道路交通安全执法技术及大范围应用----国家道路交通安全科技行动计划课题七介绍

一、概述

道路交通安全执法技术及大范围应用为国家道路交通安全科技行动计划项目"重特大道路交通事故综合预防与处置集成技术开发与示范应用"（项目编号：2009BAG13A00）课题七，由公安部交通管理科学研究所负责研究，清华大学、同济大学、东南大学、长安大学及交通运输部公路科学研究院参加研究。课题紧密围绕提升路面交通执法和交通事故处置科技水平、有效遏制重特大道路交通事故目标，面向当前道路交通安全执法的迫切技术需求，重点突破交通事故快速处置及现场防护、交通事故调查与鉴定、交通安全执法取证与处理、车速管控集成等技术，研制相应的装置、设备和系统。经过三年多的努力，课题七共取得软硬件成果17项,申请专利47项、软件著作权30项,制定标准规范9项。课题技术成果在广东、山东和浙江三省的各交警支大队实现了大范围示范应用，建立了12项示范工程，装备了2100台（套）道路交通安全执法新技术设备，提升了交通事故调查、鉴定的科学化水平，提高了交通事故现场勘查处置效率,实现了示范区域道路交通安全执法状况的明显好转。

二、课题取得的主要研究成果

在移动执法方面，课题开发的便携式交通执法现场取证设备，主要应用于交通民警值勤执法现场，实时记录、存储执法现场音频、视频资料的便携式警用装备。通过音频视频处理矩阵和后台软件，实现了音视频证据信息自动下载、分类、存储、删除和取证设备自动充电，提高了实用性和工作效率。该设备创新集成GPS和3G功能模块，实现现场警力定位信息和执法音视频可以通过3G网络实时传输至指挥中心。同时采用无线遥控技术实现取证设备各项操作，并确保在恶劣天气下交通安全现场执法高清音视频信息的采集、存储功能。

课题开发的交警移动执法平台及终端系统[1]实现全国范围内机动车、驾驶人、危险化学品公路运输等关键信息的无线实时查询。在示范区域内本地信息查询响应时间低于10秒，跨区域信息查询响应时间低于20秒。在切实满足公安网无线接入安全要求基础上，为路面民警提供简易信息查询，简单程序处理、一般程序处理等功能，同时提供POS刷卡、GPS警力定位等可选功能。在交警专用移动执法平台及终端的系统安全设计中，采取用户数字证书、移动终端序列号和移动SIM卡唯一串号对应匹配认证，保证了公安网内信息的安全，提高了系统的安全防护强度。为实现跨区域综合执法信息交换与共享，课题研究了交通执法业务与跨区域执法信息交互、交通执法综合数据库集成和交通违法决策分析等技术，建立了交通安全执法信息支持系统，制定了《公安交通管理移动执法警务系统通用技术条件》行业标准。课题采用了动态配置的数据展现模型，支持由用户或开发人员进行简单的数据维护就可以实现分析逻辑及展现页面的定制。采用了ETL分层数据报表分析模型，数据传输效率达到12条/秒，异地信息交换成功率高于99%；从发现地公安机关到发证地公安机关，异地执法信息交换周期小于6小时；执法过程中涉及到法律文书实现自动生成和打印，在办理一般交通违法处理案件时不超过5分钟。支持多任务多通道并发的数据传输,为提高业务数据的传输效率，传输平台支持同一个传输在不同的应用服务器利用不同的传输通道进行数据传输，并保证数据传输的正确性，同时采用统一的监控页面监控各个传输任务和传输通道的运行情况。

在车速管控方面，课题研制了车速管控措施安全有效性评估软件[2]。该软件是基于车速管控措施对驾驶人心理和行为影响作用机理，对公路常用减速设施和常用超速执法手段的减速效果、安全有效性进行评估，为车速管控设施的设置提供直观的效益评价和辅助决策依据。并制定了《公路常用减速设施设置指南》和公路常用速度管控措施数据库。

为确保可变车速限值和车速管控信息发布方式的实时优化，课题开发了公路可变限速集成设备及车速综合管控决策支持系统，实现自动采集车辆速度、流量等交通流特征参数，及能见度、风力风向等气象环境特征参数，通过内部算法对高速公路当前速度限制进行实时优化，并实时发布限速信息，以提升行车安全与通行效率。通过研究，课题在微观仿真软件PARAMICS中建立示范路段可变限速控制仿真平台，首次针对可变限速系统采用遗传算法进行参数标定。在国内首次提出了交通流运行特征与交通安全之间的相关性及特征参数判别方法。自主提出了适合我国高速公路的可变限速控制系统结构与控制机理，实现了高速公路限速值动态控制，是我国第一套真正意义上的可变限速控制系统，填补了国内可变限速应用方面的空白，与国外同类系统相比其设计使用功能最全面，算法最先进。

针对超速事故多发路段的地理条件、行车视野以及交通组织与控制方式等对车辆安全行驶速度的要求，研究了超速事故多发路段车速综合管控技术，提出了超速事故多发路段各种速度管控措施综合设计和设置方法，构建了一体化、协调化、高效的公路全线安全车速管控体系，实现超速事故多发路段与其邻接路段速度控制的连续性和协调性，降低超速行为，提升行车安全。课题建立了国内首个超速事故多发路段车速综合管控系统，研究成果的推广应用将改变我国长期缺少公路车速管控措施设置使用规范的现状，使基层民警在制定公路车速管控方案时有据可依，提高我国公路车速管控水平。

在事故现场处置方面，为防止道路二次交通事故发生，课题组研制了交通事故现场三级安全防护设备，可有效预防道路二次交通事故发生。制定了《道路交通事故现场安全防护规范第1部分：高速公路》行业标准。第一级安全防护设备是交通事故现场远视距控制诱导显示系统，通过对路面行驶的车辆提前警示、限速，使车辆低速接近、安全通过交通事故路段。根据不同道路及气象环境，课题研制了拖车式、便携式和车载式诱导显示屏实时发布图形、文字等信息，系统可通过无线方式远程控制，控制集无线通信、PDA掌上电脑、GPS定位、GIS电子地图、摄像头等多功能为一体，具有体积小、便于携带、野外使用方便等特征。在行驶中，通过无线控制拖车式显示车的制动、转向、示宽等信号，无需电缆连接，接受前车制动、转向、示宽等信号。

第二级安全防护设备为远程无线警示系统，设备前端安置在锥桶顶端，闪烁红灯或流水黄灯对来车提前预警导流。当有车辆闯入警戒区、触动或碰倒防护锥桶时，现场所有警示设备高分贝音响报警。同时通过无线网络发出报警信号，现场工作人员随身携带的所有报警器发出声光报警，提示人员紧急避让，防止二次事故发生。智能检测交通事故现场的闯入车辆，实现事故现场紧急状态下的实时报警。系统突破现有的现场警示及安全防护模式，尤其在恶劣天气下，警示系统将极大提高现场安全防护能力，属于国内首创。第三级安全防护为高亮度和反光效果防护服，在分析国外发达国家反光服技术标准和相关产品的基础上，研制适合中国人使用的系列新型勘察服。形成行业标准《交通事故现场防护服》。新型勘察服采用新型材料、新工艺，大大增加各种气象条件下对路面工作人员的识别距离。

基于交通事故处理民警的实际需求，课题设计并开发了符合人机工程的多功能交通事故勘查车，装备基于3G的单兵-勘查车-指挥中心无线视频传输技术设备，实现了重特大道路交通事故现场快速勘查与应急指挥调度。

课题开发的交通事故快速勘查系统[3]，基于双目立体视觉无标尺摄影测量技术进行交通事故现场快速勘查测量解决了基于近景摄影图像分析技术的道路交通事故现场数据拼接，通过现场近景摄影图像分析技术，实现了交通事故现场空间点三维坐标的测量，交通事故现场空间坐标、测量系统坐标等坐标系间三维数据的转换，实现了交通事故现场三维空间两点间的相对距离测量，输出的现场图直观展示了机动车事故现场，再现了发生地点的道路及其安全设施、车辆、动态痕迹等信息。确保了交通事故现场快速、高精度的勘查，为交通事故分析鉴定提供全面、准确的素材。

课题开发的交通事故现场快速绘图系统，采用计算机成图，取代了传统的手工绘图方式，提高了现场绘图的规范性、准确性；采用开放式数字图形符号库、典型道路图库、典型的交通事故形态库，便于交通事故处理，民警结合本地、本人的特点进行二次开发利用，同时设置了具有差分GPS、激光测量等较先进的测量技术接口，能满足市场上大部分硬件适应性和兼容性。课题开发的交通事故现场多功能测试仪是在交通事故现场对车辆安全性能、车辆实载最高车速和道路相关参数检测的专用设备，是交通事故现场取证、分析事故原因的有效工具。仪器操作简单；实现多参数测量，可测量事故车辆安全性能及道路参数；实现现场实际情况测量，避免事故现场证据的转移。

在事故分析鉴定方面，课题通过对特大交通事故影响因素进行分析，结合国内外（日本、德国、欧盟、瑞典）深度调查和深度分析的研究现状，建立特大事故数据采集表，逐步探索完善准确、细致深入的事故信息采集方法。系统实现了对特大交通事故的成因进行多层次、多重致因的综合分析，科学、全面地解剖影响道路交通事故的各方面因素及其对事故的影响程度，同时提供事故查询、统计分析功能。制定了行业标准《重特大交通事故调查技术规范》。

在事故再现研究方面，课题进行了小轿车整车车身力学-变形特性实车试验和驾驶人瞬态闭环操作行为及其响应特性研究，建立了事故车辆变形区域有限元模型和碰撞瞬间速度计算模型；开发了道路交通事故形态的分析计算与模拟再现系统。形成面向交通事故处理人员的交通事故计算机辅助分析系统[4]。为了配合系统应用，课题建立了重特大交通事故多因素特征信息集成数据库，包括重特大交通事故案例库、路面特性参数数据库、车型参数数据库、轮胎痕迹数据库、汽车油漆信息库、集成数据库可以为事故的过程汇报、分析、论证提供先进的技术手段，为基层民警的事故勘查、事故分析提供有力的技术支撑。

课题建立了支持重特大交通事故调查与鉴定分析的技术平台，研究油漆、橡胶等微量物证光谱检验鉴定技术，进行了物证的种属和同一认定；解决交通肇事逃逸车辆的认定与鉴别。研究了汽车行驶记录仪交通事故数据解读技术，集成开发了EDR汽车行驶记录仪解读分析系统，为准确分析交通事故发生过程、确定事故责任提供有效支撑，为法庭审理提供科学依据。

三、课题实施了规模化示范应用

2011年开始，课题的软硬件成果在广东、山东进行推广应用，包括便携式交通事故快速绘图系统、重特大交通事故快速勘查系统、交通事故现场及个人防护装备、交通事故现场痕迹物证勘验装备、交警专用移动执法平台及终端、交通安全现场取证设备等；在广东、浙江的2个公路路段（广东阳江雅白线、浙江杭甬高速）进行超速执法和车速管控技术示范，设置限速安全设施不少于100套。通过示范应用，一是提高路面执法公信力，威慑力，维护民警与当事人的权利，执法投诉明显减少。二是实现了跨区域机动车、驾驶人、危险化学品运输、人口、犯罪逃逸等信息的无线实时快速查询；交通违法、套牌车、逃逸事故等信息的采集率、准确率和上传率大大提高，超过95%。三是为事故处理民警提供了有效地现场勘验、事故原因分析和鉴定的工具，提高了交通事故处理的科学性和公正性；提高交通事故现场处置速度，处置时间缩短20%以上，有效避免二次事故。四是在一些特殊路段，有效地实现速度管理，降低了事故的发生。例如：广东省阳江雅白线示范应用了公路车速管控设备后，经统计，4个采样点的车辆平均行驶速度值分别下降了2.2%、11.6%、8.4%、16.6%。交通事故数量同比下降30.4%。

四、下步考虑

科技行动计划无论在研究还是在示范应用中还存在着许多需要进一步深化的要求，一部分系统和设备的操作人性化集成不够，相关标准和系统功能有待于进一步完善。下步可重点在以下方面开展研究：一是进一步完善课题研究成果。根据专家组建议和示范应用交警支、大队的使用意见，抓紧完善课题研究成果，为全面提高交通安全管控水平提供技术支撑。二是加快制修订技术标准。根据课题研究成果在基层示范应用情况，进一步制订或修改完善相关技术标准，充分发挥技术标准对成果应用的引领作用。三是深化推广应用。在目前现有示范项目的基础上，可进一步加大推广力度，充分发挥课题研究成果在交通管理实际工作中的作用。四是做好"十二五"立项建议。深入分析课题研究成果对未来交通管理工作的深远影响，研究提出科技行动计划"十二五"立项建议。进一步深化新技术、新装备的研发应用，积极推动影响道路交通安全问题的解决。

参考文献:

References:

[1]吴晓东，黄金，江海龙。交警专用移动执法系统研究设计.公共安全学术版，2010,19(2):118-121

[2]JiaHUANG,PanLIU,XuZHANG,Jing-jingWANandZhi-binLI.eva luatingtheSpeedReductionEffectivenessofSpeedBumponLocalStreets.ICCTP?ASCE2011:2348-2357

[3]鲁光泉,胡楠,李一兵.道路交通事故现场平面直线参数的摄影测量重建方法.交通运输工程学报.2010,10(3):118-121.

[4]赵凯辉，魏朗，余强，刘晶郁.恒速制动时制动器摩擦性能动态仿真.系统仿真学报?,2010,22(7):1724-1727

作者简介

俞春俊：工程硕士，公安部交通管理科学研究所副所长，研究员，主要从事交通工程、交通安全等研究。