基于城市道路交通安全設施管理的智能化探討與應用

尚永鑫

(中科軟科技股份有限公司 北京市 100080)

0 引言

城市道路服務水平是衡量一個城市發展進步的標志，當前社會科學技術快速發展，互聯網、大數據、AI、視覺識別感知等技術在民生的各個地方都有著廣泛的應用。社會越來越關注人們出行的質量，對于降低事故發生率、提高交通參與效率等都提出了更高的要求。道路的安全設施已經不是只能夠提供簡單的指路信息、規范行車秩序等作用的道路附屬設施。新時代賦予了道路安全設施新的歷史意義，作為道路最為基礎的安全保障設施應該發揮更為強大的能量。通過新技術的融合應用，對于城市道路安全設施的管理也朝著數字化、精準化、高效化和智能化的方向發展。

1 城市道路交通安全設施智能管理必要性

城市路網相比于高速公路和國省干道來說比較復雜，交通安全設施較多，對于這些設施的管理增加了很大難度，不利于日常的維護，運維效率相對低下。但是，將現有的安全設施采用數字化的管理，把現有的標志、護欄、標線等設施進行數字編碼，通過不同的維度進行規劃分類，結合路網信息、定位信息等建立統一的數字化標準，從而掃除之前安全設施管理的各種障礙，簡化工作流程，可以從不同維度獲取安全設施的信息。這就是我們要對城市道路交通安全設施進行智能化管理的原因。

2 城市道路交通安全設施的管理現狀

2.1 安全設施運維低效

城市道路交通安全設施傳統的管理具有一定缺陷，總結有以下幾點：

(1)對于安全設施的信息主要依靠人工統計，由于很多安全設施(類如防撞護欄損壞、靠近路口處標線磨損)需要頻繁的更新或更換，在多次的手動統計更新工作后會導致運維數據精準度下降，從而會影響整體數據的準確性。

(2)不具備對安全設施信息的數據分析能力，無法從早期計劃和施工信息中初步判斷數據的準確性。

(3)缺少安全設施的地理坐標信息，不具備即時采集安全設施狀態、位置的準確信息。

(4)缺乏對故障信息和維護信息及時更新能力，當事故發生安全設施被損壞時，不能采取及時的措施對其修復，影響道路的服務水平。

2.2 規劃缺乏整體性

傳統的城市道路安全設施規劃設計大多數情況下是隨著路基路面的新建和周期性的大中修項目而產生的，依據安全設施相關的國標、地方性的規定來進行規劃設計的。所帶來的缺點也是很明顯的，比如在同一個城市，不同區域的道路安全設施設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，雖然遵循相關的規定但是所展示出來的效果就顯得不夠統一、不夠整體。在管理上就變得更加困難，安全設施信息紛繁雜亂難以梳理，相關的維護部門就需要儲備更多種類的備件、備料，降低了運維的高效性。

通過對傳統的城市道路交通安全設施管理的分析，我們可以看出，安全設施的數字化科學管理是必要的也是可行的，通過智能化、自動化、精細化的管理，可以提升安全設施的管理效率，同樣也可以大幅節省成本投入。

3 融合新技術下的城市道路交通安全設施管理

3.1 大數據分析技術賦能道路交通安全設施管理

當前，為傳統的管理方式轉型、升級、賦能離不開大數據和人工智能技術，挖掘數據潛能可以為城市道路交通創造更多價值。大數據技術的有效應用是建立在精確的原始數據基礎上的，所以將城市道路上的安全設施信息進行數字化管理成為首要任務。以安全設施的各種參數進行數字化編碼，通過對路線編號、樁號、行進方向、地理坐標、設施類型等參數的錄入整合，將資產數字化形成以國標為基準、地方法規和出行習慣為基準的城市級道路交通安全設施的管理系統。

系統將安全設施的用途、屬性等進行分類，由于數據相對復雜，錄入過程需要在保證數據時效性的前提下進行，把無序的數據變為有序的標準數據，建立安全穩定的數據庫。這樣我們就可以運用大數據分析技術對于安全設施的數據進行分析，挖掘數據的潛在價值，提升工作效能[1]。如圖1所示，通過數據分析可以對事故多發地的安全設施損壞信息進行分析，從而進行路口的優化配置；通過對標線的磨損數據分析判斷供應商的施工質量情況等等大數據的分析應用。

圖1 數據分析提供方案評價

3.2 AI智能化提升運維效能

視頻識別技術推動交通安全設施管理智能化主要體現在兩個方面：

(1)路端交通安全設施的自動檢測，利用北斗衛星定位、視頻圖像識別以及雷達探測等采集技術對地物要素進行自動采集，然后將路端的安全設施矢量化展示在3D地圖上，日常的運維工作只需要按自定義時間進行數據采集即可，縮短了交通安全設施信息的錄入時間，提升了數據的準確性，便于對基礎數據進行數據挖掘和數據的增值服務[2]。

(2)采用視頻圖像檢測技術對路面上的交通安全設施的健康度進行智能化的檢測。應用較為廣泛的有：對路面標線(熱熔和冷漆)的磨損情況進行圖像檢測分析，對路上的交通標志版面的完好度和反光性能進行檢測分析，也可以對護欄的豎直線性進行智能檢測。使用上述智能檢測替代傳統的人工調查方法，可以為運維管理人員提供更為準確的采集信息，包括安全設施受損位置、長度、面積以及相應的影響分析，既提高了檢測效率又節省了成本[3]。

通過對交通安全設施的信息采集以及對其性能及完好度的檢測分析，在智能的管理系統中，可以直觀地獲取以上信息，如圖2所示，通過對信息的分析并給出相應的解決方案。

圖2 交通安全設施信息采集分析流程

3.3 變“單一管理”向“多元管理”的轉變

作為構建“城市交通大腦”的一部分，充分利用“人工智能+大數據”技術，對于道路交通安全設施信息數據采集、清洗、加工、挖掘，可以向城市交通其他的體系提供有價值的數據，推動交通環境的升級，由單一的交通安全設施管理向多元化的城市交通大腦推進[4]。

通過對交通安全設施智能化的管理，可以推動交通安全由被動到主動的轉變，針對事故多發地的安全設施設置的分析，進而優化交通環境，規范相似路段的交通安全設施設置方法，變粗放管理為精細化管理。通過應用科技信息化技術手段，結合當前城市交通安全需求，進一步探索拓展交通治理應用。

4 結語

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