区域公路网交通安全态势监测、评估与应急指挥--国家道路交通安全科技行动计划课题六成果综述

1引言

我国公路交通呈现流量增长迅猛、路网交叉影响等新特点，道路交通死伤事故严重，一些突发事件极易引发大范围公路交通拥堵，如2008年南方地区发生的冰雪冻雨灾害，造成京珠高速等沿线路网长时间交通瘫痪。区域公路网长时间、大面积交通拥堵形成的原因很多，既有政府管理部门对突发事件的应急指挥与联动处置问题，也有交通安全态势监测不到位、主动预防措施少，信息渠道不畅、风险评估机制缺失、资源配置不合理等问题，加强对区域公路网交通安全态势监测、评估及应指导指挥等问题的综合研究与示范应用，对预防和减少公路交通事故、改善公路车辆通行秩序、提高公路交通安全管控水平等具有十分重要的意义[1]。

国外内对交通安全监测、评估及应急指挥已有不同程度的研究，美国FHWA（FederalHighwayAdministration）、AASHTO（AmericanAssociationofStateHighwayandTransportationOfficials）等机构均有公路交通安全评估方法、应急救援的处置方案。AASHTO编写的公路交通安全手册（HighwaySafetyManual,HSM）全面介绍了公路交通安全预测、因素分析、安全评估方法等[2]。NCHRP500、501等报告则总结阐述了公路交通安全的战略对策、区域一体化管理等内容[3][4]。国内众多省份以建立交通监控中心、应急指挥平台等为基础开展路网监测技术的研究与应用[5][6]，也有结合管理体制研究交通安全态势评估与预测[7]。由于国外研究成果的特定适应性和国内研究应用的范围局限性，我国区域路网交通安全态势的监测、评估和应急指挥等各环节内部和衔接方面仍有诸多关键问题尚未解决。为此，在国家道路交通安全科技行动计划中安排了"区域公路网交通安全态势监测、评估及应急指挥"（简称课题六）专项研究，由公安部交通管理科学研究所牵头负责，联合东南大学、清华大学、同济大学、江苏、浙江、江西、云南四省交警部门等单位共同研究和实施。

2主要研究内容及技术路线

2.1研究内容

课题六设置了6个专题、37个子专题。各个专题以信息应用为纽带，实现不同专题之间的信息共享和功能递进，其中，信息采集、集成应用、评估预警、综合服务、应急指挥及保障等重点功能既自成体系、又可集成使用[8][9]。内容框架见图1。

图1课题内容框架

Figure1thestructureofsub-project

（1）区域公路网交通安全信息采集关键技术及设备研究（专题一）

研究了区域公路网重要节点和安全敏感路段甄别及交通安全信息选择标准与技术、交通安全实时监控技术、交通事件自动快速检测、识别与报警技术、视频图像增强技术、机动车交通安全特征提取的一体化高清监控技术与标准，开发了重要点段交通安全实时监控系统和一体化高清交通安全监控装备，解决了公路交通信息前端采集和上传质量问题。

（2）区域公路网交通安全监控信息网络化集成应用技术及示范(专题二)

构建了区域公路网交通安全监控信息管理架构，研究了多元异构信息大范围集成应用、跨部门跨区域跨路网资源关联与控制、在途机动车轨迹分析、隐患报警及全路网布控等关键技术，开发了交通安全信息综合集成平台和隐患机动车缉查系统，实现了不同公路交通安全信息的技术融合和集成应用。

（3）区域公路网交通安全态势评估与预警技术及示范(专题三)

为提高区域公路网对交通事故的主动预防能力，专题三研究了交通安全态势数据获取与分析、安全态势分级评价标准与方法、多级预警及策略应对等交通安全态势分析各环节关键技术，开发了区域公路网交通安全态势评估系统和预警系统，初步形成了基于交通安全海量信息分析为主的科学决策辅助工作机制。

（4）区域公路网交通安全信息综合服务关键技术及示范（专题四）

针对信息服务导致的路网流量不均衡、服务效果差等问题，研究多部门交通安全服务信息的提取与集成处理技术、机动车流量均衡分布关键技术、实时交通诱导方案生成与更新技术、交通信息诱导设备优化布设及多途径告知技术，开发了公路网交通安全信息社会化服务系统和跨区域跨路网交通安全信息实时发布与诱导系统，提高了面向广大交通参与者的信息告知服务能力。

（5）区域公路网交通安全应急指挥平台关键技术及应用（专题五）

研究了区域公路网交通安全远程指挥可视化技术、突发交通事件下的交通指挥方案快速生成与决策优化技术、大规模路网条件下交通安全资源优化配置技术、多部门交通安全应急指挥平台标准化与可靠性保障技术、大范围多级交通指挥平台联动与集成技术，开发了可视化交通安全指挥平台、大范围交通安全应急指挥技术集成平台，增加了公安交警部门内部信息流转、高效指挥和应变能力。

（6）恶劣条件下的交通安全应急指挥保障关键技术及装备（专题六）

为保障和提高恶劣条件下应急指挥能力，研究断电条件下的交通安全指挥信息侦查关键技术、恶劣自然环境下的交通安全信息监控技术、电网大面积瘫痪下的应急通信技术、移动式应急指挥技术，并开发了支撑关键技术的各类设备。

2.2研究思路与技术路线

课题通过集成应用重要节点和安全敏感路段各类交通安全监控设备建立交通安全实时监控系统，形成路网交通安全态势信息综合集成平台，建设示范路网交通安全态势评估、预警系统，开发跨区域跨路网交通安全信息实时发布与诱导系统和路网社会化综合服务系统，实现示范路网交通安全可视化指挥和监控资源跨部门跨地域跨路网的集成化、智能化共享应用，并提高路网交通安全态势监测、评估及应急指挥成套技术水平。课题技术路线如图2所示。

　　图2课题技术路线

　3主要成果

（1）区域公路网交通管理指挥软件平台

针对区域公路网交通安全态势监测、评估和应急指挥各环节的技术要求，开发了重要点段交通监控与事件实时报警系统、区域公路网交通信息综合集成系统、机动车缉查布控系统、交通安全态势评估系统、交通安全态势预警系统、实时交通诱导信息生成与发布系统、交通信息社会化服务系统、交通信息可视化管理和辅助决策系统及交通安全应急指挥平台，形成了区域公路网交通管理指挥的"8个软件1个平台"系列成果。

（2）研发交通监控设备

基于课题的关键问题，研制了一体化车牌监控设备和一体化交通事件监控设备，解决了重点车辆特征提取、交通违法检测、交通事件识别不及时等问题。试制了断电条件下的交通安全信息侦查设备、恶劣自然环境下的交通安全信息监控设备、电网大面积瘫痪下的应急通信保障设备、试制了移动式可视化便携指挥设备，解决了断电或电网大面积瘫痪、常规通讯失效、恶劣自然环境等特殊条件下的交通安全指挥信息采集与分析、交通监控、应急通信与指挥可视化等问题。

（3）出台标准规范

在解决课题关键问题基础上，研究制定了《道路交通信息监测记录设备设置规范》、《道路交通技术监控设备运维规范》、《道路交通安全违法行为视频取证设备技术规范》、《机动车区间测速技术规范》、《道路交通管理信息代码》（第、89、90部分）、《公路交通安全评估技术规范》、《道路交通信息显示设备设置规范》、《道路交通状态信息发布规范》及《公安交通集成指挥平台接口规范》（第1部分）等10项行业技术标准规范。

（4）示范工程

示范工程涉及江苏、浙江、江西、云南四省主干公路网2200km，新增高清晰视频监控点577处、公路车辆卡口监控系统280套、高清晰测速取证系统270处，改进原有监控设备657套，新改建总队/支队/大队交通监控（指挥）中心17个，建立了区域公路网交通安全长效监管机制和软硬件综合应用平台等。

4课题创新性与关键技术

4.1课题创新性

（1）高清视频交通事件快速识别技术

集成应用高清晰视频监控、交通行为识别、视频图像增强等技术，突破了高清设备在公路交通中的应用瓶颈，实现重要节点和安全敏感路段的交通安全信息全天候采集功能。

（2）交通监控数据实时融合技术

针对公路交通数据多源问题，建立统一的监控信息接入服务和接口规范，实现多源监控设备数据传输、认证、时钟同步等目的，突破了跨部门跨区域跨路网的交通信息及监控资源整合应用难题。

（3）交通安全态势评估方法

针对不同气象、不同流量、不同路段条件，首次建立交通安全态势综合信息库，研究了不良天气、重点交通违法行为、危险点段、交通拥堵等条件下的安全态势评估与预警技术，实现了路网交通安全态势实时评估预警。

（4）路网交通信息实时诱导方法

通过对交通安全服务信息的统一，应用分布式信息控制技术实现路网交通信息的多方式优化发布和多途径告知，使得紧急情况下的机动车流远程分流，实现交通管理部门之间信息共享以及路网流量均衡。

（5）交通应急指挥资源联动技术

针对监控信息实时性、共享应用水平特点，首创区域公路网交通安全应急指挥联动平台软件，实现了区域路网交通安全态势的综合监测、准确预警、快速处置。

（6）基于轨迹碰撞的嫌疑车辆分析方法

针对区域公路网嫌疑车辆存在若干行驶路径现状，开发了"黑名单"车辆大范围实时布控及联动报警软件，实现了嫌疑车辆的跨路网跨地域缉查。

4.2关键技术

（1）重要点段交通监控与事件快速报警技术

通过研究视频图像增强技术和交通事件自动检测报警技术，开发了基于高清视频成像技术的具有机动车交通安全特征提取功能的一体化监控设备，实现了区域公路网重要节点和安全敏感路段自动识别。

（2）多源异构交通信息实时融合及集成应用技术

在建立路网交通安全监控信息管理框架体系基础上，研究了交通安全多元异构信息实时融合和集成应用技术，为路网各类监控资源跨部门跨区域跨路网管理、关联与控制奠定基础，为缉查在途交通安全隐患机动车提供技术支撑。

（3）区域公路网交通安全态势实时评估预警技术

从区域公路网交通安全态势评估预警系统用户需求和功能需求出发，研究了突发交通事件、不良交通状态下、恶劣天气环境下区域公路网交通安全态势评估预警技术以及交通应急响应预案优化决策关键技术，开发了区域公路网交通安全态势评估预警系统。

（4）区域公路网交通信息高效服务技术

交通安全信息源头多、演化规律不确定，对信息服务提出了更高的要求。课题研究了多源信息集成架构、基于VMS的路径诱导方案生成及多路径告知技术，提高了交通安全信息应用效率。

（5）区域公路网交通信息可视化及联动指挥技术

应对区域公路网交通应急快速响应需求，研究交通信息可视化技术，并提出突发事件下应急指挥方案生成、大规模路网条件下交通安全资源优化配置、跨部门协作信息技术及大范围多级指挥平台联动与集成技术。

（6）恶劣条件下的交通应急指挥保障技术

针对电网大面积、长时间瘫痪等极端条件，研究保障路网交通安全监控和应急指挥通信设备的正常运转的关键技术；针对雨雪、团雾、冰冻、风沙等不同恶劣自然环境，研究信息监控、应急通信保障、移动应急指挥等关键技术，解决路面交通信息全方位、长时间、不间断采集存储设备可靠性、节能运行等关键难题。

5应用效果与研究展望

示范工程实现了重点路段监控、重点违法行为查纠、重点车辆布控缉查、重点安全隐患事件预警。平台应用使得道路交通事故数量明显下降，江苏、浙江、江西、三省的示范路段上2012年1月1日～6月20日示范期内发生一次死亡3人及以上交通事故比2011年同期分别下降4起、8起、2起；动态违法行为管控水平显著提高，以江苏沪宁高速公路苏锡段为例，2011年9-12月共查处大客车违停上下客30余起、车辆倒车逆行20余起、占用应急车道60余起，机动车动态违法行为查处率提高了20%，高速公路交通事故的平均处置时间缩短30%；肇事逃逸案件侦破能力有效提升，2011年9～12月江苏成功发现并破获交通肇事逃逸案件5起、浙江侦破各类肇事逃逸案件7起；初步实现大范围交通安全应急联动指挥，大幅提升了公安交警部门对公路安全与秩序的全面管控能力。

当前我国机动车总量、驾驶人数量及公路网里程保持高速增长，交通安全形势仍然十分严峻，面临前所未有压力，加强和推进公路交通安全管理体制机制及技术应用研究任重而道远，需要更多的社会力量联合起来，攻克交通安全态势监测、评估、预警和应急处置等环节关键技术，切实依靠先进的科学技术创建安全、和谐的道路交通安全环境。

鉴于课题的成功研究与示范应用，公安部已正式下发文件，在全国范围内推广应用交通安全监控集成、机动车稽查布控、社会化服务、区域协作指挥等技术系统，要求在全国范围内取得更好效果。此外，随着交通安全态势的变化，需要进一步拓展和完善其功能。主要包括：1）高速公路与周边国省道信息高度集成开发应用，加强国省道交通监控系统建设，实现高速公路与国省干线交通监控系统的集成使用，进一步提升综合协作和服务能力。2）公路与城市交通系统一体化，既能从城市的出行源头发现区域公路交通运行规律，制定运行管理方案，也能利用区域公路网疏解城市交通压力和城市发生突发事件时保障城市安全。3）部、省、地市三级道路交通应急指挥体系，加强体制机制研究，充分发挥系统对不同路网交通安全态势的研判和决策支持功能。

参考文献

[1]R.Meier,A.Harrington,V.Cahill,Aframeworkforintegratingexistingandnovelintelligenttransportationsystems:Proceedingofintelligenttransportationsystem[DB/OL].2005:154-159.http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=1520124&url=http%3A%2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fxpls%2Fabs_all.jsp%3Farnumber%3D1520124.2005.10.24/2012.11.22

[2]AASHTO.HighwaySafetyManual[M].WashingtonDC:AmericanAssociationofStateHighwayandTransportationOfficials，2010，1stedition.

[3]NationalCooperativeHighwayResearchProgram.NCHPRReport500:GuidanceforImplementationoftheAASHTOStrategicHighwaySafetyPlan[R].TransportationResearchBoard,2003.

[4]NationalCooperativeHighwayResearchProgram.NCHPRReport501:IntegratedSafetyManagementProcess[R].TransportationResearchBoard,2003.

[5]中山大学.ITS平台性关键技术研究及其在高速公路交通安全监控的应用[R].2007.06.

[6]牛建峰，丛浩哲，王俊骅.长三角公路网交通安全态势评估关键技术的探讨[C].第五届中国智能交通年会暨第六届国际节能与新能源汽车创新发展论坛优秀论文（上册），北京，电子工业出版社，2009：389-394.

[7]刘涛，李晔.区域道路交通安全水平综合评价和预测方法[J].同济大学学报（自然科学版），2005，33（3）：311-315.

[8]公安部交通管理科学研究所.区域公路网交通安全态势监测评估与应急指挥技术[R].2012,08:1-2.

[9]赵新勇.公安交通管理信息系统集成技术应用研究[J].交通运输系统工程与信息，2009，9（1）:133-138

作者简介

赵新勇：江苏南通人，研究员，哈尔滨工业大学交通科学与工程学院博士研究生，研究方向为交通安全、智能交通、交通规划与管理

姜良维：公安部交通管理科学研究所

巩建国：公安部道路交通安全研究中心，

TrafficSafetySituationMonitoring,AssessmentandEmergencyCommandinRegionalHighwayNetwork

AchievementsoverviewofthesixthsubjectoftheNationalRoadTrafficSafetyScienceandTechnologyAction

ZhaoXinyong1JiangLiangwei2GongJianguo3

(1.SchoolofTransportationScienceandEngineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin,150001;2.TrafficManagementResearchInstituteofPublicSecurity,Wuxi,214151;3.RoadTrafficSafetyResearchCenteroftheMinistryofPublicSecurity,Beijing,100062)

Abstract:Thekeytechnologyforregionalhighwaytrafficsafetysituationmonitoring,assessmentandemergencycommandwerestudiedandalarge-scaledemonstrationapplicationhasbeencarriedoutintheNationalRoadTrafficSafetyScienceandTechnologyAction.Asaresult,thehighwaytrafficsafetymonitoringandthelevelofintegratedapplicationhasbeenstrengthenedandimproved.Ithasalsoplayedanimportantroleinpreventing,decreasingtrafficaccidents,andcontrollingtrafficsafetyorder.Otherwise,manyachievementssuchasmonitoringintegration,seizingsupervisionandserviceinformedhavebeenwidelyusedalloverthecountry.Thecontents,keytechnology,innovationandapplicationinthesub-projectareintroduced.Furthermore,itprovidesideaasforthefollowingresearchinthisfield.

Keyword:HighwayNetwork;TrafficSafety;Monitoring;Assessment;EmergencyCommand

国家科技支撑计划课题：区域公路网交通安全态势监测、评估及应急指挥（2009BAG13A06)。

通讯地址：北京市东城区崇文门外大街3号新世界中心写字楼B座14层公安部道路交通安全研究中心，100062。

电子信箱：newtraffic@163.com；电话:010-67082579

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（1.哈尔滨工业大学交通科学与工程学院，哈尔滨，150001；2.公安部交通管理科学研究所，无锡，214151；3.公安部道路交通安全研究中心，北京，100062）

摘要：　　关键词：

中图分类号：U491