用物聯網技術解決團霧安全隱患的關鍵技術研究文獻綜述

(1.重慶交通大學 交通運輸學院　中國　重慶　400041；2.湖北省交通運輸廳武黃高速公路管理處養護三站　湖北　通山　437600)

一、研究目的和意義

團霧在我國分布十分廣泛，影響道路交通安全，給人民群眾出行造成巨大威脅。尤其是隨著全國高速公路互聯互通和社會機動化水平的不斷提升，人民群眾的出行距離、出行頻率相比以往越來越遠，越來越高，團霧的影響范圍、影響人群越來越廣，造成的安全隱患越來越大。同時，一旦團霧誘發多車連環追尾事故，事故的烈度會很大，不僅造成人員傷亡和惡劣的社會影響，還給高速公路經營方帶來較大的收費損失。團霧是參與各方俱損的的一個自然災害，無法根除，只有通過科學研究采用更為先進的技術科學地進行規避和緩解。因此，開展團霧環境下交通行為的研究，科學合理地制定行車控制策略，研發主動引導設備，開發預警及報警系統，對于合理規避團霧對行車安全的負面影響，保障車輛通行安全，提升警情發現和救援效率，對于最大限度地保障團霧環境下人民群眾的出行安全，降低事故烈度具有極為重要的意義和應用價值。

二、國內外研究現狀

(一)國外研究現狀

團霧作為一種常見的氣象現象而存在，對高速公路的行車安全影響非常重大，為此國內外學者進行了大量研究。

在國外，特殊天氣下的車輛行駛安全研究開展較早，學者們對高速公路霧區安全開展了一系列研究。如從速度角度出發，Richard vander Horst&Jeroen Hogema研究了基于低能見度條件下的駕駛員駕駛行為，提出了車輛進入霧區前4.5-5s內應啟動避免碰撞系統。實驗研究表明，在氣象視距降低到200m附近時，交通基本不受影響，而當氣象視距小于200m時，平均車速將隨之呈線性關系降低[1]。FHWA對美國高速公路限速標志設置的區間長度最小值進行了規定，在對霧天能見度和車速的關系、分車道和分車型限速方法等問題的研究基礎上，為選取霧天高速公路限速標志設置的區間長度最小值提供了依據[2]。Y.F.Li在德國高速公路行車規范中給出了兩相鄰限速區間限速差與事故率的關系表，為霧天高速公路容忍合并的相鄰區間的最高限速值的研究奠定了基礎[3]。從安全保障系統角度出發，LIU weiming提到霧天高速公路行車安全保障系統是一個以管理為施控主體，以運輸安全直接影響因素(人、車、路、環境)為受控客體的控制系統，其目的是實現霧天情況下高速公路運營的安全性、經濟性、舒適性、高效性[4]。PB Farradyne提到美國高速公路霧天緊急救援的程序[5]。為保障霧區行車安全，在研究霧的濃度與駕駛員視知覺關系方面，Hogema,J.H&Horst,A.R.A.vander通過計算機模擬顯示，在無燈的情況下，霧濃度衰減系數和預測視距之間存在較為理想的對數線性關系[6]，該結果對霧區車輛行駛間距的選定具有重要的參考意義。

國外這些研究成果對保障霧區的行車安全具有較強的理論指導意義，但對于如何在團霧路段解決駕駛人的內心關切，并沒有上升到具體的對策措施上來。上述文獻提到了車輛雷達系統，該技術對于控制合理跟車距離十分有效，但在我國當前國情下，大部分車輛都不具備雷達防追尾系統。因此，雷達技術雖然比較好，但在中國目前發展階段沒有任何借鑒價值。

(二)國內研究現狀

目前國內對大霧易發路段采取的安全防范措施為在公路兩側安裝黃色誘導標志和廣播，誘導進入霧區車輛緩慢前行，或采取壓車的辦法分時段放行，或采取封道的辦法處理。對于常態性的多霧路段，目前采取的誘導措施單一，效果較差，無法提示前方車輛的距離。因此，能見度低于50m時高速公路只能封道或下令車輛改道行駛，車輛改道增加了國省道路通行壓力，因司機路況不熟導致改道后車輛交通事故頻繁發生[10]。國內研究高速公路霧區行車安全保障問題始于20世紀90年代，起步較晚，研究成果有一些應用，但總體來講效果不是很明顯，相關文獻不多。

蔣其才等人對高速公路霧區行車安全保障措施進行了研究，建立了霧天公路應急指揮系統。該系統能協助道路維護部門、緊急事件管理部門、交通管理部門和道路使用者進行科學決策，對高速公路霧環境下的管理策略具有一定的指導意義。學者劉志宏等人認為，通過在高速公路霧區設置智能的通行對策能夠有效降低災害天氣條件下行車風險性，該學者認為，借助現代電子科技系統的幫助，太陽能防盜霧燈警示系統是對惡劣天氣條件下高速公路交通管控的有效輔助手段。

(三)研究現狀評述

綜合上述研究成果，針對霧環境下交通安全保障問題提出的諸多措施，雖然在一定程度上能發揮霧區的安全指引作用，但這些方法都是被動措施，尚沒有形成較為成熟工程措施的理論、技術與方法。團霧以其不可確定性、突發性、難預測為表征，傳統的技術手段對于大范圍的霧氣、低能見度的霧霾有一定的被動指引作用，但對于團霧而言很難起到作用。團霧環境下安全行車保障研究的焦點聚集在3個方面：1)如何即時檢測團霧并對駕駛員和管理人員進行及時預警；2)如何在團霧發生的情況下保障車輛安全通過團霧路段而不發生惡性連環追尾事故；3)如何在發生第一起事故時及時發現并報警以防止二次事故發生。