用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決團(tuán)霧安全隱患的關(guān)鍵技術(shù)研究文獻(xiàn)綜述

(1.重慶交通大學(xué) 交通運(yùn)輸學(xué)院　中國　重慶　400041；2.湖北省交通運(yùn)輸廳武黃高速公路管理處養(yǎng)護(hù)三站　湖北　通山　437600)

一、研究目的和意義

團(tuán)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(lián)互通和社會(huì)機(jī)動(dòng)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(yuǎn)，越來越高，團(tuán)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(shí)，一旦團(tuán)霧誘發(fā)多車連環(huán)追尾事故，事故的烈度會(huì)很大，不僅造成人員傷亡和惡劣的社會(huì)影響，還給高速公路經(jīng)營方帶來較大的收費(fèi)損失。團(tuán)霧是參與各方俱損的的一個(gè)自然災(zāi)害，無法根除，只有通過科學(xué)研究采用更為先進(jìn)的技術(shù)科學(xué)地進(jìn)行規(guī)避和緩解。因此，開展團(tuán)霧環(huán)境下交通行為的研究，科學(xué)合理地制定行車控制策略，研發(fā)主動(dòng)引導(dǎo)設(shè)備，開發(fā)預(yù)警及報(bào)警系統(tǒng)，對于合理規(guī)避團(tuán)霧對行車安全的負(fù)面影響，保障車輛通行安全，提升警情發(fā)現(xiàn)和救援效率，對于最大限度地保障團(tuán)霧環(huán)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(yīng)用價(jià)值。

二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

(一)國外研究現(xiàn)狀

團(tuán)霧作為一種常見的氣象現(xiàn)象而存在，對高速公路的行車安全影響非常重大，為此國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)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(xué)者們對高速公路霧區(qū)安全開展了一系列研究。如從速度角度出發(fā)，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(jìn)入霧區(qū)前4.5-5s內(nèi)應(yīng)啟動(dòng)避免碰撞系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)研究表明，在氣象視距降低到200m附近時(shí)，交通基本不受影響，而當(dāng)氣象視距小于200m時(shí)，平均車速將隨之呈線性關(guān)系降低[1]。FHWA對美國高速公路限速標(biāo)志設(shè)置的區(qū)間長度最小值進(jìn)行了規(guī)定，在對霧天能見度和車速的關(guān)系、分車道和分車型限速方法等問題的研究基礎(chǔ)上，為選取霧天高速公路限速標(biāo)志設(shè)置的區(qū)間長度最小值提供了依據(jù)[2]。Y.F.Li在德國高速公路行車規(guī)范中給出了兩相鄰限速區(qū)間限速差與事故率的關(guān)系表，為霧天高速公路容忍合并的相鄰區(qū)間的最高限速值的研究奠定了基礎(chǔ)[3]。從安全保障系統(tǒng)角度出發(fā)，LIU weiming提到霧天高速公路行車安全保障系統(tǒng)是一個(gè)以管理為施控主體，以運(yùn)輸安全直接影響因素(人、車、路、環(huán)境)為受控客體的控制系統(tǒng)，其目的是實(shí)現(xiàn)霧天情況下高速公路運(yùn)營的安全性、經(jīng)濟(jì)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(qū)行車安全，在研究霧的濃度與駕駛員視知覺關(guān)系方面，Hogema,J.H&Horst,A.R.A.vander通過計(jì)算機(jī)模擬顯示，在無燈的情況下，霧濃度衰減系數(shù)和預(yù)測視距之間存在較為理想的對數(shù)線性關(guān)系[6]，該結(jié)果對霧區(qū)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(qū)的行車安全具有較強(qiáng)的理論指導(dǎo)意義，但對于如何在團(tuán)霧路段解決駕駛?cè)说膬?nèi)心關(guān)切，并沒有上升到具體的對策措施上來。上述文獻(xiàn)提到了車輛雷達(dá)系統(tǒng)，該技術(shù)對于控制合理跟車距離十分有效，但在我國當(dāng)前國情下，大部分車輛都不具備雷達(dá)防追尾系統(tǒng)。因此，雷達(dá)技術(shù)雖然比較好，但在中國目前發(fā)展階段沒有任何借鑒價(jià)值。

(二)國內(nèi)研究現(xiàn)狀

目前國內(nèi)對大霧易發(fā)路段采取的安全防范措施為在公路兩側(cè)安裝黃色誘導(dǎo)標(biāo)志和廣播，誘導(dǎo)進(jìn)入霧區(qū)車輛緩慢前行，或采取壓車的辦法分時(shí)段放行，或采取封道的辦法處理。對于常態(tài)性的多霧路段，目前采取的誘導(dǎo)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(shí)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(jī)路況不熟導(dǎo)致改道后車輛交通事故頻繁發(fā)生[10]。國內(nèi)研究高速公路霧區(qū)行車安全保障問題始于20世紀(jì)90年代，起步較晚，研究成果有一些應(yīng)用，但總體來講效果不是很明顯，相關(guān)文獻(xiàn)不多。

蔣其才等人對高速公路霧區(qū)行車安全保障措施進(jìn)行了研究，建立了霧天公路應(yīng)急指揮系統(tǒng)。該系統(tǒng)能協(xié)助道路維護(hù)部門、緊急事件管理部門、交通管理部門和道路使用者進(jìn)行科學(xué)決策，對高速公路霧環(huán)境下的管理策略具有一定的指導(dǎo)意義。學(xué)者劉志宏等人認(rèn)為，通過在高速公路霧區(qū)設(shè)置智能的通行對策能夠有效降低災(zāi)害天氣條件下行車風(fēng)險(xiǎn)性，該學(xué)者認(rèn)為，借助現(xiàn)代電子科技系統(tǒng)的幫助，太陽能防盜霧燈警示系統(tǒng)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(xiàn)狀評述

綜合上述研究成果，針對霧環(huán)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(fā)揮霧區(qū)的安全指引作用，但這些方法都是被動(dòng)措施，尚沒有形成較為成熟工程措施的理論、技術(shù)與方法。團(tuán)霧以其不可確定性、突發(fā)性、難預(yù)測為表征，傳統(tǒng)的技術(shù)手段對于大范圍的霧氣、低能見度的霧霾有一定的被動(dòng)指引作用，但對于團(tuán)霧而言很難起到作用。團(tuán)霧環(huán)境下安全行車保障研究的焦點(diǎn)聚集在3個(gè)方面：1)如何即時(shí)檢測團(tuán)霧并對駕駛員和管理人員進(jìn)行及時(shí)預(yù)警；2)如何在團(tuán)霧發(fā)生的情況下保障車輛安全通過團(tuán)霧路段而不發(fā)生惡性連環(huán)追尾事故；3)如何在發(fā)生第一起事故時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并報(bào)警以防止二次事故發(fā)生。