十三五专项“道路交通安全主动防控技术及系统集成”九大课题介绍

“十三五”国家重点研发计划公共安全专项“道路交通安全主动防控技术及系统集成” 近日通过实施方案评审， 已全面启动。该项目由中交第一公路勘察设计院有限公司牵头，联合同济大学、西安交通大学、中科院西安光机所、中国交通通信信息中心等20余家高校、科研院所和国有大型骨干企业。同济大学交通运输工程学院的陆键教授为项目负责人（首席科学家）。项目总金额1.1亿元，国拨资金3500万元。

该项目针对我国道路交通安全运营中存在的车辆运行安全隐患较大，不良交通行为发生率高，高风险运行状态下预警预报明显不足等现实问题，深入研究道路交通主动安全防控中多车交互作用下系统运行风险分析、不同道路交通环境下交通行为特征表达与选择两大学科难题，突破在途车辆运行安全自诊断与网络诊断融合技术、重大事故下车辆损坏与司乘人员应急逃生模拟技术、不良交通行为立体化监测与互证技术、道路交通安全风险实时评估、短临预警与主动干预技术、跨区域跨部门海量数据交换与共享技术等六大关键技术，从而夯实主动安全防控方面的基础理论，研发针对车辆、交通行为和交通流的监控、评估、预警与干预技术，构建道路交通安全主动防控系统平台，形成包括理论、方法、标准规范、专利、产品装备、系统及应用平台的综合防控干预成套理论与技术体系。成果将在高速公路、国省干线（网）、城市道路（网）及农村公路的不同道路环境开展示范应用，涵盖我国东西部五个省域。项目成果对促进交通安全科技进步、改善民众交通安全行为习惯和提高我国的道路交通安全水平具有重要意义，对于保障广大人民群众的生命财产安全，发挥道路交通运输行业对国民经济的巨大贡献也有积极的作用。整个项目共分为以下九大课题：

课题一：不同道路类型与交通环境条件下人-车交互影响机理

针对不同道路交通条件下人-车交互作用影响的复杂性问题，开展各种工况下驾驶员判断决策与操控模型、车辆运行条件下人-车交互影响、基于多自主体驾驶仿真系统平台的人-车-路交互影响、多自主体驾驶仿真平台有效性实证等方面研究，建立驾驶员模型、汽车动力学模型、交通自主体生成模型，并构建基于多自主体的邻近车辆簇驾驶仿真系统平台验证模型可靠性，在驾驶仿真分析的基础上揭示不同道路交通环境下人-车交互作业机理及对行车安全的影响、为交通风险的定量分析提供支撑平台。

针对各种道路条件下交通行为特性描述与准确选择的科学问题，开展交通参与者交通行为海量数据采集与预处理、交通参与者交通行为描述与运行规律模型构建、交通行为链谱特征参数与提取方法、交通参与者交通行为特征谱建库等方面的研究，重点攻克道路交通环境与驾驶行为同步采集方法、视频监测数据的交通行为自动化/半自动化匹配提取、交通参与者交通行为普适性表达、参数化特征提取与反演重构、交通行为特征谱快速识别等关键技术，提出交通行为描述、构建、特征表达与参数提取、安全评估、预测等成套理论与技术，建立各类交通出行者交通行为谱库，确定不良交通行为特征谱参数值的阈值范围，为不良交通行为早期预判、预警提供理论基础与技术支撑。

课题针对车辆隐患易诱发交通事故的问题，开展车辆安全诊断与预警方面的研究，建立车辆行驶状态安全监测指标体系，研究车辆运行状态自诊断技术、基于道路传感网信息融合与拓扑分析的网络级异常诊断技术、车辆安全隐患在线自报和实时预警技术，旨在突破车辆级与网络级相融合的车辆运行状态安全诊断与在线预警技术。开发车辆运行安全状态实时监测与预警车载终端，构建车辆安全性诊断与测试平台，实现车辆安全隐患在线预警。

课题四：重大事故下客运车辆应急逃生、自主救援关键技术及装备

针对重大交通事故司乘人员自主救援与应急逃生率低、易发群死群伤，课题拟通过对交通事故致因机理、司乘人员逃生思维行为、交通事故逃生需求等理论进行研究，建立典型交通事故灾害演化模型与司乘人员逃生模型，开发“司乘人员－客运车辆－事故灾害”动态推演系统；对客运车辆自主救援新技术、新材料、新结构进行设计研发，优化客运车辆自救设施和车辆结构的综合布设方案；试制司乘人员逃生自救新产品，研发具备先进自主救援、应急逃生新产品、新结构、新材料的客运车辆，对其自主救援与应急逃生效果进行验证和效果评价。在客运车辆自主救援、应急逃生性能测试与评价方面形成两套行业标准。

针对交通行为监测覆盖面窄，执法取证可靠性低、难度大的问题，开展道路交通行为立体监测与不良行为高准确获取技术及装备研究，结合地理空间数据提出交通行为动态、静态数据的多种监测设备（卫星定位车载终端、路侧高清视频设备、车内外监控装置、路埋式监测设备等）协同工作优化布设方法，构建空-地-车交通行为立体监测的信息获取与数据传输网络模型监测系统（“两网”：信息获取网、数据传输网）。研发激光/微波传输终端与中继实现海量数据瞬时传输，研究交通行为多源数据识别、互证技术平台，研发不良交通行为执法移动通讯装备与支撑平台，解决不良交通行为高准确获取问题（“一呈现”：不良交通行为取证）。通过“两网一呈现”的构建和研究，形成交通行为立体监测和不良交通行为高精度获取、高可靠识别和取证技术。

针对高（快）速路出入口处、城市平面交叉口、干线公路的高风险路段等特殊道路条件下交通安全风险问题突出、交通运行风险较大的状况，开展道路交通安全风险识别与评估技术研究。重点针对高速公路出入口、互通立交、长大纵坡等线形复杂路段，开展瞬时风险评估和隐患短临预警研究。根据不同特殊路段交通风险的特点，明确需要采集的交通及管控信息内容和采集方式，分析交通运行安全风险致因，建立交通运行安全风险评估指标，提出风险等级划分标准和安全风险隐患的预警阈值，确定短临预警内容。研究高速公路特殊道路条件下高精度卫星定位和实时回传方法、高效预警方式，研发基于车载终端的集成预警技术等。针对不同道路条件的风险评估所需信息采集设备接入方式、评估技术的软件化、系统短临预警信息的载体与设备接入，研究构建特殊条件下道路交通安全风险瞬时评估与隐患短临预警平台。

课题七：道路安全（行驶车辆）风险综合防控与主动干预技术及装备

针对在途车辆、不良交通行为和不同道路条件危险路段等存在的交通安全风险问题，开展包括车辆运行、不良交通行为、交通流突变紊流、重要节点、高风险路段等不同风险致因的主动干预对策匹配研究。研发客运车辆辅助设备、不良交通行为干预系统、路侧信息干预设备及各种功能用途的主动防控系统设备的集成设备，建立网络化综合防控体系，形成从对人、车、路多层次、多方位的立体干预技术装备和管理系统。

针对道路交通安全主动防控涉及的功能多、数据量大、多系统互联互通、全覆盖等特点，开展跨区域、跨部门、全覆盖信息系统数据互联互通技术，全覆盖数据资源库及多源异构数据标准，基于机器学习的数据模型训练，道路交通安全主动防控系统性能提升策略，道路交通安全主动防控系统开发与功能实现等方面的研究，建立具有在途客车状态诊断与预警、客运车辆应急逃生救助决策支撑、道路交通行为立体监测与不良行为取证、道路交通安全风险评估与预警、道路交通安全主动智能干预、交通行为特征谱等功能的道路交通主动防控系统平台。

面向重要节点、整条路段、全路网防控需求，研究点-线-面三级示范关键技术的工程方案，初步选择重庆、北京、广东、陕西、云南等5个具有代表性的省市典型工程进行主动防控技术应用示范。针对重要节点的交通行为和交通流特征，通过安装车辆搭载车载终端、路侧交通设施，进行交通行为立体监测、海量数据瞬时传输、交通行为特征谱验证和不良行为取证等技术的应用。针对高风险路段，安装路侧设备和高精度卫星定位设备进行路段短临预警技术的应用示范。针对整个路网的结构特征、交通流特征、气象条件等，通过全覆盖联网联控系统平台及车载终端，针对在途车辆状态诊断和风险预警、重大事故报警定位、综合主动干预等技术进行全路网的应用示范。

各课题在项目中的定位及课题间相互关系如下图所示：

图1 课题在项目中的定位及课题间相互关系

启动会上进行了项目实施方案论证，项目负责人陆键教授进行汇报，邀请国内外知名专家对实施方案进行把关，包括郑南宁院士、侯洵院士、交通运输部总工程师周伟等。咨询专家组对项目实施方案提出宝贵建议，一致认为实施方案可行，顺利通过评审。九个课题分别进行实施方案的汇报，并顺利通过。

图2 陆键教授进行项目汇报

启动仪式上，项目主管单位中国21世纪议程管理中心张巧显处长、项目主管卫新锋，交通运输部科技司司长庞松、副处长汪水银、公安部科技信息局处长林智，项目牵头承担单位中交第一公路勘察设计研究院有限公司董事长兼总经理吴明先、副总经理王佐、交通安全与数字技术研发中心刘建蓓主任以及其院里其他相关部门领导、各个项目负责人与技术骨干参加了此次会议。会后，项目组各负责人分别发言表态，全力以赴推动接下来的工作。

图3 启动大会