道路交通安全主動防控技術(shù)及系統(tǒng)集成

文 | 中交第一公路勘察設(shè)計研究院有限公司

高速公路高風險路段短臨預(yù)警技術(shù)

基于雷視融合的交通事件檢測與干預(yù)系統(tǒng)

隨著我國城市化和機動化的迅速發(fā)展，道路交通安全又面臨新問題：在途車輛種類繁多、交通參與者安全意識不強，駕駛行為習慣不當?shù)葼顩r，使得交通運行風險增高、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，變被動治理為主動式防控，實現(xiàn)事前降低道路交通運行風險、事中有效應(yīng)急管控，建立我國道路交通安全主動防控體系，已成為當前需要迫切解決的問題。

針對我國道路交通行業(yè)長期存在的事故頻發(fā)、事故損失大、事故防護弱等問題，“道路交通安全主動防控技術(shù)及系統(tǒng)集成”項目研究團隊從駕駛?cè)?、重點車輛、高風險路段等交通系統(tǒng)的基本構(gòu)成要素入手，研究針對人、車、路、環(huán)境等多方面的道路主動安全防控技術(shù)，旨在改變以往的低效率、低可靠性的被動安全措施為主動安全防控，提供主動的、超前的、全方位的道路交通安全服務(wù)，減少我國道路交通事故的發(fā)生，降低我國道路交通事故傷害率，進而提升我國道路交通安全水平，實現(xiàn)交通強國的建設(shè)目標。

/ 創(chuàng)建交通行為特征譜、人-車交互影響機理兩大理論/

交通事故頻發(fā)，駕駛員是主要誘因。有研究發(fā)現(xiàn)，我國因駕駛員導(dǎo)致的交通事故占90%以上；國外也有研究表明，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理，并據(jù)此評估特定場景下的交通風險，進而采取相應(yīng)的管控措施，以提升道路交通安全管理水平。

針對項目技術(shù)研究的理論需求，項目團隊從人、車、路、環(huán)境協(xié)同運行的基本原理和方法入手，深入開展車之間交互影響機理、交通行為泛在特征表達、動靜態(tài)交通風險發(fā)生條件等理論基礎(chǔ)的研究。提出了基于人、車、路三要素同步切片的駕駛行為譜條表征方法及基于時間序列的行為譜構(gòu)建模型，建立了基于風險度量的不良駕駛行為譜表征方法及其特征值計算方法，構(gòu)建了基于勢能場理論的多自主體交互影響模型，創(chuàng)新了多車環(huán)境下的交通安全風險防控理論與方法，形成駕駛行為成套理論與技術(shù)，為我國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)車道級、路段和路網(wǎng)級交通行為、突發(fā)事件快速識別、評估與干預(yù)技術(shù)/

目前，我國交通管理和控制主要從道路安全附屬設(shè)施設(shè)置、車輛安全設(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安全的風險防控管理。近年來，隨著高精度衛(wèi)星定位系統(tǒng)及車載雷達定位系統(tǒng)地民用普及，大數(shù)據(jù)云計算技術(shù)飛速發(fā)展，使得主動防控干預(yù)技術(shù)擁有了堅實的基礎(chǔ)條件。

項目團隊針對道路運營中存在的安全風險問題，基于視頻識別、車輛自主檢測、車載雷達預(yù)警、高精度衛(wèi)星定位等立體監(jiān)測技術(shù)，結(jié)合交通管理與控制技術(shù)，通過車內(nèi)設(shè)備、路側(cè)設(shè)備及主動干預(yù)綜合防控平臺等設(shè)備設(shè)施，攻克了交通行為“空-天-地-車”立體監(jiān)測設(shè)備布設(shè)與組網(wǎng)融合方法，實現(xiàn)交通行為連續(xù)追蹤識別精度達95.6%，大幅提升不良行為監(jiān)測準確率。創(chuàng)新集成人車、環(huán)境、道路交通運行風險實時評估技術(shù)，首次確定不同道路運行風險評估標準。自主研發(fā)面向人車、環(huán)境、道路風險多維度的主動干預(yù)技術(shù)及裝備，形成了人車行為在線診斷，異常天氣動態(tài)分級，道路全時域、高精準、實時、動態(tài)干預(yù)技術(shù)，實現(xiàn)了復(fù)雜交通環(huán)境多類型道路的多元化綜合干預(yù)。

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

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

為使項目研究的各項主動防控技術(shù)構(gòu)成一個全方位、多層次立體化的綜合防控干預(yù)網(wǎng)絡(luò)體系，針對道路交通安全主動防控涉及功能多、數(shù)據(jù)量大、多系統(tǒng)互聯(lián)互通、全覆蓋等特點，項目團隊集成了基于聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控的道路交通安全主動防控體系，提出“邏輯-功能-物理”的防控體系構(gòu)建方法。面向駕駛?cè)?、營運客車、重載貨車、?；愤\輸車、車流不同對象，建立全方位立體化信息獲取結(jié)構(gòu)，涵蓋點、線、面不同層次，形成“車載終端、車輛、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主動防控系統(tǒng)平臺，首次全面構(gòu)建了適應(yīng)我國交通特征的安全主動防控體系，為我國公共交通安全保障提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。

項目成果已在云南元雙二級公路、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目中得到應(yīng)用，指導(dǎo)了多個省份地區(qū)公路、城市道路交通安全主動防控設(shè)施的設(shè)計、建設(shè)，應(yīng)用里程總體達到500公里。項目成果入選了國家“十三五”科技創(chuàng)新成就展，有效促進了行業(yè)技術(shù)進步，提升了交通管理水平，提高了交通服務(wù)水平，節(jié)約了社會經(jīng)濟成本。

多項研究成果達到國際領(lǐng)先水平

研究團隊依托該項目已發(fā)表學(xué)術(shù)論文137篇，其中SCI 檢索41 篇，EI 檢索61 篇；榮獲專利授權(quán)86 項，其中發(fā)明專利25 項；榮獲軟件著作權(quán)授權(quán)33 項，形成行業(yè)及地方標準規(guī)范10部，團體標準4 部。出版專著6 部。中國公路學(xué)會科技成果評價會認為：該項目成果總體達到國際領(lǐng)先水平。