高速公路恶劣天气高影响路段交通安全管控技术探讨

我国高速公路网分布地域广阔，横跨五个时区，随着季节的变化，各个地区呈现出的气候特点差异性大。据统计，全国范围内高速公路运行中断受恶劣天气影响占比接近40%，东南沿海地区高速公路通行受大雾天气影响占比超过60%。此外，近5年在雨、雪、雾、大风等恶劣天气下高速公路交通事故数及死亡人数占比均在20%左右。恶劣天气成为影响高速公路行车安全的重要因素，是公安交管部门事故防范的重点。

近年来，气象和交通运输部门在全国高速公路沿线建设了大量交通气象监测站点，具备了一定的能见度及路面状况监测能力。同时，高速公路交通气象影响监测数据不断累积和相关研究理论不断完善，推动了恶劣天气交通安全影响治理技术推广应用。针对恶劣天气条件下的高速公路交通事故特点，利用物联网技术有效整合不同行业的技术产品，实现跨设备、跨平台、跨部门组网应用，是现阶段进一步提升恶劣天气条件下高速公路交通安全管控水平的重要途径。

一、恶劣天气条件下高速公路交通事故特点分析

雨、雪、雾等恶劣天气致使路面湿滑、能见度降低等通行条件恶化，容易造成人员伤亡、财产损失及运输效率下降等严重后果。根据2019——2021年恶劣天气条件下高速公路交通事故数据显示，发生事故的首要致因是未保持安全车距，占比42%；其次是超速行驶，占比26%。此外，恶劣天气条件下高速公路交通事故形态以追尾碰撞、同向刮擦和冲出路外为主，事故主体主要是货运车辆。

因此，针对恶劣天气条件下高速公路交通事故特点，整合路线诱导、控距、控速、警示提示等科技手段，连通气象、公安交管、交通运输部门以及高速公路运营单位交通管理平台，依托高速公路“一路三方”联动工作机制，实现恶劣天气事件的主动监测、预警、管控、发布、处置、评估交通管理工作闭环，可有效预防和减少恶劣天气下高速公路交通事故的发生。

二、高速公路恶劣天气交通管控技术

（一）交通安全管控技术存在的问题

2020年9月，公安部与中国气象局联合在江苏省徐州市、广东省韶关市开展恶劣天气交通预警处置试点工作，重点解决气象预警信息行业共享应用和应急联动处置难点问题，经过1年的试点形成了“江苏方案”和“徐州样板”。为进一步扩大江苏徐州恶劣天气交通预警处置试点经验的应用范围，2022年1月，中国气象局、公安部、交通运输部联合印发开展省际恶劣天气高影响路段优化提升工作督办的通知，对全国108条恶劣天气高影响路段组织开展为期1年的优化提升工作，在全国形成“一个标准、一套预案、一种措施”的恶劣天气交通警情处置规范化、标准化、智慧化流程。全国各地按照优化提升路段特征和交通安全问题，制定了本地化实施方案，但在路侧设备联网与系统平台融通，以及跨部门应用等技术应用层面存在以下问题：

一是跨设备组网与数据汇聚方面。高速公路恶劣天气高影响路段交通安全管控设备主要包括气象监测、路线诱导、交通执法、事件检测、警示提示5类，各类别设备隶属于不同建管单位。其中，气象监测设备由气象部门或交通运输部门建管，路线诱导、事件检测和警示提示设备由交通运输部门或路段运营单位建管，交通执法设备由公安交管部门建管，以往各部门单位设备在各自专网内建设应用。目前，在高速公路恶劣天气高影响路段交通管控设备联网与数据汇聚领域，缺乏全国统一规范的设备网络接口协议。

二是跨平台数据融通与共享方面。高速公路恶劣天气高影响路段交通管控主要涉及气象、公安交管和交通运输3个部门，每个部门均有自用平台，气象部门建设有道路交通智慧气象服务系统，公安交管部门建设有道路交通态势监测服务平台，交通运输部门建设有公路网运行管理与服务系统，各部门平台之间缺乏规范一致的数据共享接口协议和安全通信策略。

三是跨部门数据应用与管理方面。高速公路恶劣天气高影响路段交通管控措施实施，是由气象部门发布的气象预警驱动的，公安交管部门接收到气象预警后启动应急预案，派警到路面进行处置，向社会发布交通管控措施并同步反馈气象部门，同时将气象预警信息和交通管控处置信息共享给交通运输部门，共同完成交通管控工作。目前，现有的“一路三方”联动机制尚未在系统平台层面实现数据的畅通流转，主要以集体会议和电话沟通为主。

（二）交通管控任务与技术实现

1.交通管控任务

高速公路恶劣天气高影响路段交通管控的主要任务是，以服务公安交管部门交通管控为主体，实现软硬件互联互通，管理业务形成闭环。具体任务如下：（1）前端设备互联互通。高速公路恶劣天气高影响路段建设的前端设备联网统一接入道路交通态势监测服务平台。（2）信息流转形成闭环。气象部门监测预警恶劣天气服务接入公安交管部门道路交通态势监测服务平台；公安交管部门签收预警并反馈管控处置措施给气象部门，同时共享给交通运输部门。（3）预警处置一图操作。气象部门将高速公路路线级气象预报服务推送至公安交管部门道路交通态势监测服务平台，并在监测服务平台上核验气象预警准确性；公安交管部门基于监测服务平台接收的路线级气象预警，制作和反馈交通管控措施。

2.交通管控技术实现

为降低高速公路恶劣天气条件下追尾碰撞、同向刮擦和冲出路外事故发生概率，提前通过气象设备采集大数据预测预警恶劣天气，利用可变显示屏、地图导航等终端，梯度发布恶劣天气预警和安全警示提示信息，对进入恶劣天气高影响路段的车辆实施限速、限距管理，再叠加路侧路线诱导设备、异常事件检测智能视频、匝道车辆进入主线汇入警示设备，实现对车辆行驶方向的诱导，及时发现预警速度异常、停车、汇入主线等高风险车辆，有效提高恶劣天气高影响路段行车安全性。高速公路恶劣天气高影响路段前端设备接入技术方案如图1所示。

图1 高速公路恶劣天气高影响路段前端设备接入技术方案

按照设备采集数据流转路径，路侧前端设备可划分为执法类设备和非执法类设备。按照公安交管部门牵头制定的设备接口协议标准，首先将各类设备统一集成在省级或市级互联网安全域二级设备管理平台，实现前端设备的互联互通。其中，车辆测速和测距设备数据通过安全边界接入交通安全综合服务管理平台，生成违法证据进行处罚，气象感知和路线诱导等非执法类设备数据通过安全边界接入公安交管道路交通态势监测服务平台。此外，地方省/市二级平台节点和公安部级中心节点数据传输，通过部署安全接入网关设备实现接入设备身份可信、数据传输可靠、网络访问可控。高速公路恶劣天气高影响路段交通管控信息流转路径如图2所示。

图2 高速公路恶劣天气高影响路段交通管控信息流转路径

气象部门发布的恶劣天气交通预警，是启动高速公路交通管控的“发令枪”。按照气象与公安交管部门系统平台数据共享协议，由气象部门通过道路交通智慧气象服务系统将气象预警信息推送至道路交通态势监测服务平台。气象部门利用监测服务平台用户系统进行预警信息核验和确认后，生成正式气象预警，由监测服务平台分发给各级公安交管部门；各地公安交管部门参考恶劣天气处置预案实施交通管控措施，并将气象预警及交通管制数据共享给交通运输部门公路网运行管理与服务系统、气象部门智慧气象服务系统，同步通过地图导航、路段前端可变信息板等警示提示设备终端向社会发布安全出行建议，实现气象预警处置一图操作，形成交通管控信息流转的闭环管理。

三、高速公路恶劣天气交通管控建议

（一）建立全国统一的标准规范，整合高速公路管理资源。目前，公安交管、交通运输、气象服务等行业部门，以及高速公路运营单位，按照自身职责定位和管理服务均建立了相关的恶劣天气交通管控软硬件系统，但各系统之间尚未建立信息通信和数据共享标准规范，亟需建立完善全国统一的数据交互和多网数据安全通信协议，整合多方资源相互补强形成安全监管合力，一方面减少设备建设和系统研发的重复投入，另一方面为整合恶劣天气条件下的高速公路交通管控资源提供平台支持。

（二）融合多源数据开展研判，赋能多部门联动机制落实。通过高速公路恶劣天气高影响路段交通安全优化提升试点应用，进一步融合恶劣天气、交通运行、管控资源、应急救援装备部署等数据，开展交通安全风险分析、辅助决策和反馈评估研究，为落实多部门联动机制提供业务平台和决策支持。

（三）动态适配路段安全需求，扩大恶劣天气管控技术应用。面向高速公路恶劣天气高影响路段线形特征和交通安全问题，动态优化交通管控技术方案以适应路段安全需求。针对急弯、陡坡、长下坡、弯坡组合、临水临崖等安全隐患路段，结合路段交通事故特征，优化针对恶劣天气管控的交通设备选型和系统功能。全国推广高速公路恶劣天气交通管控技术应用，互联互通形成全国“一张图”，为实现恶劣天气条件下的高速公路点、线、面跨区域协同联动提供条件基础。