетителям также доступны анимированные карты погоды для любых регионов планеты.

4. Accuweather.com

Этот сайт предлагает прогноз для трех миллионов населенных пунктов по всей планете. Ресурс был основан в 1962 году членом Американского метеорологического общества Джоэлем Майерсом, первоначально прогнозы Accuweather публиковали в СМИ и передавали по TV.

Сегодня на сайте доступны прогнозы на срок от часа до одного месяца, а также удобные приложения для мобильных устройств.

3. rp5.ru

В 2004 году был основан новостной канал «Расписание погоды», который круглосуточно транслирует сводки погоды для 500 000 населённых пунктов, разбросанных по всему миру.

На сегодняшний день rp5.ru – один из самых популярных в мире погодных сайтов. Здесь можно узнать прогноз с 8 400 метеостанций SYNOP и 5 200 метеостанций METAR, пользователям нравится точный прогноз количества осадков.

2. Meteoweb.ru

Проект является независимым ресурсом, созданным российскими любителями метеорологии и астрономии более 20 лет назад.

На сайте доступны точные прогнозы на 14, 10, 7, 5 суток, а также на месяц. Имеются прогнозы состояния геомагнитного поля с рекомендациями для метеозависимых людей.

1. Meteoinfo.ru

Данный ресурс – это официальный сайт гидрометцентра России. На сайте доступен прогноз главного метеорологического ведомства страны для 5 000 городов.

Гидрометцентр занимается предсказанием погоды с 1930 года, т.е. в распоряжении специалистов огромный опыт наблюдений.

На сайте доступны анимированные прогнозы для территории Европы на двое суток, климатическая статистика, а также архив прогнозов.