一种内河航运气象风险等级预报检验方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种内河航运气象风险等级预报检验方法及系统，分别获取各航道点气象要素实况数据以及预报数据；针对任一航道点，根据影响航运气象安全的各个气象要素分级阈值区间，确定实况数据与预报数据中各气象要素的航运风险等级；基于各航道点的航运气象风险预报等级与航运气象风险实况等级，计算全航道航运气象风险等级预报数据对应的检验评分，或基于实况数据与预报数据中的航运风险首要影响气象要素的航运风险等级，计算全航道航运风险首要影响气象要素的等级预报相对应的检验评分。本发明专利技术既能够反映长江内河航运通航气象条件等级预报效果，又能够反映气象要素预报效果，有助于推进我国内河航运气象预报服务能力的不断提升。不断提升。不断提升。

【技术实现步骤摘要】
一种内河航运气象风险等级预报检验方法及系统


[0001]本专利技术涉及天气预报
，具体涉及一种内河航运气象风险等级预报检验方法及系统。

技术介绍

[0002]长江内河航运安全受低能见度、大风等气象因素影响较为严重。2020年7月长江流域气象中心与长江海事局联合发布了《关于印发〈长江干线水上交通气象条件等级划分指导意见(试行)〉的通知》(长江域气发〔2020〕1号)，提出了采用能见度、风(极大风速)、降水(降雨、降雪)、强对流天气以及最高气温(只针对危化品运输船舶)的强度，将气象条件等级划分为适宜、风险一般、风险较高、风险高、风险很高等五个等级，分别以绿色、蓝色、黄色、橙色、红色表示。据此，长江流域气象中心建立了长江干线水道通航天气预报产品，开展了面向长江海事部门和江上航线船舶的内河航运安全保障气象预报服务。
[0003]然而当前气象服务预报产品多为单要素、单一标准进行检验评估，无法适用于此类多种气象要素综合预报产品预报效果的验证。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术中存在的技术问题，提供一种内河航运气象风险等级预报检验方法及系统，该方法是一种针对多种气象要素的综合预报产品的检验方法，既能够反映长江内河航运通航气象条件等级预报效果，又能够反映气象要素预报效果，有助于推进我国内河航运气象预报服务能力的不断提升。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种内河航运气象风险等级预报检验方法，包括：
[0007]分别获取各航道点气象要素实况数据以及预报数据；
[0008]针对任一航道点，根据影响航运气象安全的各个气象要素分级阈值区间，确定实况数据与预报数据中各气象要素的航运风险等级；
[0009]以实况数据中各气象要素的航运风险等级中的最大等级作为该航道点的航运气象风险实况等级，该等级对应的气象要素作为该航道点的航运风险首要影响气象要素；以预报数据中的各气象要素航运风险等级中最大等级作为该航道点的航运气象风险预报等级；
[0010]基于各航道点的航运气象风险预报等级与航运气象风险实况等级，计算全航道航运气象风险等级预报数据对应的检验评分，或基于实况数据与预报数据中的航运风险首要影响气象要素的航运风险等级，计算全航道航运风险首要影响气象要素的等级预报相对应的检验评分；所述检验评分越高则表示气象要素预报越准确。
[0011]进一步的，所述各航道点气象要素实况数据以及预报数据的获取方法，包括：
[0012]分别根据陆面格点实况产品数据以及智能网格预报产品数据获取气象格点实况数据和预报数据；
[0013]根据航道点坐标位置，选取航道点周边至少4个格点，采用双线性插值法将气象格点实况数据和预报数据分别插值至航道点，获得逐航道点各个气象要素实况数据O
ij
以及预报数据F
ij
，其中，i代表航道点，i∈(1，N)，N为航道点总个数；j代表不同气象要素，j∈(1，M)，M为影响航运安全气象要素总个数。
[0014]进一步的，根据影响航运气象安全的各个气象要素分级阈值区间，确定实况数据与预报数据中各气象要素的航运风险等级，包括：
[0015]记实况数据中第i航道点上第j个气象要素的航运风险等级olev
ij
，预报数据中第i航道点上第j个气象要素的航运风险等级flev
ij
；
[0016]根据各个气象要素分级阈值区间[L
jk
，U
jk
)，则有：
[0017][0018][0019]其中，O
ij
为气象要素j观测值在第i个航道点上插值得到的数值，F
ij
为该气象要素j格点预报在第i个航道点上插值得到的数值；k代表划分的航运风险等级，k∈(1，P)，P为航运气象风险等级总个数；L
jk
为气象要素j在k等级的下限阈值；U
jk
为气象要素j在k等级的上限阈值；式中[]代表逻辑转数值的运算符，逻辑值为正时取1，否则取0。
[0020]进一步的，基于各航道点的航运气象风险预报等级与航运气象风险实况等级，计算全航道航运气象风险等级预报数据对应的检验评分，包括：
[0021]记航道点i上的航运风险预报等级为Flev
i
和航运风险实况等级为Olev
i
，则有：
[0022]Olev
i
＝max(olev
i1
，olev
i2
，
…
，olev
ij
，
…
，olev
iM
)
[0023]Flev
i
＝max(flev
i1
，flev
i2
，
…
，flev
ij
，
…
，flev
iM
)
[0024]根据下式计算航道点i的航运气象风险等级预报数据对应的检验评分FS
i
：
[0025][0026]其中，max(L
max
‑
Olev
i
，Olev
i
‑
L
min
)为航运气象风险等级预报可能出现的最大误差；L
max
、L
min
分别为规定划分的航运气象风险等级的最高等级和最低等级。
[0027]则全航道航运气象风险等级预报评分FS为：
[0028][0029]其中，N为航道点个数。
[0030]进一步的，基于实况数据与预报数据中的航运风险首要影响气象要素的航运风险等级，计算全航道航运风险首要影响气象要素的等级预报相对应的检验评分，包括：
[0031]根据实况数据中航道点i上各气象要素的航运风险等级olev
ij
，获取航道点i的航运气象风险实况等级Olev
i
和首要影响气象要素，航运气象风险实况等级计算：
[0032]Olev
i
＝max(olev
i1
，olev
i2
，
…
，olev
ij，
…
，olev
iM
)
[0033]其中，M为影响航运安全气象要素总数，航运气象风险实况等级为Olev
i
的气象要
素j则为首要影响气象要素；
[0034]当航道点i的航运风险首要影响气象要素唯一时，航道点i的航运风险首要影响气象要素预报等级相对应的检验评分FFS
i
为：
[0035][0036]其中，max(L
max
‑
Olev
i
，Olev
i
‑
L
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内河航运气象风险等级预报检验方法，其特征在于，包括：分别获取各航道点气象要素实况数据以及预报数据；针对任一航道点，根据影响航运气象安全的各个气象要素分级阈值区间，确定实况数据与预报数据中各气象要素的航运风险等级；以实况数据中各气象要素的航运风险等级中的最大等级作为该航道点的航运气象风险实况等级，该等级对应的气象要素作为该航道点的航运风险首要影响气象要素；以预报数据中的各气象要素航运风险等级中最大等级作为该航道点的航运气象风险预报等级；基于各航道点的航运气象风险预报等级与航运气象风险实况等级，计算全航道航运气象风险等级预报数据对应的检验评分，或基于实况数据与预报数据中的航运风险首要影响气象要素的航运风险等级，计算全航道航运风险首要影响气象要素的等级预报相对应的检验评分；所述检验评分越高则表示气象要素预报越准确。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各航道点气象要素实况数据以及预报数据的获取方法，包括：分别根据陆面格点实况产品数据以及智能网格预报产品数据获取气象格点实况数据和预报数据；根据航道点坐标位置，选取航道点周边至少4个格点，采用双线性插值法将气象格点实况数据和预报数据分别插值至航道点，获得逐航道点各个气象要素实况数据O
ij
以及预报数据F
ij
，其中，i代表航道点，i∈(1,N)，N为航道点总个数；j代表不同气象要素，j∈(1,M)，M为影响航运安全气象要素总个数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据影响航运气象安全的各个气象要素分级阈值区间，确定实况数据与预报数据中各气象要素的航运风险等级，包括：记实况数据中第i航道点上第j个气象要素的航运风险等级olev
ij
，预报数据中第i航道点上第j个气象要素的航运风险等级flev
ij
；根据各个气象要素分级阈值区间[L
jk
，U
jk
)，则有：)，则有：其中，O
ij
为气象要素j观测值在第i个航道点上插值得到的数值，F
ij
为该气象要素j格点预报在第i个航道点上插值得到的数值；k代表划分的航运风险等级，k∈(1，P)，P为航运气象风险等级总个数；L
jk
为气象要素j在k等级的下限阈值；U
jk
为气象要素j在k等级的上限阈值；式中[]代表逻辑转数值的运算符，逻辑值为正时取1，否则取0。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于各航道点的航运气象风险预报等级与航运气象风险实况等级，计算全航道航运气象风险等级预报数据对应的检验评分，包括：记航道点i上的航运风险预报等级为Flev
i
和航运风险实况等级为0lev
i
，则有：Olev
i
＝max(olev
i1
，olev
i2
，
…
，olev
ij
，
…
，olev
iM
)Flev
i
＝max(fleV
i1
，flev
i2
，
…
，flev
ij
，
…
，flev
iM
)
根据下式计算航道点i的航运气象风险等级预报数据对应的检验评分FS
i
：其中，max(L
max
‑
Olev
i
，Olev
i
‑
L
min
)为航运气象风险等级预报可能出现的最大误差；L
max
、L
min
分别为规定划分的航运气象风险等级的最高等级和最低等级。则全航道航运气象风险等级预报评分FS为：其中，N为航道点个数。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于实况数据与预报数据中的航运风险首要影响气象要素的航运风险等级，计算全航道航运风险首要影...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟英杰，田刚，吴翠红，王继竹，祝赢，王孝慈，高琦，童奇，李曲，
申请(专利权)人：武汉中心气象台长江流域水文气象预报台，湖北省决策气象服务中心，
类型：发明
国别省市：