國省道與地方道路平交路口智能預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用研究

文/劉玉龍

1 前言

據(jù)《2019年廣州市國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報》數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年廣州市發(fā)生道路交通事故538起，死 亡299 人，受傷411 人，直接經(jīng)濟(jì)損 失175.23 萬元。從廣州市公安交警部門獲悉，事故高發(fā)路段以國省 道為主，106 國道、105 國道、355 省道、118 省道、114省道、119 省道、256 省道等國省道位列廣州市死亡交通事故多發(fā)的前十條道路。涉摩托車事故超5 成，并且這些事故的發(fā)生凌晨1～2 時、早上6～8 時、夜間19～23 時這3 個時段，事故造成的死亡人數(shù)較多。農(nóng)村地區(qū)是事故發(fā)生的主要地區(qū)，國省道與地方道路平交路口眾多，有些地方道路當(dāng)初建設(shè)時技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)低，受地形限制，路面坡度過陡，視距不滿足要求，各類交通事故時有發(fā)生，村民出行存在安全隱患。另外，大多數(shù)的平交路口達(dá)不到設(shè)立紅綠信號燈的標(biāo)準(zhǔn)，如何破解難題成為國省道養(yǎng)護(hù)安全管理工作的一大挑戰(zhàn)。而通過平交路口智能預(yù)警系統(tǒng)的普遍應(yīng)用，可提高國省道公路建設(shè)水平，有效減少事故發(fā)生，為復(fù)雜的道路環(huán)境提供多元化的智能解決方案[1]。

2 系統(tǒng)概況

平交路口智能預(yù)警系統(tǒng)是一套適用于多種交通場景的智能系統(tǒng)，主要包括前端的交通動態(tài)信息采集部分、中間的數(shù)據(jù)傳輸部分和中心的數(shù)據(jù)處理及預(yù)警信息發(fā)布部分。通過在路口設(shè)置可視化雷達(dá)車檢器，自動檢測主干道和支路上車輛通行情況和路邊行人等待區(qū)狀態(tài)、人行橫道線上行人或非機(jī)動車的穿越行為。當(dāng)可視化雷達(dá)車檢器檢測到有車輛或行人即將通過路口時，觸發(fā)邊緣計(jì)算智能終端工作機(jī)制，自動控制警示單元（廣播播放警示語、帶狀照明提醒、頻閃燈高頻提醒、LED 發(fā)光警示屏和道釘）發(fā)出預(yù)警信息，提醒車輛或行人注意減速避讓或停車等待，安全通過路口。另外，通過視頻檢測和雷達(dá)測速聯(lián)動等智能交通功能，可以生成路口交通流量熱力圖，實(shí)現(xiàn)對彎道和平交路口、復(fù)雜路口的視頻和雷達(dá)復(fù)合監(jiān)測預(yù)警。

3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)和工作模式

本系統(tǒng)采用“硬件采集設(shè)備+中心平臺軟件+預(yù)警信息發(fā)布設(shè)備”的管理模式，信息采集部分實(shí)時對平交路口各行駛方向的人車速度和距離進(jìn)行檢測，檢測到各方向的人車信息后傳輸給主控機(jī)，主控機(jī)處理后傳輸給LED 屏幕和照明、廣播、發(fā)光標(biāo)志屏和頻閃燈等預(yù)警信息發(fā)布設(shè)備，主動發(fā)布警示信息。前端采集系統(tǒng)采用可視化雷達(dá)車檢器，可實(shí)現(xiàn)視頻、雷達(dá)雙檢測，通過算法分析就可以對該段面不少于4 個車道進(jìn)行交通信息采集。主要采集信息包括：車速、車流量、車型分類、平均速度等，既解決了視頻技術(shù)在惡劣天氣下測量不準(zhǔn)的問題，又解決了雷達(dá)技術(shù)無法看到視頻圖像的問題，此方案不受天氣、光線、氣候變化的影響?？梢暬走_(dá)檢測器能夠同時進(jìn)行交通流量和平均速度統(tǒng)計(jì)等擴(kuò)展功能，一套系統(tǒng)，多種用途，既可以實(shí)現(xiàn)預(yù)警功能，又可以實(shí)現(xiàn)交通流量檢測功能和視頻監(jiān)控功能。

此外，后端信息發(fā)布系統(tǒng)采用戶外LED 顯示技術(shù)，主動進(jìn)行警示，并可以伴有廣播、照明、頻閃燈提示；全天候自動檢測和主動發(fā)布警示信息，其中的距離是主線上離路口近的那輛車輛距離，并隨著離路口越來越近而實(shí)時變化。車輛距離平交路口劃分為120m、80m、40m 三個區(qū)域，越近則閃動頻次越高，以提醒支路上準(zhǔn)備通過路口的車輛和行人注意安全。

3.1 設(shè)備布局

車輛檢測單元安裝在主路上下游（2 套），檢測主路及支路上機(jī)動車通行狀況；行人檢測警示單元安裝在支路（2 套），檢測主路斑馬線和支線上行人通行狀況，提供LED 文字及語音播報警示信息；主動發(fā)光標(biāo)志屏安裝在主路上（2 套），支路人車通過時提供警示信息；LED 警示屏安裝在主路和支路上（各2 套），主路和支線人車通過時提供警示信息；智能道釘安裝在主線斑馬線兩端（50cm 間距），夜間行人過主路時自動點(diǎn)亮閃爍，勾勒出行人過街軌跡。

該系統(tǒng)通過對行人、駕駛者視覺、聽覺上的感知，達(dá)到警示效果。當(dāng)智能傳感器檢測到行人、車輛存在后，通過核心設(shè)備邊緣計(jì)算智能終端，以支路設(shè)備為中心，與主路設(shè)備聯(lián)網(wǎng)協(xié)同，觸發(fā)數(shù)字廣播、LED 警示屏、紅藍(lán)頻閃燈、智慧照明，警示行人、車輛，降低事故盲點(diǎn)區(qū)域的安全風(fēng)險。

3.2 工作模式

3.2.1 LED 屏警示。當(dāng)檢測有車輛或行人駛近平交路口時，警示顯示屏自動在主路顯示紅色的“行人過街，減速避讓”提示，在支線顯示紅色的“左側(cè)、右側(cè)或雙向來車，注意避讓”。環(huán)境照度檢測，根據(jù)環(huán)境照度的變化自動調(diào)整預(yù)警顯示屏的亮度，避免產(chǎn)生眩光現(xiàn)象；在對向無車輛通行的情況下，LED 警示顯示屏顯示安全宣傳信息，該信息為綠色；同時，根據(jù)需要控制大屏顯示不同的提示信息，比如“雨天路滑，小心駕駛、遵章守紀(jì)，注意安全”等[2]。

3.2.2 LED 頻閃燈聯(lián)動警示。當(dāng)有車輛或行人駛近平交路口時，爆閃燈會進(jìn)行遞進(jìn)加速快閃模式；當(dāng)沒有車輛觸發(fā)時，爆閃燈呈慢閃狀態(tài)。

3.2.3 語音播報功能。當(dāng)對向來車時，語音會播報警示聲音“小心車輛，注意安全”。

3.2.4 車輛測速功能?？蓹z測當(dāng)前實(shí)時車速，車輛行駛超過設(shè)定車速時會變成紅色數(shù)字，并播報語音及時提醒駕駛?cè)藛T減速。

3.2.5 人行斑馬線照明和道釘。行人過斑馬線夜晚自動開啟橫向道路照明，道釘自動發(fā)光警示車輛斑馬線位置和道路寬度。

3.2.6 通訊傳輸單元。兩點(diǎn)之間遠(yuǎn)通訊距離可達(dá)500m，超過500m 需要增加中繼。

3.3 場景應(yīng)用

平交路口智能預(yù)警系統(tǒng)可適用于多種道路應(yīng)用場景，包括普通平交路口（支線流量較少的平交路口、視線較為開闊的平交路口）、高危平交路口（支線流量較多的平交路口、存在視覺盲點(diǎn)的平交路口）、急彎會車路段（急彎會車的路段、存在視覺盲點(diǎn)的路段），根據(jù)不同應(yīng)用場景提供預(yù)警系統(tǒng)配置軟硬件設(shè)備方案，同時亦可根據(jù)用戶實(shí)際需求提供多種合作模式以及云平臺系統(tǒng)定制服務(wù)，包括云端系統(tǒng)平臺、手機(jī)APP平臺。

3.4 系統(tǒng)優(yōu)勢

為打造道路交通安全解決方案與服務(wù)，服務(wù)道路交通安全，平交路口智能誘導(dǎo)預(yù)警系統(tǒng)具有以下四大特性優(yōu)勢：

3.4.1 采用可視化雷達(dá)交通動態(tài)信息采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)平交路口上盲區(qū)交通流、交通事件以及道路狀態(tài)等各種信息的采集。

3.4.2 與LED 警示屏聯(lián)動，主動顯示預(yù)警信息，提示行人和車輛，實(shí)現(xiàn)雙向預(yù)警。

3.4.3 安裝可視化雷達(dá)交通動態(tài)信息采集系統(tǒng)后，不但可以采集車輛速度、流量等交通動態(tài)信息進(jìn)行有效預(yù)警；同時，還可以采集視頻并存儲，進(jìn)行事前干預(yù)和事后追溯。

3.4.4 在車流量較小的平交路口，此方案可替代交通信號控制系統(tǒng)，節(jié)省了開支，在提高路口通行效率的同時，又保障了平交路口的安全。一套系統(tǒng)，多種用途。

3.5 系統(tǒng)不足

3.5.1 預(yù)警系統(tǒng)主要通過發(fā)布預(yù)警信息提醒平交路口各方向行人和車輛注意潛在風(fēng)險，提供預(yù)防信息，其主要還在于人的主觀意識控制，是否執(zhí)行接收到的預(yù)警信息，不具備強(qiáng)制和違規(guī)處置措施。因此，我們需要加強(qiáng)社會宣傳力度，營造遵守交通規(guī)則的習(xí)慣，同時還需要聯(lián)合交警部門增加違規(guī)處罰制約措施。

3.5.2 單個路口預(yù)警系統(tǒng)相較交通信號燈建設(shè)成本雖然低了很多，但是造價仍然偏高，且不具備防沖撞功能。如若損壞，養(yǎng)護(hù)成本也不低，因此需要不斷研究以降低設(shè)備的建設(shè)成本，使用新的技術(shù)和設(shè)備使得預(yù)警系統(tǒng)能真正普及推廣應(yīng)用。

4 結(jié)語

我國國省道和地方道路錯綜復(fù)雜，安全管控壓力巨大。平交路口智能預(yù)警系統(tǒng)利用人工智能、機(jī)器視覺技術(shù)自動識別行人、非機(jī)動車過路行為，檢測甄別過往車輛的車速對行人的威脅，自動雙向預(yù)警，在提醒駕駛員降速避讓行人時，同步提醒行人過路注意觀察高速駛來的車輛，從而有效避免發(fā)生交通事故。此舉措為推行智慧交通的建設(shè)，提高國省道公路建設(shè)管理水平，實(shí)現(xiàn)以人為本、平安出行，避免發(fā)生重大交通事故，給人們的生命財產(chǎn)和生產(chǎn)生活起到重要保障作用，同時也為復(fù)雜的道路環(huán)境提供了多元化的智能解決方案。

事實(shí)證明，不斷提高交通規(guī)范化、智能化管理能夠更好地保障地區(qū)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。相比交通信號燈建設(shè)成本高、需電網(wǎng)供電、影響交通通行效率等因素，平交路口智能預(yù)警系統(tǒng)具備使用靈活、因地制宜、提前感知，主動預(yù)警等優(yōu)點(diǎn)，有效提高了平交路口的安全性，減少平交路口的交通沖突，在消除各種交通安全隱患的同時，也提高了平交路口的通行能力，為建設(shè)智慧交通增加了一把利器。