高速公路重點(diǎn)車輛管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

何曉強(qiáng)　斯倩　楊政

摘要 為了加強(qiáng)對(duì)高速公路交通安全源頭重點(diǎn)車輛的監(jiān)管，通過采用信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)重點(diǎn)車輛持續(xù)、及時(shí)的管控。文章通過對(duì)高速公路危險(xiǎn)物資運(yùn)輸現(xiàn)狀分析，從平臺(tái)的架構(gòu)、數(shù)據(jù)層、?；奋噲D像識(shí)別、車輛駕駛行為識(shí)別、車輛軌跡還原和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)方面對(duì)高速公路重點(diǎn)車輛管控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了重點(diǎn)車輛在禁行時(shí)段、禁行路段想要駛?cè)敫咚俟返能囕v進(jìn)行車道實(shí)時(shí)預(yù)警和勸退，從源頭上遏制安全事件的發(fā)生。

關(guān)鍵詞 重點(diǎn)車輛;高速公路;圖像識(shí)別;風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào) U491.54 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）11-0004-03

引言

在我國當(dāng)前的社會(huì)服務(wù)體系中，智能化系統(tǒng)已經(jīng)被應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，對(duì)于高速公路交通管控平臺(tái)來說，為了能夠更好地進(jìn)行車輛管控，也需要逐步進(jìn)行智能系統(tǒng)的建設(shè)。該文基于重點(diǎn)車輛內(nèi)容的分析和探討，對(duì)高速公路重點(diǎn)車輛管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的分析，并對(duì)應(yīng)用情況和應(yīng)用效果進(jìn)行探討。

1 選題背景

近年來，我國工業(yè)快速發(fā)展，危險(xiǎn)物資運(yùn)輸量逐年上升，而道路運(yùn)輸已成為主要運(yùn)輸方式。由于運(yùn)輸性質(zhì)特殊，加強(qiáng)危險(xiǎn)物資運(yùn)輸安全管理，對(duì)預(yù)防和減少?；镔Y道路運(yùn)輸事故具有重要意義[1]。

2020年1月1日0時(shí)完成取消高速公路省界收費(fèi)站工程全網(wǎng)并網(wǎng)切換后，經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行，取消高速公路省界收費(fèi)站工程已基本趨于穩(wěn)定，各項(xiàng)工作有序推進(jìn)中，各項(xiàng)數(shù)據(jù)的匯聚工作也基本完成，數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)細(xì)粒度、實(shí)時(shí)性都得到了大幅提升，數(shù)據(jù)量也較之前增加了10～20倍，數(shù)據(jù)的價(jià)值已經(jīng)凸顯[2]。浙高運(yùn)金華管理中心針對(duì)下轄高速公路車流量大、大型車輛占比高的情況，積極響應(yīng)省內(nèi)數(shù)字化改革要求，充分發(fā)揮高速公路數(shù)據(jù)價(jià)值，上線啟用重點(diǎn)車輛管理系統(tǒng)，對(duì)所轄路段內(nèi)的各類大型車輛實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化數(shù)字管控，加強(qiáng)了對(duì)重點(diǎn)車輛的實(shí)時(shí)感知和異常處置能力。

2 項(xiàng)目介紹

系統(tǒng)主要從車輛的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和發(fā)生事故后的危害程度出發(fā)，對(duì)進(jìn)入所轄路段的每一輛車進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，根據(jù)運(yùn)輸物的載重量、危害性、人身安全等因素綜合評(píng)價(jià)，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)較高車輛，全程跟蹤監(jiān)測直至車輛安全駛離[3]。目前系統(tǒng)主要對(duì)“兩客一?！避囕v進(jìn)行管控，除高風(fēng)險(xiǎn)車輛全程跟蹤外，還聯(lián)合交警部門實(shí)現(xiàn)對(duì)禁行時(shí)段、禁行路段闖入的車輛進(jìn)行預(yù)警和非現(xiàn)場執(zhí)法。系統(tǒng)自上線后，通過與交警、路政的聯(lián)合管控，遏制了違規(guī)違法行為，提升了道路安全保障水平[4]。經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行，通過對(duì)轄區(qū)內(nèi)各路段車輛的分析，挖掘每個(gè)路段各類車輛、運(yùn)輸物的分布，為應(yīng)急資源的調(diào)度、儲(chǔ)備提供更加科學(xué)的依據(jù)，加強(qiáng)了突發(fā)情況下應(yīng)急處置能力。除此之外，為在源頭加強(qiáng)重點(diǎn)車輛的管理，金華管理中心將在收費(fèi)站入口進(jìn)行嚴(yán)格管控，對(duì)禁行時(shí)段、禁行路段想要駛?cè)敫咚俟返能囕v進(jìn)行車道實(shí)時(shí)預(yù)警和勸退，從源頭上遏制安全事件的發(fā)生。

3 高速公路重點(diǎn)車輛管控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

該方案以綜合交通大數(shù)據(jù)池為基礎(chǔ)，通過采集原收費(fèi)站的牌識(shí)數(shù)據(jù)、門架的牌識(shí)數(shù)據(jù)和相關(guān)的抓拍圖片等，結(jié)合外部的重點(diǎn)車輛基礎(chǔ)信息及圖片識(shí)別技術(shù)，實(shí)時(shí)獲知路段上行駛的運(yùn)輸危險(xiǎn)物資車輛，重點(diǎn)關(guān)注一些長隧道、橋梁位置的危險(xiǎn)物資車輛，以便監(jiān)控管理人員掌握路上的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，在對(duì)運(yùn)輸危險(xiǎn)物資車輛進(jìn)行監(jiān)測的基礎(chǔ)上，研究車輛的超速、闖禁、超載、變道、行政處罰、危險(xiǎn)等級(jí)等情況進(jìn)行挖掘分析，建立重點(diǎn)車輛的風(fēng)險(xiǎn)檔案庫，對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)較高的車輛進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，并將相關(guān)的數(shù)據(jù)以服務(wù)的形式提供給系統(tǒng)平臺(tái)使用，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的相關(guān)聯(lián)動(dòng)[5]。

3.1 平臺(tái)的架構(gòu)

高速公路重點(diǎn)車輛監(jiān)測平臺(tái)整體架構(gòu)包含數(shù)據(jù)層、分析層、應(yīng)用層三個(gè)部分，以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，匯聚高速公路內(nèi)部出入口、門架的交易、牌識(shí)、圖片等數(shù)據(jù)、車輛實(shí)時(shí)GPS位置數(shù)據(jù);以模型算法為核心，研究車輛軌跡還原預(yù)測算法、多元數(shù)據(jù)融合算法、車輛風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)算法、駕駛行為識(shí)別算法、圖像識(shí)別算法，建立重點(diǎn)車輛基礎(chǔ)檔案庫、重點(diǎn)車輛在途和歷史位置庫、?；奋囯娮舆\(yùn)單庫、重點(diǎn)車輛異常駕駛行為庫、重點(diǎn)車輛行政處罰及違法違章庫、重點(diǎn)車輛風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)庫，提供給上層應(yīng)用使用;以應(yīng)用場景為導(dǎo)向，涵蓋重點(diǎn)車輛管理中的車輛監(jiān)控、高危提醒、異常告警、應(yīng)急處置、檔案管理等運(yùn)營全過程。

3.2 數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層是該項(xiàng)目的基礎(chǔ)，主要包含內(nèi)部數(shù)據(jù)和外部數(shù)據(jù)兩部分。

3.2.1 內(nèi)部數(shù)據(jù)

如表1，內(nèi)部數(shù)據(jù)主要是指現(xiàn)有高速公路各類物聯(lián)網(wǎng)、應(yīng)用系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。

3.2.2 外部數(shù)據(jù)

如表2，外部數(shù)據(jù)主要是指國家運(yùn)政管理中的危化品車數(shù)據(jù)。

3.3 ?；奋噲D像識(shí)別

利用主線和收費(fèi)站的圖片數(shù)據(jù)，對(duì)?；奋囕v和運(yùn)輸超大超重件車輛進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)車輛。

圖像識(shí)別技術(shù)目前已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，技術(shù)相對(duì)成熟。該項(xiàng)目針對(duì)?；奋囕v的特征進(jìn)行優(yōu)化，提高?；奋囕v的識(shí)別準(zhǔn)確率。

經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，?；奋囕v的基本特征是車輛前臉有“?；贰睒?biāo)識(shí)，車頭頂部有三角“危險(xiǎn)”標(biāo)識(shí)，基于這兩個(gè)特征，通過歷史圖像數(shù)據(jù)的不斷訓(xùn)練，預(yù)計(jì)車輛的識(shí)別準(zhǔn)確率可達(dá)93%以上。

3.4 車輛駕駛行為識(shí)別

車輛駕駛行為識(shí)別主要是基于多來源的數(shù)據(jù)，對(duì)車輛在高速公路上的一些不規(guī)范行為進(jìn)行重點(diǎn)識(shí)別（如圖1），項(xiàng)目中主要識(shí)別的行為模式見表3。

3.5 車輛軌跡還原

記錄車輛門架的交易數(shù)據(jù)和車輛GPS數(shù)據(jù)，形成車輛行駛路徑關(guān)鍵點(diǎn)位時(shí)序數(shù)據(jù)，再利用高德等地圖服務(wù)商的在線軌跡還原能力，對(duì)車輛的行駛軌跡進(jìn)行還原。

3.6 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)

根據(jù)車輛的駕駛行為、行政處罰的結(jié)果數(shù)據(jù)，從運(yùn)營規(guī)范、駕駛規(guī)范、運(yùn)輸規(guī)范、危險(xiǎn)等級(jí)四個(gè)維度對(duì)車輛的綜合風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)級(jí)，多角度反映車輛的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，減少管理的壓力。55C3C0E9-68E2-481D-AC96-F072FCF997D7

3.7 建立檔案數(shù)據(jù)庫

通過各類算法的分析，最終將結(jié)果用于重點(diǎn)車輛相關(guān)主題庫的建立，重點(diǎn)車輛的主題庫主要有基礎(chǔ)檔案庫、位置庫、運(yùn)單庫、駕駛行為庫、處罰庫、應(yīng)急庫六大主題庫，涵蓋了整個(gè)高速公路?；奋囕v管理中的各項(xiàng)內(nèi)容。

4 應(yīng)用情況

自2021年8月開始，在浙高運(yùn)公司金華中心部署安裝投入使用，該系統(tǒng)通過主線收費(fèi)門架和收費(fèi)站卡口系統(tǒng)，對(duì)轄區(qū)內(nèi)?；奋囘M(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)感知，出現(xiàn)異常情況時(shí)，迅速啟動(dòng)相關(guān)應(yīng)急措施。該系統(tǒng)在金華管理中心應(yīng)用后，重點(diǎn)車輛違規(guī)駕駛情況減少75%以上。

5 主要應(yīng)用成效

（1）車輛實(shí)時(shí)跟蹤。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)對(duì)車輛進(jìn)行跟蹤，以地圖的形式進(jìn)行呈現(xiàn)。中、低風(fēng)險(xiǎn)車輛進(jìn)行聚合。只顯示路段上的重點(diǎn)車輛數(shù)，點(diǎn)擊路段后可查看車輛列表，并顯示車輛的具體位置、來源地、風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)、運(yùn)輸物信息;中等、高風(fēng)險(xiǎn)車輛獨(dú)立顯示，每輛車實(shí)時(shí)跟蹤并以紅色、暗紅色車輛圖標(biāo)高亮顯示，顯示車輛的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分和該次駕駛中的異常行為，點(diǎn)擊后可查看車輛具體的歷史異常行為、行政處罰、運(yùn)輸物等信息。

（2）車輛軌跡查詢。如圖2，通過手工輸入查詢或點(diǎn)擊實(shí)時(shí)跟蹤中的車輛，可以查看車輛的該次高速行駛軌跡、近一個(gè)月的高速行駛軌跡等。

（3）高危車輛提醒。風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)高的車輛進(jìn)入所轄路段時(shí)，或當(dāng)有重點(diǎn)車輛進(jìn)入隧道、事故高發(fā)區(qū)等高危路段時(shí)，在所轄路段監(jiān)控中心的實(shí)時(shí)跟蹤大屏中進(jìn)行高亮提醒，并以輔以聲音、彈窗、釘釘?shù)刃问教嵝驯O(jiān)控中心管理人員，方便管理人員對(duì)車輛進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注。

系統(tǒng)對(duì)超速、低速車輛、禁行路段闖入、禁行時(shí)段、連續(xù)長時(shí)間疲勞駕駛、車輛違停等情況進(jìn)行監(jiān)控;如出現(xiàn)這些問題，對(duì)重點(diǎn)車輛上人員發(fā)出警告。

（4）高危路段監(jiān)測。針對(duì)隧道、橋梁等高危路段，全過程重點(diǎn)監(jiān)測，對(duì)異常情況在實(shí)時(shí)跟蹤大屏中對(duì)車輛進(jìn)行高亮告警，并以輔以聲音、彈窗、釘釘?shù)刃问教嵝驯O(jiān)控中心管理人員。管理人員可根據(jù)實(shí)際情況通過喇叭等對(duì)車輛進(jìn)行告警，并提前準(zhǔn)備應(yīng)急管理措施。

（5）危險(xiǎn)品應(yīng)急處置。危險(xiǎn)品車輛運(yùn)單查詢提供?；奋囘\(yùn)輸物查詢服務(wù)，當(dāng)車輛發(fā)生事故時(shí)，監(jiān)控管理人員可以第一時(shí)間獲知該車輛運(yùn)輸?shù)呢浳?、重量、目的地、危險(xiǎn)性等，以便采取下一步措施。

（6）應(yīng)急信息發(fā)布。出現(xiàn)?；肥录r(shí)，可通過多種途徑向公眾發(fā)布事件信息，提高信息觸達(dá)的范圍，減少事件帶來的危害，降低二次事件發(fā)生的概率。與情報(bào)板聯(lián)動(dòng)，經(jīng)過審核后自動(dòng)在事件周邊的情報(bào)板上發(fā)布?；肥录畔ⅲ嵝阎苓呠囕v減速、繞道。與應(yīng)急廳合作，通過應(yīng)急廳向周邊的常駐人群發(fā)布告警短信。

6 總結(jié)

該文通過調(diào)研現(xiàn)有高速公路重點(diǎn)車輛管控情況，設(shè)計(jì)了高速公路重點(diǎn)車輛管控系統(tǒng)。該系統(tǒng)具備監(jiān)管數(shù)據(jù)提取與信息整合、管理與服務(wù)并重、實(shí)時(shí)協(xié)同監(jiān)管的特點(diǎn)，落實(shí)了關(guān)于重點(diǎn)車輛動(dòng)靜態(tài)監(jiān)管的要求，能大幅度提高管理的信息化水平和智能化管控力度，實(shí)現(xiàn)了源頭安全管理，為高速公路重點(diǎn)車輛管控提供借鑒。

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收稿日期：2022-04-02

作者簡介：何曉強(qiáng)（1975—），男，本科，工程師，研究方向：交通智能化。55C3C0E9-68E2-481D-AC96-F072FCF997D7