道路交通安全主動(dòng)防控技術(shù)及系統(tǒng)集成

文 | 中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司

高速公路高風(fēng)險(xiǎn)路段短臨預(yù)警技術(shù)

基于雷視融合的交通事件檢測(cè)與干預(yù)系統(tǒng)

隨著我國(guó)城市化和機(jī)動(dòng)化的迅速發(fā)展，道路交通安全又面臨新問(wèn)題：在途車(chē)輛種類(lèi)繁多、交通參與者安全意識(shí)不強(qiáng)，駕駛行為習(xí)慣不當(dāng)?shù)葼顩r，使得交通運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)增高、道路安全系統(tǒng)的可靠性降低，交通事故反彈壓力巨大。因此，變被動(dòng)治理為主動(dòng)式防控，實(shí)現(xiàn)事前降低道路交通運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)、事中有效應(yīng)急管控，建立我國(guó)道路交通安全主動(dòng)防控體系，已成為當(dāng)前需要迫切解決的問(wèn)題。

針對(duì)我國(guó)道路交通行業(yè)長(zhǎng)期存在的事故頻發(fā)、事故損失大、事故防護(hù)弱等問(wèn)題，“道路交通安全主動(dòng)防控技術(shù)及系統(tǒng)集成”項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)從駕駛?cè)恕⒅攸c(diǎn)車(chē)輛、高風(fēng)險(xiǎn)路段等交通系統(tǒng)的基本構(gòu)成要素入手，研究針對(duì)人、車(chē)、路、環(huán)境等多方面的道路主動(dòng)安全防控技術(shù)，旨在改變以往的低效率、低可靠性的被動(dòng)安全措施為主動(dòng)安全防控，提供主動(dòng)的、超前的、全方位的道路交通安全服務(wù)，減少我國(guó)道路交通事故的發(fā)生，降低我國(guó)道路交通事故傷害率，進(jìn)而提升我國(guó)道路交通安全水平，實(shí)現(xiàn)交通強(qiáng)國(guó)的建設(shè)目標(biāo)。

/ 創(chuàng)建交通行為特征譜、人-車(chē)交互影響機(jī)理兩大理論/

交通事故頻發(fā)，駕駛員是主要誘因。有研究發(fā)現(xiàn)，我國(guó)因駕駛員導(dǎo)致的交通事故占90%以上；國(guó)外也有研究表明，由駕駛員因素直接導(dǎo)致的交通事故約占65%，而與駕駛員相關(guān)的事故約占95%。因此，迫切需要從駕駛員角度解析駕駛行為機(jī)理，并據(jù)此評(píng)估特定場(chǎng)景下的交通風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而采取相應(yīng)的管控措施，以提升道路交通安全管理水平。

針對(duì)項(xiàng)目技術(shù)研究的理論需求，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)從人、車(chē)、路、環(huán)境協(xié)同運(yùn)行的基本原理和方法入手，深入開(kāi)展車(chē)之間交互影響機(jī)理、交通行為泛在特征表達(dá)、動(dòng)靜態(tài)交通風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生條件等理論基礎(chǔ)的研究。提出了基于人、車(chē)、路三要素同步切片的駕駛行為譜條表征方法及基于時(shí)間序列的行為譜構(gòu)建模型，建立了基于風(fēng)險(xiǎn)度量的不良駕駛行為譜表征方法及其特征值計(jì)算方法，構(gòu)建了基于勢(shì)能場(chǎng)理論的多自主體交互影響模型，創(chuàng)新了多車(chē)環(huán)境下的交通安全風(fēng)險(xiǎn)防控理論與方法，形成駕駛行為成套理論與技術(shù)，為我國(guó)駕駛行為研究奠定了理論基礎(chǔ)和研究方法。

/ 創(chuàng)新研發(fā)車(chē)道級(jí)、路段和路網(wǎng)級(jí)交通行為、突發(fā)事件快速識(shí)別、評(píng)估與干預(yù)技術(shù)/

目前，我國(guó)交通管理和控制主要從道路安全附屬設(shè)施設(shè)置、車(chē)輛安全設(shè)施及設(shè)備配置和事故后應(yīng)急管理救援等方面著手，這種防控管理方式屬于被動(dòng)安全的風(fēng)險(xiǎn)防控管理。近年來(lái)，隨著高精度衛(wèi)星定位系統(tǒng)及車(chē)載雷達(dá)定位系統(tǒng)地民用普及，大數(shù)據(jù)云計(jì)算技術(shù)飛速發(fā)展，使得主動(dòng)防控干預(yù)技術(shù)擁有了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)條件。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)針對(duì)道路運(yùn)營(yíng)中存在的安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，基于視頻識(shí)別、車(chē)輛自主檢測(cè)、車(chē)載雷達(dá)預(yù)警、高精度衛(wèi)星定位等立體監(jiān)測(cè)技術(shù)，結(jié)合交通管理與控制技術(shù)，通過(guò)車(chē)內(nèi)設(shè)備、路側(cè)設(shè)備及主動(dòng)干預(yù)綜合防控平臺(tái)等設(shè)備設(shè)施，攻克了交通行為“空-天-地-車(chē)”立體監(jiān)測(cè)設(shè)備布設(shè)與組網(wǎng)融合方法，實(shí)現(xiàn)交通行為連續(xù)追蹤識(shí)別精度達(dá)95.6%，大幅提升不良行為監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確率。創(chuàng)新集成人車(chē)、環(huán)境、道路交通運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)評(píng)估技術(shù)，首次確定不同道路運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。自主研發(fā)面向人車(chē)、環(huán)境、道路風(fēng)險(xiǎn)多維度的主動(dòng)干預(yù)技術(shù)及裝備，形成了人車(chē)行為在線(xiàn)診斷，異常天氣動(dòng)態(tài)分級(jí)，道路全時(shí)域、高精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)干預(yù)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜交通環(huán)境多類(lèi)型道路的多元化綜合干預(yù)。

該研究成果涵蓋人、車(chē)、路等多種交通要素需求，為不同需求下的道路安全主動(dòng)防控技術(shù)應(yīng)用提供支撐。同時(shí)，研發(fā)的相關(guān)技術(shù)和裝備，實(shí)現(xiàn)了大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等多項(xiàng)新興技術(shù)在交通安全領(lǐng)域的應(yīng)用，為從主動(dòng)防控角度降低高風(fēng)險(xiǎn)隱患提供了實(shí)現(xiàn)路徑。

/ 構(gòu)建面向人車(chē)路、覆蓋城市道路和等級(jí)公路的交通安全綜合防控體系/

為使項(xiàng)目研究的各項(xiàng)主動(dòng)防控技術(shù)構(gòu)成一個(gè)全方位、多層次立體化的綜合防控干預(yù)網(wǎng)絡(luò)體系，針對(duì)道路交通安全主動(dòng)防控涉及功能多、數(shù)據(jù)量大、多系統(tǒng)互聯(lián)互通、全覆蓋等特點(diǎn)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)集成了基于聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控的道路交通安全主動(dòng)防控體系，提出“邏輯-功能-物理”的防控體系構(gòu)建方法。面向駕駛?cè)恕I(yíng)運(yùn)客車(chē)、重載貨車(chē)、危化品運(yùn)輸車(chē)、車(chē)流不同對(duì)象，建立全方位立體化信息獲取結(jié)構(gòu)，涵蓋點(diǎn)、線(xiàn)、面不同層次，形成“車(chē)載終端、車(chē)輛、道路設(shè)施、執(zhí)法”等不同措施干預(yù)的綜合防控干預(yù)體系，搭建了基于聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控的道路交通安全三級(jí)主動(dòng)防控系統(tǒng)平臺(tái)，首次全面構(gòu)建了適應(yīng)我國(guó)交通特征的安全主動(dòng)防控體系，為我國(guó)公共交通安全保障提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。

項(xiàng)目成果已在云南元雙二級(jí)公路、廣東新博高速公路、上海龍東大道、陜西漢坪高速公路、河北張石高速公路等工程項(xiàng)目中得到應(yīng)用，指導(dǎo)了多個(gè)省份地區(qū)公路、城市道路交通安全主動(dòng)防控設(shè)施的設(shè)計(jì)、建設(shè)，應(yīng)用里程總體達(dá)到500公里。項(xiàng)目成果入選了國(guó)家“十三五”科技創(chuàng)新成就展，有效促進(jìn)了行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，提升了交通管理水平，提高了交通服務(wù)水平，節(jié)約了社會(huì)經(jīng)濟(jì)成本。

多項(xiàng)研究成果達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平

研究團(tuán)隊(duì)依托該項(xiàng)目已發(fā)表學(xué)術(shù)論文137篇，其中SCI 檢索41 篇，EI 檢索61 篇；榮獲專(zhuān)利授權(quán)86 項(xiàng)，其中發(fā)明專(zhuān)利25 項(xiàng)；榮獲軟件著作權(quán)授權(quán)33 項(xiàng)，形成行業(yè)及地方標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范10部，團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)4 部。出版專(zhuān)著6 部。中國(guó)公路學(xué)會(huì)科技成果評(píng)價(jià)會(huì)認(rèn)為：該項(xiàng)目成果總體達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。