應(yīng)用 更高效、精準(zhǔn)、健康的示范實(shí)踐

綜合國(guó)際交通安全研究總體趨勢(shì)及我國(guó)現(xiàn)狀，我國(guó)的道路交通安全主動(dòng)防控技術(shù)總體上逐步從定性轉(zhuǎn)向定量，從單一轉(zhuǎn)向多元融合，通過(guò)單一平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。目前，交通安全應(yīng)急信息技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室依托于國(guó)家科技部的安全防控計(jì)劃，樹(shù)立了交通安全防控技術(shù)及應(yīng)用的主要方向：一是人機(jī)交互；二是交通行為的特征譜建庫(kù)；三是運(yùn)行狀態(tài)安全診斷與在線預(yù)警；四是運(yùn)載工具應(yīng)急逃生，自主救援；五是立體監(jiān)測(cè)與不良行為的獲取，以及風(fēng)險(xiǎn)瞬時(shí)評(píng)估與隱患預(yù)警。

“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目按照基礎(chǔ)前沿、重大共性關(guān)鍵技術(shù)到應(yīng)用示范的全鏈條設(shè)計(jì)要求，覆蓋從“科學(xué)”“技術(shù)”到“市場(chǎng)”的整個(gè)科研生產(chǎn)周期。作為2017年度唯一的道路交通行業(yè)項(xiàng)目，“道路交通安全主動(dòng)防控技術(shù)及系統(tǒng)集成”肩負(fù)著改善我國(guó)道路交通安全現(xiàn)狀，支撐我國(guó)道路交通安全主動(dòng)防控等核心技術(shù)向高效、精準(zhǔn)、全方位健康發(fā)展的使命。目前，項(xiàng)目在北京、上海、重慶、云南、廣東、河北等我國(guó)東西部省市區(qū)域開(kāi)展工程項(xiàng)目示范應(yīng)用，部分項(xiàng)目已取得實(shí)施效果。

空-天-地-車(chē)多維立體監(jiān)測(cè)及瞬時(shí)傳輸技術(shù)示范

空-天-地-車(chē)立體網(wǎng)絡(luò)總體思路示意圖

根據(jù)公路已有交通事故、氣象條件及道路線形資料，綜合已有交通量、車(chē)速等車(chē)輛動(dòng)靜態(tài)數(shù)據(jù)信息，確定交通行為監(jiān)測(cè)設(shè)備（空、天、地、車(chē)）布設(shè)位置。考慮交通數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)效性、全面性，搭建監(jiān)測(cè)設(shè)備通信終端、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)地址分配、多數(shù)據(jù)鏈空-路-地-車(chē)一體化光電信息混合立體網(wǎng)絡(luò)。針對(duì)海量數(shù)據(jù)傳輸，搭建骨干線大數(shù)據(jù)高速激光或微波發(fā)射機(jī)、接收機(jī)，以及車(chē)內(nèi)移動(dòng)數(shù)據(jù)激光傳輸設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)行車(chē)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、分析與發(fā)布。

針對(duì)云南元雙二級(jí)公路工程監(jiān)測(cè)需求，利用基于網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)路徑模型的高精度立體監(jiān)測(cè)設(shè)備的布設(shè)方法，建立道路立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)交通要素全感知、全覆蓋；無(wú)線激光海量數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備實(shí)現(xiàn)了10公里的遠(yuǎn)距離海量數(shù)據(jù)傳輸，傳輸速率可以達(dá)到10Gbps；同時(shí)通過(guò)輔助安裝微波通信鏈路，保障設(shè)備在雨霧等低能見(jiàn)度氣候條件下可以正常工作。該項(xiàng)技術(shù)滿(mǎn)足西南部偏遠(yuǎn)地區(qū)、光纖通信或者4G&5G通信不發(fā)達(dá)地區(qū)的數(shù)據(jù)傳輸要求。

目前，示范項(xiàng)目已完成詳細(xì)布設(shè)方案制定、通信鏈路搭建、監(jiān)測(cè)設(shè)備購(gòu)置、施工方案制定等工作；同時(shí)，為了測(cè)試不同設(shè)備之間兼容性和適用性，已完成不同設(shè)備（監(jiān)測(cè)設(shè)備、激光傳輸設(shè)備、平臺(tái)服務(wù)器）之間的聯(lián)調(diào)測(cè)試。

針對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)路段的短臨預(yù)警預(yù)報(bào)技術(shù)示范

利用北斗高精度定位技術(shù)，通過(guò)建設(shè)高速公路路側(cè)地基增強(qiáng)系統(tǒng)，自主研發(fā)車(chē)載定位預(yù)警終端，實(shí)時(shí)獲取入網(wǎng)車(chē)輛的高頻次（5赫茲至10赫茲）、高精度（厘米級(jí)）定位信息，依托嵌入實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估算法且搭載高精度地圖的高速公路短臨預(yù)警平臺(tái)，進(jìn)行車(chē)-車(chē)、車(chē)-路沖突風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)并向相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)車(chē)輛下發(fā)分級(jí)預(yù)警預(yù)報(bào)信息，從而實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目級(jí)車(chē)輛運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)秒級(jí)短臨預(yù)警。

目前，該技術(shù)已在廣東省兩條高速公路共50公里示范路段進(jìn)行示范應(yīng)用。實(shí)施內(nèi)容包括：建設(shè)北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)、構(gòu)建車(chē)路通信系統(tǒng)、研發(fā)車(chē)載定位預(yù)警裝備、搭建風(fēng)險(xiǎn)短臨預(yù)警平臺(tái)。

其中，北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)包括：高速公路連續(xù)運(yùn)行參考站（CORS）、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心、終端用戶(hù)。CORS站連續(xù)觀測(cè)導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)將信號(hào)傳回到數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心進(jìn)行綜合處理，生成高精度的差分信號(hào)，通過(guò)數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)以1赫茲的頻率發(fā)送給網(wǎng)內(nèi)終端用戶(hù)，車(chē)載終端以5赫茲的頻率解算出高精度位置信息并回傳給預(yù)警平臺(tái)。

北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)

“無(wú)線+有線”集成的高效通訊鏈路

道路交通安全發(fā)展的重點(diǎn)戰(zhàn)略任務(wù)

以降低交通事故率、死亡率和提高交通系統(tǒng)可靠性為導(dǎo)向

車(chē)路通信系統(tǒng)考慮不同通訊狀態(tài)，設(shè)計(jì)了“無(wú)線+有線”集成的高效通訊鏈路方法。為避免4G網(wǎng)絡(luò)信號(hào)不穩(wěn)定、海量數(shù)據(jù)造成網(wǎng)絡(luò)擁塞等情況的出現(xiàn)，增加通信延時(shí)、解算位置不準(zhǔn)確等現(xiàn)象，擬采用高速公路專(zhuān)網(wǎng)+微波通信方式作為補(bǔ)充，在高速公路沿線設(shè)置微波基站，接入高速公路專(zhuān)網(wǎng)，形成專(zhuān)用信道。

高精度定位車(chē)載預(yù)警終端是風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警平臺(tái)信息的接收與響應(yīng)裝置，由北斗衛(wèi)星接收板卡、4G無(wú)線通信模塊、微波通信模塊、異步通信模塊、預(yù)警響應(yīng)模塊、主控單元、電源管理單元、輸入輸出單元等組成，可實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)、多頻組合定位。

平臺(tái)系統(tǒng)主要以WebGIS（網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)）的方式實(shí)現(xiàn)車(chē)輛實(shí)時(shí)監(jiān)控，提供一種可視化的用戶(hù)交互模式，可進(jìn)行地圖底片與高精度地圖疊加，并實(shí)現(xiàn)高精度地圖發(fā)布和GIS操作相關(guān)功能，可根據(jù)內(nèi)嵌算法對(duì)車(chē)輛運(yùn)行軌跡進(jìn)行顯示、預(yù)測(cè)，實(shí)時(shí)研判車(chē)-車(chē)、車(chē)-路沖突風(fēng)險(xiǎn)。

在建設(shè)交通強(qiáng)國(guó)的背景下，我國(guó)道路交通安全防控系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)明確、挑戰(zhàn)嚴(yán)峻。未來(lái)，一方面，隨著運(yùn)載工作無(wú)人化和智能化程度越來(lái)越高，有人與無(wú)人運(yùn)載工具將構(gòu)成新的交通系統(tǒng)安全運(yùn)行問(wèn)題，新型運(yùn)載裝備也將帶來(lái)一系列的安全風(fēng)險(xiǎn)；另一方面，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過(guò)程中新材料、新結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用，考驗(yàn)著基礎(chǔ)設(shè)施的可靠性和韌性。

“道路交通安全主動(dòng)防控技術(shù)及系統(tǒng)集成”項(xiàng)目的一系列應(yīng)用成果將成為我國(guó)“零死亡”交通安全愿景發(fā)展進(jìn)程中的軸，連接智慧交通與平安交通，實(shí)現(xiàn)智慧與安全的聯(lián)動(dòng)和融合。