A Road Surface Temperature Prediction Modeling for Road Weather Information System

This study proposes a model for road surface temperature prediction on basis of the heat-energy balance equation between atmosphere and road surface. The overall model is consisted of two types of modules: 1) Canopy 1 is used to describe heat transfer between soil surface and atmosphere; and 2) Canopy 2 can reflect the characteristics of pavement type. Input data used in the model run is obtained from the Korea Meteorological For model validation, the observed and predicted surface temperature data are compared using data collected on MoonEui Bridge along CheongWon-Sangju Expressway, and the comparison is made on winter and other seasons separately. Analysis results show that average difference between two temperatures lies within ${\pm}2^{\circ}C$ which is considered as appropriate from a micrometeorology point of view. The model proposed in this paper can be adopted as a useful tool in practical applications for winter maintenance. This study being a fundamental research is anticipated to be a starting point for further development of robust surface road temperature prediction algorithms.

도로기상정보체계 활성화를 위한 노면온도예측 모형 개발

본 연구에서는 지표면과 대기사이의 열-에너지 균형원리를 이용한 노면온도예측모형을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 노면온도예측모형은 두 가지 모듈로 구성되는데 Canopy 1은 지표면과 대기 간의 열 교환을 묘사하기 위한 것이고, Canopy 2는 열에너지 교환 과정에서 포장체 특성을 반영하기 위한 것이다. 모형 수행에 필요한 다양한 입력변수는 기상청으로부터 수집하였다. 개발된 모형의 성능을 평가하기 위해 청원-상주 간 고속도로 상 문의교 지점에 설치된 접촉식 노면온도측정센서로부터 수집한 노면온도자료와 모형 수행을 통해 나온 결과 값을 비교 하였다. 이러한 비교는 동절기(12월)와 동절기 외 기간(10월)에 걸쳐 수행되었다. 비교 결과, 두 온도의 평균오차 값이 ${\pm}2^{\circ}C$ 범위 내에 있어, 모형의 성능이 매우 우수한 것으로 판단된다. 이러한 연구는 동절기 도로관리에 다양하게 사용될 것으로 사료되고, 특히 도로 기상정보체계 운영에 핵심이 되는 노면온도 예측 알고리즘으로 사용될 수 있는 기초 연구가 될 것이다.