高速公路惡劣天氣高影響路段交通安全管控技術(shù)探討

我國(guó)高速公路網(wǎng)分布地域廣闊，橫跨五個(gè)時(shí)區(qū)，隨著季節(jié)的變化，各個(gè)地區(qū)呈現(xiàn)出的氣候特點(diǎn)差異性大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)范圍內(nèi)高速公路運(yùn)行中斷受惡劣天氣影響占比接近40%，東南沿海地區(qū)高速公路通行受大霧天氣影響占比超過(guò)60%。此外，近5年在雨、雪、霧、大風(fēng)等惡劣天氣下高速公路交通事故數(shù)及死亡人數(shù)占比均在20%左右。惡劣天氣成為影響高速公路行車安全的重要因素，是公安交管部門(mén)事故防范的重點(diǎn)。

近年來(lái)，氣象和交通運(yùn)輸部門(mén)在全國(guó)高速公路沿線建設(shè)了大量交通氣象監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，具備了一定的能見(jiàn)度及路面狀況監(jiān)測(cè)能力。同時(shí)，高速公路交通氣象影響監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不斷累積和相關(guān)研究理論不斷完善，推動(dòng)了惡劣天氣交通安全影響治理技術(shù)推廣應(yīng)用。針對(duì)惡劣天氣條件下的高速公路交通事故特點(diǎn)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有效整合不同行業(yè)的技術(shù)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)跨設(shè)備、跨平臺(tái)、跨部門(mén)組網(wǎng)應(yīng)用，是現(xiàn)階段進(jìn)一步提升惡劣天氣條件下高速公路交通安全管控水平的重要途徑。

一、惡劣天氣條件下高速公路交通事故特點(diǎn)分析

雨、雪、霧等惡劣天氣致使路面濕滑、能見(jiàn)度降低等通行條件惡化，容易造成人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失及運(yùn)輸效率下降等嚴(yán)重后果。根據(jù)2019——2021年惡劣天氣條件下高速公路交通事故數(shù)據(jù)顯示，發(fā)生事故的首要致因是未保持安全車距，占比42%；其次是超速行駛，占比26%。此外，惡劣天氣條件下高速公路交通事故形態(tài)以追尾碰撞、同向刮擦和沖出路外為主，事故主體主要是貨運(yùn)車輛。

因此，針對(duì)惡劣天氣條件下高速公路交通事故特點(diǎn)，整合路線誘導(dǎo)、控距、控速、警示提示等科技手段，連通氣象、公安交管、交通運(yùn)輸部門(mén)以及高速公路運(yùn)營(yíng)單位交通管理平臺(tái)，依托高速公路“一路三方”聯(lián)動(dòng)工作機(jī)制，實(shí)現(xiàn)惡劣天氣事件的主動(dòng)監(jiān)測(cè)、預(yù)警、管控、發(fā)布、處置、評(píng)估交通管理工作閉環(huán)，可有效預(yù)防和減少惡劣天氣下高速公路交通事故的發(fā)生。

二、高速公路惡劣天氣交通管控技術(shù)

（一）交通安全管控技術(shù)存在的問(wèn)題

2020年9月，公安部與中國(guó)氣象局聯(lián)合在江蘇省徐州市、廣東省韶關(guān)市開(kāi)展惡劣天氣交通預(yù)警處置試點(diǎn)工作，重點(diǎn)解決氣象預(yù)警信息行業(yè)共享應(yīng)用和應(yīng)急聯(lián)動(dòng)處置難點(diǎn)問(wèn)題，經(jīng)過(guò)1年的試點(diǎn)形成了“江蘇方案”和“徐州樣板”。為進(jìn)一步擴(kuò)大江蘇徐州惡劣天氣交通預(yù)警處置試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)的應(yīng)用范圍，2022年1月，中國(guó)氣象局、公安部、交通運(yùn)輸部聯(lián)合印發(fā)開(kāi)展省際惡劣天氣高影響路段優(yōu)化提升工作督辦的通知，對(duì)全國(guó)108條惡劣天氣高影響路段組織開(kāi)展為期1年的優(yōu)化提升工作，在全國(guó)形成“一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)、一套預(yù)案、一種措施”的惡劣天氣交通警情處置規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、智慧化流程。全國(guó)各地按照優(yōu)化提升路段特征和交通安全問(wèn)題，制定了本地化實(shí)施方案，但在路側(cè)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)與系統(tǒng)平臺(tái)融通，以及跨部門(mén)應(yīng)用等技術(shù)應(yīng)用層面存在以下問(wèn)題：

一是跨設(shè)備組網(wǎng)與數(shù)據(jù)匯聚方面。高速公路惡劣天氣高影響路段交通安全管控設(shè)備主要包括氣象監(jiān)測(cè)、路線誘導(dǎo)、交通執(zhí)法、事件檢測(cè)、警示提示5類，各類別設(shè)備隸屬于不同建管單位。其中，氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備由氣象部門(mén)或交通運(yùn)輸部門(mén)建管，路線誘導(dǎo)、事件檢測(cè)和警示提示設(shè)備由交通運(yùn)輸部門(mén)或路段運(yùn)營(yíng)單位建管，交通執(zhí)法設(shè)備由公安交管部門(mén)建管，以往各部門(mén)單位設(shè)備在各自專網(wǎng)內(nèi)建設(shè)應(yīng)用。目前，在高速公路惡劣天氣高影響路段交通管控設(shè)備聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)匯聚領(lǐng)域，缺乏全國(guó)統(tǒng)一規(guī)范的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議。

二是跨平臺(tái)數(shù)據(jù)融通與共享方面。高速公路惡劣天氣高影響路段交通管控主要涉及氣象、公安交管和交通運(yùn)輸3個(gè)部門(mén)，每個(gè)部門(mén)均有自用平臺(tái)，氣象部門(mén)建設(shè)有道路交通智慧氣象服務(wù)系統(tǒng)，公安交管部門(mén)建設(shè)有道路交通態(tài)勢(shì)監(jiān)測(cè)服務(wù)平臺(tái)，交通運(yùn)輸部門(mén)建設(shè)有公路網(wǎng)運(yùn)行管理與服務(wù)系統(tǒng)，各部門(mén)平臺(tái)之間缺乏規(guī)范一致的數(shù)據(jù)共享接口協(xié)議和安全通信策略。

三是跨部門(mén)數(shù)據(jù)應(yīng)用與管理方面。高速公路惡劣天氣高影響路段交通管控措施實(shí)施，是由氣象部門(mén)發(fā)布的氣象預(yù)警驅(qū)動(dòng)的，公安交管部門(mén)接收到氣象預(yù)警后啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，派警到路面進(jìn)行處置，向社會(huì)發(fā)布交通管控措施并同步反饋氣象部門(mén)，同時(shí)將氣象預(yù)警信息和交通管控處置信息共享給交通運(yùn)輸部門(mén)，共同完成交通管控工作。目前，現(xiàn)有的“一路三方”聯(lián)動(dòng)機(jī)制尚未在系統(tǒng)平臺(tái)層面實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的暢通流轉(zhuǎn)，主要以集體會(huì)議和電話溝通為主。

（二）交通管控任務(wù)與技術(shù)實(shí)現(xiàn)

1.交通管控任務(wù)

高速公路惡劣天氣高影響路段交通管控的主要任務(wù)是，以服務(wù)公安交管部門(mén)交通管控為主體，實(shí)現(xiàn)軟硬件互聯(lián)互通，管理業(yè)務(wù)形成閉環(huán)。具體任務(wù)如下：（1）前端設(shè)備互聯(lián)互通。高速公路惡劣天氣高影響路段建設(shè)的前端設(shè)備聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一接入道路交通態(tài)勢(shì)監(jiān)測(cè)服務(wù)平臺(tái)。（2）信息流轉(zhuǎn)形成閉環(huán)。氣象部門(mén)監(jiān)測(cè)預(yù)警惡劣天氣服務(wù)接入公安交管部門(mén)道路交通態(tài)勢(shì)監(jiān)測(cè)服務(wù)平臺(tái)；公安交管部門(mén)簽收預(yù)警并反饋管控處置措施給氣象部門(mén)，同時(shí)共享給交通運(yùn)輸部門(mén)。（3）預(yù)警處置一圖操作。氣象部門(mén)將高速公路路線級(jí)氣象預(yù)報(bào)服務(wù)推送至公安交管部門(mén)道路交通態(tài)勢(shì)監(jiān)測(cè)服務(wù)平臺(tái)，并在監(jiān)測(cè)服務(wù)平臺(tái)上核驗(yàn)氣象預(yù)警準(zhǔn)確性；公安交管部門(mén)基于監(jiān)測(cè)服務(wù)平臺(tái)接收的路線級(jí)氣象預(yù)警，制作和反饋交通管控措施。

2.交通管控技術(shù)實(shí)現(xiàn)

為降低高速公路惡劣天氣條件下追尾碰撞、同向刮擦和沖出路外事故發(fā)生概率，提前通過(guò)氣象設(shè)備采集大數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)預(yù)警惡劣天氣，利用可變顯示屏、地圖導(dǎo)航等終端，梯度發(fā)布惡劣天氣預(yù)警和安全警示提示信息，對(duì)進(jìn)入惡劣天氣高影響路段的車輛實(shí)施限速、限距管理，再疊加路側(cè)路線誘導(dǎo)設(shè)備、異常事件檢測(cè)智能視頻、匝道車輛進(jìn)入主線匯入警示設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛行駛方向的誘導(dǎo)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)預(yù)警速度異常、停車、匯入主線等高風(fēng)險(xiǎn)車輛，有效提高惡劣天氣高影響路段行車安全性。高速公路惡劣天氣高影響路段前端設(shè)備接入技術(shù)方案如圖1所示。

圖1 高速公路惡劣天氣高影響路段前端設(shè)備接入技術(shù)方案

按照設(shè)備采集數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)路徑，路側(cè)前端設(shè)備可劃分為執(zhí)法類設(shè)備和非執(zhí)法類設(shè)備。按照公安交管部門(mén)牽頭制定的設(shè)備接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，首先將各類設(shè)備統(tǒng)一集成在省級(jí)或市級(jí)互聯(lián)網(wǎng)安全域二級(jí)設(shè)備管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)前端設(shè)備的互聯(lián)互通。其中，車輛測(cè)速和測(cè)距設(shè)備數(shù)據(jù)通過(guò)安全邊界接入交通安全綜合服務(wù)管理平臺(tái)，生成違法證據(jù)進(jìn)行處罰，氣象感知和路線誘導(dǎo)等非執(zhí)法類設(shè)備數(shù)據(jù)通過(guò)安全邊界接入公安交管道路交通態(tài)勢(shì)監(jiān)測(cè)服務(wù)平臺(tái)。此外，地方省/市二級(jí)平臺(tái)節(jié)點(diǎn)和公安部級(jí)中心節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸，通過(guò)部署安全接入網(wǎng)關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)接入設(shè)備身份可信、數(shù)據(jù)傳輸可靠、網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)可控。高速公路惡劣天氣高影響路段交通管控信息流轉(zhuǎn)路徑如圖2所示。

圖2 高速公路惡劣天氣高影響路段交通管控信息流轉(zhuǎn)路徑

氣象部門(mén)發(fā)布的惡劣天氣交通預(yù)警，是啟動(dòng)高速公路交通管控的“發(fā)令槍”。按照氣象與公安交管部門(mén)系統(tǒng)平臺(tái)數(shù)據(jù)共享協(xié)議，由氣象部門(mén)通過(guò)道路交通智慧氣象服務(wù)系統(tǒng)將氣象預(yù)警信息推送至道路交通態(tài)勢(shì)監(jiān)測(cè)服務(wù)平臺(tái)。氣象部門(mén)利用監(jiān)測(cè)服務(wù)平臺(tái)用戶系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)警信息核驗(yàn)和確認(rèn)后，生成正式氣象預(yù)警，由監(jiān)測(cè)服務(wù)平臺(tái)分發(fā)給各級(jí)公安交管部門(mén)；各地公安交管部門(mén)參考惡劣天氣處置預(yù)案實(shí)施交通管控措施，并將氣象預(yù)警及交通管制數(shù)據(jù)共享給交通運(yùn)輸部門(mén)公路網(wǎng)運(yùn)行管理與服務(wù)系統(tǒng)、氣象部門(mén)智慧氣象服務(wù)系統(tǒng)，同步通過(guò)地圖導(dǎo)航、路段前端可變信息板等警示提示設(shè)備終端向社會(huì)發(fā)布安全出行建議，實(shí)現(xiàn)氣象預(yù)警處置一圖操作，形成交通管控信息流轉(zhuǎn)的閉環(huán)管理。

三、高速公路惡劣天氣交通管控建議

（一）建立全國(guó)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，整合高速公路管理資源。目前，公安交管、交通運(yùn)輸、氣象服務(wù)等行業(yè)部門(mén)，以及高速公路運(yùn)營(yíng)單位，按照自身職責(zé)定位和管理服務(wù)均建立了相關(guān)的惡劣天氣交通管控軟硬件系統(tǒng)，但各系統(tǒng)之間尚未建立信息通信和數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，亟需建立完善全國(guó)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交互和多網(wǎng)數(shù)據(jù)安全通信協(xié)議，整合多方資源相互補(bǔ)強(qiáng)形成安全監(jiān)管合力，一方面減少設(shè)備建設(shè)和系統(tǒng)研發(fā)的重復(fù)投入，另一方面為整合惡劣天氣條件下的高速公路交通管控資源提供平臺(tái)支持。

（二）融合多源數(shù)據(jù)開(kāi)展研判，賦能多部門(mén)聯(lián)動(dòng)機(jī)制落實(shí)。通過(guò)高速公路惡劣天氣高影響路段交通安全優(yōu)化提升試點(diǎn)應(yīng)用，進(jìn)一步融合惡劣天氣、交通運(yùn)行、管控資源、應(yīng)急救援裝備部署等數(shù)據(jù)，開(kāi)展交通安全風(fēng)險(xiǎn)分析、輔助決策和反饋評(píng)估研究，為落實(shí)多部門(mén)聯(lián)動(dòng)機(jī)制提供業(yè)務(wù)平臺(tái)和決策支持。

（三）動(dòng)態(tài)適配路段安全需求，擴(kuò)大惡劣天氣管控技術(shù)應(yīng)用。面向高速公路惡劣天氣高影響路段線形特征和交通安全問(wèn)題，動(dòng)態(tài)優(yōu)化交通管控技術(shù)方案以適應(yīng)路段安全需求。針對(duì)急彎、陡坡、長(zhǎng)下坡、彎坡組合、臨水臨崖等安全隱患路段，結(jié)合路段交通事故特征，優(yōu)化針對(duì)惡劣天氣管控的交通設(shè)備選型和系統(tǒng)功能。全國(guó)推廣高速公路惡劣天氣交通管控技術(shù)應(yīng)用，互聯(lián)互通形成全國(guó)“一張圖”，為實(shí)現(xiàn)惡劣天氣條件下的高速公路點(diǎn)、線、面跨區(qū)域協(xié)同聯(lián)動(dòng)提供條件基礎(chǔ)。