基于IoT、大數(shù)據(jù)等技術(shù)開展高速公路交通事故預(yù)防的思考

吳松濤

摘 要：隨著高速公路成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展越來(lái)越重要的交通運(yùn)輸設(shè)施，預(yù)防和減少高速公路交通事故發(fā)生成為當(dāng)前的管理重點(diǎn)之一，當(dāng)前第四次工業(yè)革命正在蓬勃興起，在新一代信息技術(shù)為代表的科技革命中充分發(fā)揮IoT、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，通過(guò)提升車輛智能化設(shè)備和交通安全智慧管理手段等，能夠科學(xué)防范和有效減少交通事故。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；大數(shù)據(jù)；事故預(yù)防；科技設(shè)備

高速公路因其高能、高效、便捷、安全等多功能作用，越來(lái)越成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展必不可少的交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前我國(guó)高速公路總里程達(dá)15.5萬(wàn)公里，國(guó)家高速公路網(wǎng)主線基本建成，覆蓋約99%的城鎮(zhèn)人口20萬(wàn)以上城市及地級(jí)行政中心。隨著重要性的凸顯，高速公路智能交通系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)運(yùn)而生，涵蓋了監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)等三大系統(tǒng)，其中涉及到安全監(jiān)管功能包括全程視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)、惡劣氣象條件監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱“兩個(gè)系統(tǒng)”）等，由于受科技設(shè)備自身以及氣象條件等客觀因素的影響，兩個(gè)系統(tǒng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足當(dāng)前和未來(lái)高速公路交通安全隱患預(yù)警預(yù)測(cè)的需要，下面就充分利用IoT、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，對(duì)高速公路交通事故預(yù)防等工作進(jìn)行了深入的思考。

1高速公路較大交通安全事故成因分析

任何道路交通事故的發(fā)生都是由若干因素疊加造成的，作為一名高速公路交通安全管理者，通過(guò)分析具有一定代表性的特定交通事故形態(tài)，剝繭抽絲，希望能夠發(fā)現(xiàn)交通事故存在的規(guī)律特點(diǎn)，為交通安全管理工作提供一定的參考價(jià)值。在對(duì)近5年來(lái)安徽省高速公路較大以上交通事故進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)：

從時(shí)間上來(lái)看，晚上21點(diǎn)到第二天早上9點(diǎn)，12個(gè)小時(shí)內(nèi)高速公路較大事故發(fā)生量占比73%；其中凌晨0點(diǎn)至第二天早上9點(diǎn)，9個(gè)小時(shí)內(nèi)較大事故發(fā)生量占比54%；凌晨0至3時(shí)，3個(gè)小時(shí)內(nèi)較大事故發(fā)生量占比25%。

從月度上來(lái)看，一月是較大事故發(fā)生最多的月份，占較大事故發(fā)生量的19%，四月是較大事故發(fā)生量第二多的月份，占比13.5%，三月、八月、九月較大事故發(fā)生率較低；二季度是高速公路較大事故的多發(fā)期，占較大事故發(fā)生量的30%；三季度較大事故發(fā)生量最少。

從肇事肇禍類型來(lái)看，涉及各類貨車事故占比78.4%，追尾事故占比80.1%。

對(duì)上述高速公路交通事故發(fā)生的規(guī)律特點(diǎn)進(jìn)行綜合研究分析，一月份因?yàn)橛性?、學(xué)生寒假、春運(yùn)、惡劣天氣多發(fā)等因素疊加，高速公路交通流量最大，車輛多，必定導(dǎo)致事故發(fā)生量相對(duì)較多；二季度受外出務(wù)工、清明、五一等因素影響，同時(shí)春暖花開，外出旅游等車流量相對(duì)較大，加之春困易乏，事故易發(fā)多發(fā)。21點(diǎn)到第二天9點(diǎn)是事故高發(fā)時(shí)段，占較大交通事故總量的近3/4；其中凌晨0點(diǎn)到3點(diǎn)，占較大交通事故量的1/4，說(shuō)明夜間開車，受疲勞駕駛、行車視線、天氣等影響，較大事故多發(fā)，尤其進(jìn)入下半夜，事故易發(fā)多發(fā)。而且高速公路較大事故中以各類貨車肇事肇禍比較多，跟車距離較近、車速較快、制動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等因素極易造成追尾事故，是導(dǎo)致較大事故發(fā)生的主要原因。

2高速公路交通事故預(yù)防的難點(diǎn)

公安交管部門作為道路交通安全管理的末端執(zhí)行者，在開展交通安全隱患排查和交通違法整治中存在著諸多的難點(diǎn)和痛點(diǎn)，交通事故預(yù)防的責(zé)任重大，交通安全隱患的排查艱巨，保障群眾安全出行任重道遠(yuǎn)。

2.1交通安全風(fēng)險(xiǎn)防范預(yù)測(cè)精準(zhǔn)度不高

現(xiàn)有的高速公路交通安全預(yù)警預(yù)測(cè)研判的手段受制于科技設(shè)備、人員素質(zhì)等局限，還沒有完全做到借助導(dǎo)航軟件、高速公路管理公司等多種渠道，獲取海量的數(shù)據(jù)信息，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行提取“加工”，借助不斷迭代的主動(dòng)安全算法，對(duì)高速公路的整體交通安全管理風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估與預(yù)測(cè)，相對(duì)精準(zhǔn)預(yù)判某一轄區(qū)高速公路在未來(lái)3個(gè)月、半年乃至一整年的風(fēng)險(xiǎn)水平，從而針對(duì)性提供個(gè)性化的安全管理解決方案。同時(shí)科技設(shè)備發(fā)現(xiàn)實(shí)時(shí)異常情況進(jìn)行及時(shí)預(yù)警的時(shí)間和點(diǎn)段過(guò)長(zhǎng)過(guò)慢，比如惡劣氣象條件監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)對(duì)于轄區(qū)團(tuán)霧、局部雷暴雨等極端天氣的預(yù)報(bào)預(yù)警信息相對(duì)薄弱，其中僅對(duì)團(tuán)霧情況進(jìn)行能見度臨近點(diǎn)預(yù)警，而且該系統(tǒng)對(duì)霧情預(yù)報(bào)僅僅涉及路段，無(wú)法預(yù)警預(yù)報(bào)時(shí)間點(diǎn)（段）。

2.2交通安全風(fēng)險(xiǎn)隱患排除及時(shí)性不強(qiáng)

高速公路的交通安全隱患分為動(dòng)態(tài)隱患和靜態(tài)隱患，從高速公路較大事故肇事肇禍來(lái)看，追尾事故是造成較大事故的主因，追尾事故可由動(dòng)態(tài)隱患包括超速、疲勞駕駛、跟車距離近等因素造成，也可能由靜態(tài)隱患如路面施工、拋灑物、視線不清等因素造成。當(dāng)前高速公路車輛測(cè)速設(shè)備普及率比較高，但是沒有做到對(duì)全路段車輛行駛速度的實(shí)時(shí)監(jiān)管，只是在某個(gè)點(diǎn)或者某一段對(duì)超速數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，而且現(xiàn)在導(dǎo)航軟件對(duì)高速公路測(cè)速點(diǎn)或段都有實(shí)時(shí)提醒功能，也造成部分駕駛?cè)舜嬖趦e幸心理，在沒有測(cè)速的點(diǎn)或段外進(jìn)行超速行駛；并且當(dāng)出現(xiàn)惡劣天氣、道路擁堵等影響安全駕駛的情況時(shí)，公安交管部門發(fā)布實(shí)時(shí)限速、建議繞行等指令后，因?yàn)槭苤朴趯?dǎo)航軟件相關(guān)數(shù)據(jù)更新不及時(shí)、固定限速標(biāo)志牌不可實(shí)時(shí)更改、LED顯示屏滾動(dòng)播放不及時(shí)等因素，致使車輛無(wú)法第一時(shí)間進(jìn)行獲取降速、繞行等信息。而現(xiàn)在有些高速公路投入了跟車過(guò)近抓拍設(shè)備，也只能采集到車輛跟車過(guò)近違法信息后，在事后對(duì)駕駛?cè)诉`法行為進(jìn)行處罰，不能起到實(shí)時(shí)預(yù)警提醒作用。并且疲勞駕駛是引發(fā)高速公路交通事故的主要原因之一，我國(guó)交通法律法規(guī)對(duì)疲勞駕駛的認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)是“連續(xù)駕駛機(jī)動(dòng)車超過(guò)4小時(shí)未停車休息或者停車休息時(shí)間少于20分鐘”，僅僅從駕駛?cè)笋{車時(shí)間長(zhǎng)短判斷，沒有更有效科學(xué)的辦法實(shí)時(shí)檢測(cè)駕駛?cè)说鸟{駛狀況等。同時(shí)高速公路上的拋灑物對(duì)過(guò)往車輛的安全行駛影響非常大，但高速公路因其全封閉管理，對(duì)路面拋灑物的發(fā)現(xiàn)處置時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，尤其是夜間、惡劣天氣等視線不好的情況下，造成的安全風(fēng)險(xiǎn)隱患極大。

2.3交通安全措施監(jiān)管涵蓋面不全

當(dāng)前高速公路交通安全監(jiān)管主要依靠警車巡邏和科技設(shè)備，對(duì)于路面的監(jiān)管存在“盲區(qū)”。傳統(tǒng)的警車巡邏只能監(jiān)管到一個(gè)點(diǎn)，無(wú)法對(duì)高速公路進(jìn)行實(shí)時(shí)的、不間斷的監(jiān)管。借助全程視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)可以對(duì)高速公路全路段進(jìn)行視頻覆蓋，但是受制于惡劣天氣、夜間低能見度等外在因素，全程視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)安全監(jiān)管的全覆蓋、實(shí)時(shí)性等功能發(fā)揮不足。夜間視頻成像系統(tǒng)為提高分辨率，自動(dòng)轉(zhuǎn)入黑白成像模式，對(duì)車輛、拋灑物等異常情況識(shí)別度不高，并且現(xiàn)有視頻巡檢系統(tǒng)僅僅采用人工手動(dòng)巡檢，沒有做到自動(dòng)巡檢和自主識(shí)別模式，需投入專門人力進(jìn)行日常的人工巡檢工作，對(duì)在路面上的存疑情況，特別是車輛故障點(diǎn)、事故點(diǎn)、擁堵點(diǎn)、拋灑物等情況不能做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)，自動(dòng)報(bào)警，路面險(xiǎn)情排除還無(wú)法實(shí)現(xiàn)全覆蓋、實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)、實(shí)時(shí)處置。

3基于IoT、大數(shù)據(jù)等技術(shù)開展高速公路交通事故預(yù)防的思考

當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)（Internet of things，以下簡(jiǎn)稱IoT）、大數(shù)據(jù)等技術(shù)在高速公路交通事故預(yù)防中的應(yīng)用及展望可以分為兩個(gè)方面，即提升車輛智能化設(shè)備和交通安全智慧管理手段。

3.1提升車輛智能化設(shè)備

3.1.1廣泛應(yīng)用車輛前向碰撞預(yù)警系統(tǒng)（FCW）

此系統(tǒng)是一種高級(jí)安全輔助系統(tǒng)，它通過(guò)感應(yīng)和計(jì)算在行駛過(guò)程中車輛與前車的距離來(lái)判斷潛在的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，可以在發(fā)生碰撞危險(xiǎn)前發(fā)出警報(bào)，提醒剎車；同時(shí)車尾燈不斷閃爍，提醒后面車輛注意，避免追尾。還能在無(wú)意識(shí)發(fā)生車道偏離前發(fā)出警報(bào)，提醒注意保持原車道安全行駛。此系統(tǒng)具備預(yù)警功能，不會(huì)采取主動(dòng)措施避免碰撞或者控制車輛，當(dāng)前一小部分高檔轎車上已經(jīng)配備，建議大貨車要廣泛應(yīng)用起來(lái)，減少貨車肇事肇禍的發(fā)生。

3.1.2盡快普及車輛自動(dòng)剎車輔助系統(tǒng)（AEB）

該系統(tǒng)包括車輛碰撞迫近制動(dòng)系統(tǒng)（CIB）和動(dòng)態(tài)制動(dòng)支持系統(tǒng)（DBS），其中CIB系統(tǒng)會(huì)在追尾以及駕駛?cè)宋床扇∪魏涡袆?dòng)的情況下，緊急制動(dòng)車輛，DBS系統(tǒng)在駕駛?cè)藳]有施加足夠的制動(dòng)行動(dòng)時(shí)，會(huì)給予幫助避免碰撞，此系統(tǒng)也只是在一小部分車輛上使用，建議盡快普及。

3.1.3優(yōu)化升級(jí)防疲勞（防酒、防毒）駕駛智能提醒系統(tǒng)

當(dāng)前推出的疲勞駕駛預(yù)警器，通過(guò)智能視頻分析的方式感覺、判斷人體疲勞狀態(tài)，針對(duì)人眼閉合、表情等進(jìn)行解析，實(shí)現(xiàn)對(duì)人體疲勞狀態(tài)的持續(xù)判斷、感知，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行提醒和預(yù)警。但是該設(shè)備為外加設(shè)備，建議開發(fā)一款與車輛方向盤相結(jié)合的設(shè)備，通過(guò)人的汗液、呼氣、脈搏等，對(duì)人體疲勞狀況、酒駕、毒駕等不同危險(xiǎn)駕駛行為進(jìn)行智能感知、分析判斷，在發(fā)現(xiàn)有疲勞駕駛、酒駕、毒駕等可疑情況后，對(duì)車輛駕駛?cè)撕统俗诉M(jìn)行提醒和預(yù)警。

3.2提升交通安全智慧管理手段

3.2.1建立IoT技術(shù)為基礎(chǔ)的高速公路異常交通事件預(yù)警預(yù)測(cè)系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，也是“信息化”時(shí)代的重要發(fā)展階段，IoT技術(shù)是信息技術(shù)的更高級(jí)應(yīng)用，是傳感技術(shù)、嵌入式技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通信技術(shù)等多個(gè)信息技術(shù)的高度融合。當(dāng)前高速公路在路面因異常事件導(dǎo)致交通事故發(fā)生的幾率很大，因此建立以IoT技術(shù)為基礎(chǔ)的高速公路異常交通事件預(yù)警預(yù)測(cè)系統(tǒng)顯得十分必要，比如秋冬季節(jié)的團(tuán)霧，出現(xiàn)的時(shí)間點(diǎn)和路段具有突發(fā)性，能第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)團(tuán)霧產(chǎn)生，第一時(shí)間發(fā)布團(tuán)霧時(shí)段和路段預(yù)警就顯得十分必要；當(dāng)發(fā)生車輛交通事故時(shí)，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)事故地點(diǎn)，第一時(shí)間引導(dǎo)車輛和人員到達(dá)安全地帶，第一時(shí)間發(fā)布事故預(yù)警信息告知即將途徑車輛減速慎行，防止二次事故的發(fā)生顯得尤其重要；高速公路某一路段臨時(shí)性或連續(xù)時(shí)間的施工作業(yè)，作為通行異常事件能夠最快地被駕駛?cè)肆私庹莆?，可以更好地防范事故發(fā)生；再比如高速公路路面拋灑物等發(fā)現(xiàn)及時(shí)，也可以避免很多事故的發(fā)生。因此借助現(xiàn)有高速公路電子卡口、ETC收費(fèi)系統(tǒng)、移動(dòng)違法采集設(shè)備、視頻監(jiān)控等，開發(fā)“跟車距離過(guò)近提醒、施工路段智能錐桶定位、車輛實(shí)時(shí)車速異常報(bào)警”等以IoT技術(shù)為基礎(chǔ)的相關(guān)設(shè)備系統(tǒng)迫在眉睫，做到異常信息第一時(shí)間被高速公路交通安全管理部門和即將駛過(guò)的車輛駕駛?cè)双@悉，第一時(shí)間掌握處置，第一時(shí)間發(fā)布異常事件對(duì)道路通行要素的影響，可以有效預(yù)防和減少交通事故的發(fā)生。

3.2.2建立大數(shù)據(jù)技術(shù)為架構(gòu)的高速公路分析研判指揮系統(tǒng)

大數(shù)據(jù)技術(shù)因其具備數(shù)據(jù)量大、高速、多樣、低價(jià)值密度、真實(shí)性等特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)高速公路各類相關(guān)數(shù)據(jù)的“加工”，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的“增值”，成為預(yù)防和減少高速公路交通事故發(fā)生的必備手段。當(dāng)前高速公路車流信息收集、分析研判，安全預(yù)警等數(shù)據(jù)“加工”和“增值”作用還不明顯，特別是對(duì)交通隱患排查發(fā)現(xiàn)及整治成效、交通擁堵嚴(yán)重程度、交通事故發(fā)生危害等交通影響預(yù)判不足、跟蹤不及時(shí)，采取管控措施不到位等情況，因此需要建立大數(shù)據(jù)架構(gòu)下的分析研判調(diào)度系統(tǒng)，通過(guò)收集高速公路車流量、違法行為、氣象數(shù)據(jù)等實(shí)時(shí)交通元素和隱患點(diǎn)段、警力數(shù)據(jù)等固定交通元素信息。對(duì)全時(shí)空、全方位數(shù)據(jù)進(jìn)行碰撞分析，形成對(duì)未來(lái)一周或者一個(gè)月、三個(gè)月甚至半年的交通安全形勢(shì)評(píng)估和預(yù)測(cè)，根據(jù)評(píng)估和預(yù)測(cè)的結(jié)果采取必要的措施有針對(duì)性地開展隱患治理、違法行為查處、警力重點(diǎn)投入等，為人工干預(yù)交通安全管理提供決策支持，使公安交通安全管理工作更有前瞻性、預(yù)見性、防范性。

充分利用IoT技術(shù)互聯(lián)互通各類交通安全管理科技設(shè)備，充分“加工”和“增值”各類交通安全管理大數(shù)據(jù)資源，打造以信息技術(shù)高度集成、信息資源綜合運(yùn)用為主要特征的智慧高速公路交通安全管理新模式，通過(guò)將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等為代表的智能傳感技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信傳輸技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)等有效集成，并應(yīng)用到整個(gè)高速公路交通安全管理系統(tǒng)中，在更大的時(shí)空范圍內(nèi)發(fā)揮極致作用，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)和中長(zhǎng)期對(duì)高速公路交通安全風(fēng)險(xiǎn)隱患進(jìn)行預(yù)警預(yù)測(cè)，同時(shí)通過(guò)車輛自身不斷升級(jí)智能化設(shè)備，不斷增加交通參與者出行的安全感，讓交通出行更加安全有序、更加順暢和諧。

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