高速公路交通安全管理异常事件“警哨”预警预测系统建设初探

文 芜湖市公安局交警支队 吴松涛

高速公路因其具有立体交叉全封闭，专供机动车高速行驶等特殊性，具有跨区域、车速快、流量大等特点,并通过交通枢纽形成四通八达的路网，给交通参与者出行提供了极大的便捷，但交通事故时有发生，并且因其车速快等原因，形成的交通事故后果相对国省县乡等道路交通事故往往比较严重。随着经济社会快速发展，人民群众对高速公路交通安全出行提出了更高要求，但高速公路路面因异常事件导致的交通事故发生的几率很大，作为公安交通安全管理部门，首要任务就是要预防和减少交通事故的发生，虽然现在基层高速公安交警部门正依托高速公路全程视频监控管理系统和恶劣气象条件监测预警系统搭建的交通安全管理工作的“千里眼”和“顺风耳”，为公安交管部门应急管理、指挥调度等方面提供强有力的科技支撑，但在交通异常事件预警预测、数据信息分析研判等方面存在一定的不足。笔者希望通过建设综合预警预测系统—“警哨系统”，对诱发、影响和造成高速公路交通事故的异常事件能够做到早发现、早处理等，使其成为高速公路交通安全异常事件的“第一吹哨人”，实现真正预防和减少交通事故的发生。

当前高速公路交通管理存在的不足

”

虽然目前借助全程视频监控管理系统可以对高速公路全路段进行视频信息收集，但是受制于恶劣天气、夜间低能见度、监控点位等因素影响，全程视频监控管理系统信息收集的全覆盖、实时性等作用发挥不足，并且现有视频巡检系统仅仅采用人工手动巡检，没有做到自动巡检和自主识别模式，需投入专门人力进行日常的人工巡检工作，对在路面上的存疑情况，特别是车辆故障点、事故点、拥堵点、抛洒物等相关信息不能做到及时发现，自动报警，路面险情排除还无法实现全覆盖、实时发现、实时处置。

当前有部分交通事件检测设备投入高速公路路面使用，但存在局限性较大。一是设备检测距离过短，设备有效检测距离局限于固定区域50-100米，对全路段进行区域覆盖将使资金、设备等投入过大；二是事件检测报错率过高，不具备自动甄别功能；三是受外界因素干扰过多，如有树木遮挡、恶劣天气等情况，极容易造成设备非正常运行。同时科技设备发现实时高速公路路面异常情况进行及时预警的时间和点段过长过慢，比如恶劣气象条件下气象监测预警系统对于辖区团雾、局部雷暴雨等极端天气的精准预报预警信息相对薄弱，其中仅对团雾情况进行能见度临近点预警，而且该系统对雾情预报仅仅涉及较长路段，无法精准预警预报时间点（段）。

目前高速公路交通元素信息主要依靠实时警车巡逻和借助科技设备等进行收集，没有形成汇总集中收集体系并长期保存。传统的警车巡逻只能观察到一个点的信息，无法对高速公路进行实时、全路段、不间断的数据收集。

现有的高速公路交通安全预警预测研判的手段受制于科技设备、人员素质等局限，还没有完全做到通过多种渠道，获取海量的数据信息，并对相关数据进行提取“加工”，借助相关安全算法，对高速公路的交通安全管理风险进行预测和评估，相对精准预判某一辖区高速公路在未来3个月、半年乃至一整年的风险水平，从而针对性提供个性化的安全管理解决方案。同时交警大队分控中心人员对辖区车流形势的研判、分析能力还不够强，跨前一步指挥的意识还不高，特别是对交通拥堵、交通事故发生等前后造成的交通影响预判、跟踪不足，采取疏导和分流等措施及时有效性不到位，导致交通安全风险防范预测精准度不高。同时科技设备发现实时高速公路路面异常情况进行及时预警的时间和点段过长过慢，比如恶劣气象条件下监测预警系统对于辖区团雾、局部雷暴雨等极端天气的精准预报预警信息相对薄弱，其中仅对团雾情况进行能见度临近点预警，而且该系统对雾情预报仅仅涉及较长路段，无法精准预警预报时间点（段）。

当前高速公路车流信息收集、分析研判，安全预警等数据“加工”和“增值”作用不明显，特别是对交通隐患排查发现及整治成效、交通拥堵严重程度、交通事故发生危害等交通影响预警预判不足、跟踪不及时，采取管控措施不到位等。在车流量突增、恶劣天气、突发警情、临时施工等情况下，交警分控中心发布实时限速、建议绕行等指令后，受制于高速公路业主方、导航软件等发布相关数据更新不及时、固定限速标志牌更改不实时、LED显示屏滚动播放不及时等因素影响，致使需要出行相关信息的交通参与者无法第一时间获取降速、绕行等交管信息，警力、警车指挥调度无法做到及时优化调整，拘泥于相对“机械化”的指挥调度方案、预案，难于形成高效、精准、实时的指挥调度体系。

“警哨”预警预测系统建设愿景

通过建设大数据分析研判和物联网技术，即建立“警哨”预警预测系统，借助现有高速公路电子卡口、ETC收费系统、移动和固定违法采集设备、视频监控等数据碰撞，并依托雷达跟踪技术，即通过雷达同时跟踪高速公路上的所有车辆目标，并按照雷达跟踪距离进行接替跟踪，使对高速公路的车辆进行行驶过程的全跟踪，当发现车辆有异常情况如车速突然增大、减小或者车辆行驶轨迹有异常，即进行“警哨”系统自动识别、自主报警，交警大队分控中心通过高速公路全程视频监控管理系统立即调取实时视频情况，做到对异常情况早预警、早发现，做到路面异常情况上一秒发生，“警哨”系统下一秒发现，使该系统担当高速公路异常事件“吹哨人”的角色。

当前高速公路在路面因异常事件导致交通事故发生的几率很大，据不完全统计，近80%的高速公路交通事故是由路面和车辆异常事件造成的，因此建立以大数据为基础的高速公路异常交通事件预警预测“警哨”系统显得十分必要。 第一，秋冬季节的团雾，出现的时间点和路段具有突发性，可通过雷达跟踪技术，当高速行驶的车辆遇到团雾时突然减速，预警系统能第一时间发现团雾产生，第一时间发布团雾发生时段和路段，对过往车辆进行及时预警就显得十分必要。第二，是当发生车辆交通事故时，利用雷达跟踪技术，能够第一时间发现事故地点，第一时间发布事故预警信息，并告知即将途径车辆减速慎行，防止二次事故的发生显得尤其重要。第三，高速公路某一路段突发性交通拥堵或连续时间的施工作业，利用雷达跟踪技术，把途径车辆速度减缓作为通行异常事件能够最快地被驾驶人了解掌握，更好地防范事故发生。第四，隐患的及时排除。利用雷达跟踪技术，可以通过车辆速度变化，对高速公路路面抛洒物等及时发现，也可以避免很多事故的发生。因此利用雷达跟踪技术，通过大数据分析研判，做到异常信息第一时间被高速公路交通安全管理部门和即将驶过的车辆驾驶人获悉，第一时间掌握处置，第一时间发布异常事件对道路通行要素的影响，可以有效预防和减少交通事故的发生。

“警哨”预警预测系统结果运用初探

高速公路作为专供机动车分向行驶、分道行驶，全部控制出入的多车道公路，车辆行驶速度相对固定、交通环境相对单一，车辆在路面发生异常情况时，要做到路面异常情况上一秒发生，分控中心下一秒发现，使其成为最早时间发现异常情况的“吹哨人”，就需要充分利用大数据、人工智能、物联网等技术对所有涉及到高速公路的人、车、路、环境等交通元素信息数据进行开放式收集汇总，包括高速公路车流量、违法行为、气象数据等实时交通元素和隐患点段、警力数据等固定交通元素信息，对全天候、全时空、全方位数据进行汇总收集，在人工交通元素信息收集汇总的基础上，结合全程视频监控管理、恶劣天气气象监测等系统提供的数据，建立交通安全管理辅助决策模型。同时对高速公路路面车流数据、警情数据、警力数据、气象数据等多方面因素进行综合推演，计算出更为科学的巡逻时段设置和警力投放参考标准，可按照日常通行路面情况、节假日车流量、路面施工、拥堵点段、集中出行惯例、天气因素、高速公路小型客车免费通行时间点段、进出道口、社会清障救援资源等进行功能划分，针对不同情况制定不同巡逻模式和警力配备标准，研究制定高速公路各路面勤务岗位指导意见，使警力做到早准备、早进驻。

利用AI技术对高速公路相关车辆数据进行“加工”，实现数据的“增值”，使其成为预防和减少高速公路交通事故发生的必备手段。当前高速公路车流信息收集、分析研判、安全预警等数据“加工”和“增值”作用还不明显，特别是对交通隐患排查发现及整治成效、交通拥堵严重程度、交通事故发生危害等交通影响预判不足、跟踪不及时、采取管控措施不到位等情况，因此需要建立人工智能架构下的分析研判调度系统，对全时空、全方位交通元素信息进行碰撞分析，形成对未来一周和一个月、三个月甚至半年的交通安全形势评估和预测，根据人工智能分析报告采取必要的措施有针对性地开展隐患治理、违法行为查处、警力重点投入等，为人工干预交通安全管理提供决策支持，使公安交通安全管理工作更有前瞻性、预见性、防范性。根据分析研判，提供的辅助决策措施，为交通信息预警发布，交通管理措施干预管理提供决策支持，通过微信、微博、手机短信等信息传播手段提前对交通管理信息进行预警发布，如高速公路路面施工信息发布，雨雾雪等恶劣气象交通信息预警发布，交通易堵点段预警信息发布等。并根据历年相关交通流量数据，利用百度、高德等导航软件，对经过事故多发点段、交通易堵点段等信息进行实时预警发布，主动干预群众交通出行线路选择，使其能够更安全、更顺畅出行，达到最优交通安全管理处置效果，达到布警的准确性、科学性、合理性。