冬季路面低温作为路面结冰的先决条件,其监测、预报和研究对道路交通安全具有重要意义。准确预报冬季路面温度,既能提升气象部门的业务技术和服务水平,也能提高道路养护部门的工作效率,更重要的是能提醒司机行车安全,保障人民的生命财产安全。本文使用江苏省高速公路交通气象监测系统(AWMS)中的实时观测资料、相关地理信息资料以及试验观测得到的路面热谱数据,使用机器学习方法(随机森林回归)和地统计插值方法(张力样条插值方法),分析了宁宿徐高速公路北段路面温度分布特征,建立了宁宿徐高速公路北段路面温度的未来1h预报产品框架,以期为未来江苏省整个高速公路网冬季路面温度和路面结冰的预警预报奠定基础,也为今后使用机器学习方法预报路面温度提供技术支撑,从而为我国交通气象实现精细化、智能化服务提供参考依据。研究得到以下结论:(1)宁宿徐高速公路北段多年平均冬季路面温度高于0℃,夜间路面温度低于白天。北部交通气象站点的路面温度低于南部,靠近服务区交通气象站点的路面温度高于普通路面交通气象站点,更高于靠近桥梁和水体的交通气象站点。(2)随机森林回归法可以用来预报宁宿徐高速公路北段的冬季路面温度,但它的特征输入方案和参数调试方案因交通气象站点类型的不同而存在差异。引入的复合特征能更好的补充解释交通气象站所处的环境和气象要素,故使用该特征输入方案建模具有更好的预报效果,它对普通路面交通气象站和靠近桥梁、水体的交通气象站的预报效果优于对服务区交通气象站的预报效果。(3)就宁宿徐高速公路北段的路面温度空间连续预报而言,使用引入复合特征的特征输入方案,对于靠近服务区的交通气象站,取使平均袋外误差率达到1.0℃以下时的参数,对于靠近水体和桥梁的交通气象站和普通路面交通气象站,取使平均袋外误差率达到1.5以下℃时的参数,建立站点预报模型,再以张力样条插值法将离散站点空间连续化,能使宁宿徐高速公路北段的冬季路面温度空间连续化预报效果最好,且其对高速公路南段的预报效果略优于北段。(4)单站预报方法和路面连续预报方法结合可得到最终宁宿徐高速公路北段未来1h冬季路面温度预报产品。该产品可分为站点预报和路面预报两个过程,站点预报以随机森林回归为核心,输入特征为能见度、气温、相对湿度、降水量、2分钟平均风向、2分钟平均风速、路面温度、10cm路基温度、气温与10cm路基温度差、1h累积降水量、1h气温变化量、1h相对湿度变化量和1h 10cm路基温度变化量。输出为各交通气象站未来1h的路面温度;路面预报以张力样条函数插值法为核心,输入为站点预报的路面温度结果,输出为全路段空间连续的路面温度,且可以通过经纬度进行某一点路面温度的查询。