基于城市道路交通安全設(shè)施管理的智能化探討與應(yīng)用

尚永鑫

(中科軟科技股份有限公司 北京市 100080)

0 引言

城市道路服務(wù)水平是衡量一個(gè)城市發(fā)展進(jìn)步的標(biāo)志，當(dāng)前社會(huì)科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI、視覺識(shí)別感知等技術(shù)在民生的各個(gè)地方都有著廣泛的應(yīng)用。社會(huì)越來越關(guān)注人們出行的質(zhì)量，對(duì)于降低事故發(fā)生率、提高交通參與效率等都提出了更高的要求。道路的安全設(shè)施已經(jīng)不是只能夠提供簡(jiǎn)單的指路信息、規(guī)范行車秩序等作用的道路附屬設(shè)施。新時(shí)代賦予了道路安全設(shè)施新的歷史意義，作為道路最為基礎(chǔ)的安全保障設(shè)施應(yīng)該發(fā)揮更為強(qiáng)大的能量。通過新技術(shù)的融合應(yīng)用，對(duì)于城市道路安全設(shè)施的管理也朝著數(shù)字化、精準(zhǔn)化、高效化和智能化的方向發(fā)展。

1 城市道路交通安全設(shè)施智能管理必要性

城市路網(wǎng)相比于高速公路和國(guó)省干道來說比較復(fù)雜，交通安全設(shè)施較多，對(duì)于這些設(shè)施的管理增加了很大難度，不利于日常的維護(hù)，運(yùn)維效率相對(duì)低下。但是，將現(xiàn)有的安全設(shè)施采用數(shù)字化的管理，把現(xiàn)有的標(biāo)志、護(hù)欄、標(biāo)線等設(shè)施進(jìn)行數(shù)字編碼，通過不同的維度進(jìn)行規(guī)劃分類，結(jié)合路網(wǎng)信息、定位信息等建立統(tǒng)一的數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)，從而掃除之前安全設(shè)施管理的各種障礙，簡(jiǎn)化工作流程，可以從不同維度獲取安全設(shè)施的信息。這就是我們要對(duì)城市道路交通安全設(shè)施進(jìn)行智能化管理的原因。

2 城市道路交通安全設(shè)施的管理現(xiàn)狀

2.1 安全設(shè)施運(yùn)維低效

城市道路交通安全設(shè)施傳統(tǒng)的管理具有一定缺陷，總結(jié)有以下幾點(diǎn)：

(1)對(duì)于安全設(shè)施的信息主要依靠人工統(tǒng)計(jì)，由于很多安全設(shè)施(類如防撞護(hù)欄損壞、靠近路口處標(biāo)線磨損)需要頻繁的更新或更換，在多次的手動(dòng)統(tǒng)計(jì)更新工作后會(huì)導(dǎo)致運(yùn)維數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度下降，從而會(huì)影響整體數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

(2)不具備對(duì)安全設(shè)施信息的數(shù)據(jù)分析能力，無法從早期計(jì)劃和施工信息中初步判斷數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

(3)缺少安全設(shè)施的地理坐標(biāo)信息，不具備即時(shí)采集安全設(shè)施狀態(tài)、位置的準(zhǔn)確信息。

(4)缺乏對(duì)故障信息和維護(hù)信息及時(shí)更新能力，當(dāng)事故發(fā)生安全設(shè)施被損壞時(shí)，不能采取及時(shí)的措施對(duì)其修復(fù)，影響道路的服務(wù)水平。

2.2 規(guī)劃缺乏整體性

傳統(tǒng)的城市道路安全設(shè)施規(guī)劃設(shè)計(jì)大多數(shù)情況下是隨著路基路面的新建和周期性的大中修項(xiàng)目而產(chǎn)生的，依據(jù)安全設(shè)施相關(guān)的國(guó)標(biāo)、地方性的規(guī)定來進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)的。所帶來的缺點(diǎn)也是很明顯的，比如在同一個(gè)城市，不同區(qū)域的道路安全設(shè)施設(shè)置的方法也不盡相同，所使用的材料、尺寸、外觀的形式都是有很大差異的，雖然遵循相關(guān)的規(guī)定但是所展示出來的效果就顯得不夠統(tǒng)一、不夠整體。在管理上就變得更加困難，安全設(shè)施信息紛繁雜亂難以梳理，相關(guān)的維護(hù)部門就需要儲(chǔ)備更多種類的備件、備料，降低了運(yùn)維的高效性。

通過對(duì)傳統(tǒng)的城市道路交通安全設(shè)施管理的分析，我們可以看出，安全設(shè)施的數(shù)字化科學(xué)管理是必要的也是可行的，通過智能化、自動(dòng)化、精細(xì)化的管理，可以提升安全設(shè)施的管理效率，同樣也可以大幅節(jié)省成本投入。

3 融合新技術(shù)下的城市道路交通安全設(shè)施管理

3.1 大數(shù)據(jù)分析技術(shù)賦能道路交通安全設(shè)施管理

當(dāng)前，為傳統(tǒng)的管理方式轉(zhuǎn)型、升級(jí)、賦能離不開大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，挖掘數(shù)據(jù)潛能可以為城市道路交通創(chuàng)造更多價(jià)值。大數(shù)據(jù)技術(shù)的有效應(yīng)用是建立在精確的原始數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的，所以將城市道路上的安全設(shè)施信息進(jìn)行數(shù)字化管理成為首要任務(wù)。以安全設(shè)施的各種參數(shù)進(jìn)行數(shù)字化編碼，通過對(duì)路線編號(hào)、樁號(hào)、行進(jìn)方向、地理坐標(biāo)、設(shè)施類型等參數(shù)的錄入整合，將資產(chǎn)數(shù)字化形成以國(guó)標(biāo)為基準(zhǔn)、地方法規(guī)和出行習(xí)慣為基準(zhǔn)的城市級(jí)道路交通安全設(shè)施的管理系統(tǒng)。

系統(tǒng)將安全設(shè)施的用途、屬性等進(jìn)行分類，由于數(shù)據(jù)相對(duì)復(fù)雜，錄入過程需要在保證數(shù)據(jù)時(shí)效性的前提下進(jìn)行，把無序的數(shù)據(jù)變?yōu)橛行虻臉?biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，建立安全穩(wěn)定的數(shù)據(jù)庫(kù)。這樣我們就可以運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)于安全設(shè)施的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，挖掘數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值，提升工作效能[1]。如圖1所示，通過數(shù)據(jù)分析可以對(duì)事故多發(fā)地的安全設(shè)施損壞信息進(jìn)行分析，從而進(jìn)行路口的優(yōu)化配置；通過對(duì)標(biāo)線的磨損數(shù)據(jù)分析判斷供應(yīng)商的施工質(zhì)量情況等等大數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用。

圖1 數(shù)據(jù)分析提供方案評(píng)價(jià)

3.2 AI智能化提升運(yùn)維效能

視頻識(shí)別技術(shù)推動(dòng)交通安全設(shè)施管理智能化主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

(1)路端交通安全設(shè)施的自動(dòng)檢測(cè)，利用北斗衛(wèi)星定位、視頻圖像識(shí)別以及雷達(dá)探測(cè)等采集技術(shù)對(duì)地物要素進(jìn)行自動(dòng)采集，然后將路端的安全設(shè)施矢量化展示在3D地圖上，日常的運(yùn)維工作只需要按自定義時(shí)間進(jìn)行數(shù)據(jù)采集即可，縮短了交通安全設(shè)施信息的錄入時(shí)間，提升了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，便于對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)的增值服務(wù)[2]。

(2)采用視頻圖像檢測(cè)技術(shù)對(duì)路面上的交通安全設(shè)施的健康度進(jìn)行智能化的檢測(cè)。應(yīng)用較為廣泛的有：對(duì)路面標(biāo)線(熱熔和冷漆)的磨損情況進(jìn)行圖像檢測(cè)分析，對(duì)路上的交通標(biāo)志版面的完好度和反光性能進(jìn)行檢測(cè)分析，也可以對(duì)護(hù)欄的豎直線性進(jìn)行智能檢測(cè)。使用上述智能檢測(cè)替代傳統(tǒng)的人工調(diào)查方法，可以為運(yùn)維管理人員提供更為準(zhǔn)確的采集信息，包括安全設(shè)施受損位置、長(zhǎng)度、面積以及相應(yīng)的影響分析，既提高了檢測(cè)效率又節(jié)省了成本[3]。

通過對(duì)交通安全設(shè)施的信息采集以及對(duì)其性能及完好度的檢測(cè)分析，在智能的管理系統(tǒng)中，可以直觀地獲取以上信息，如圖2所示，通過對(duì)信息的分析并給出相應(yīng)的解決方案。

圖2 交通安全設(shè)施信息采集分析流程

3.3 變“單一管理”向“多元管理”的轉(zhuǎn)變

作為構(gòu)建“城市交通大腦”的一部分，充分利用“人工智能+大數(shù)據(jù)”技術(shù)，對(duì)于道路交通安全設(shè)施信息數(shù)據(jù)采集、清洗、加工、挖掘，可以向城市交通其他的體系提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)，推動(dòng)交通環(huán)境的升級(jí)，由單一的交通安全設(shè)施管理向多元化的城市交通大腦推進(jìn)[4]。

通過對(duì)交通安全設(shè)施智能化的管理，可以推動(dòng)交通安全由被動(dòng)到主動(dòng)的轉(zhuǎn)變，針對(duì)事故多發(fā)地的安全設(shè)施設(shè)置的分析，進(jìn)而優(yōu)化交通環(huán)境，規(guī)范相似路段的交通安全設(shè)施設(shè)置方法，變粗放管理為精細(xì)化管理。通過應(yīng)用科技信息化技術(shù)手段，結(jié)合當(dāng)前城市交通安全需求，進(jìn)一步探索拓展交通治理應(yīng)用。

4 結(jié)語(yǔ)

城市道路交通安全設(shè)施是保障交通參與者安全出行的基礎(chǔ)保障，通過使用智能化的交通安全設(shè)施管理方法，能夠極大程度地解決路端的交安設(shè)施對(duì)于交通參與者的安全保護(hù)問題，同樣也大幅地提升了城市交通安全設(shè)施的運(yùn)行維護(hù)管理工作效率。利用當(dāng)代的大數(shù)據(jù)、AI智能、高精度的北斗衛(wèi)星定位等高新技術(shù)來參與管理城市的道路交通安全設(shè)施，從而保證了城市的交通安全，提高了相關(guān)管理部門的管理水平和效率，簡(jiǎn)化了城市道路交通安全設(shè)施的管理工作。