智能交通技术在农村公路安全管理中的运用研究

2024-07-02史妮娜

大众科学 2024年1期

史妮娜

摘要：随着农村公路建设的不断推进，农村交通日益便利，但同时也带来了安全管理问题。智能交通技术是一种综合应用信息技术、传感器技术、通信技术等高科技手段，实现交通运行的高效、安全和便捷的技术。主要探讨智能交通技术在农村公路安全管理中的应用。首先分析了我国农村公路安全管理面临主要问题，其次针对这些问题，提出了智能交通技术在农村公路安全管理中的运用措施。

关键词：农村公路建设智能交通技术农村交通安全管理

中图分类号： U418文献标识码： A文章编号： 1679-3567（2024）01-0095-03

传统的安全管理方法如人工巡查、交通信号灯等已无法满足现代农村公路安全管理的需求。因此，寻求新的管理方法和技术手段，以提高农村公路的安全性和可靠性，已成为当务之急。而智能交通技术的应用，可以有效提高农村公路安全管理水平。因此，有必要就智能交通技术在农村公路安全管理中的运用进行探究。

1 我国农村公路安全管理面临的主要问题

我国农村公路建设起步较晚，从交通运输部获悉，截至2022年年底，我国公路里程已达535万km，其中农村公路超过450万km。近年来，农村公路管理体制机制改革逐步深化，在基础设施建设、养护、管理等方面取得了明显成效。但是，农村公路发展质量不高，安全管理存在不少问题和薄弱环节，主要包括以下几个方面[1]。

1.1 受人为主观因素影响

随着农村经济的快速发展，大量农村人口转移进城，导致农村人口年龄结构发生变化，农村青壮年劳动力减少，农民驾车出行的比例不断增加，农民驾车出行的频率大幅提高。随着经济收入的提高和生活水平的改善，农民对自身交通安全意识也越来越重视，但由于农民群众受教育水平普遍较低，交通安全意识淡薄、交通安全知识匮乏，受传统农耕文化的影响和农村“熟人社会”特点的影响，其交通行为往往表现为“重出行、轻出行前”[2]。许多农民群众在出行前没有做好相关准备工作就匆忙上路，没有将行车安全作为一项重要工作来抓。另外，一些农民群众的驾驶行为存在侥幸心理和疲劳驾驶等情况。

1.2 农村公路安全设施建设滞后

农村公路交通安全设施建设滞后是导致农村公路事故频发的重要原因之一。我国农村公路安全设施配套不足比例较高。很多地方没有将交通安全设施建设列入政府工作计划，部分地方政府将其纳入财政预算，但是资金投入不足，导致农村公路安全设施建设难以落实到位。

一些地区为解决“出行难”问题，在农村公路急弯陡坡、临水临崖等危险路段设置了大量的路侧安全防护设施，但由于资金投入不足，没有开展科学、系统的调查研究和风险评估工作，防护设施存在过度设计、过度布置的问题[3]。

1.3 农村公路交通管理存在盲区和真空地带

农村公路路面窄、路况差，没有路灯照明，易发生交通事故。但是，在农村公路上通行的机动车以摩托车、农用车和拖拉机为主，这类车辆没有驾驶证，也不上保险。还有一些人没有戴头盔，交通违法现象较为突出。而在农村公路上行驶的摩托车、农用车和拖拉机数量庞大，其中又以摩托车和拖拉机为主。这些车辆绝大多数没有办理相关证照，也不上保险。而农村公路交通管理盲区较多，道路交通安全隐患突出。

1.4 农村道路交通安全宣传教育不到位

近年来，随着农村地区经济社会发展，机动车保有量急剧增长，而农村地区群众交通安全意识薄弱，交通安全宣传教育工作一直是交通管理的一大难题。公安部会同有关部门不断加大农村地区道路交通安全宣传工作力度，但由于农村地区道路交通事故风险点多、面广、线长、量大等原因，导致农村道路交通安全宣传教育工作难度仍然较大[4]。

2 智能交通技术在农村公路安全管理中的运用研究

2.1 智能探测技术

在农村公路安全管理中加强对路面、桥梁等的监测，及时发现并消除事故隐患是十分必要的。为实现这一目标，可采用智能探测技术。如智能视频技术、高清激光雷达等。这些智能探测技术能够实时监测路面状况和桥梁的安全状况，并且通过对数据和信息的处理来实现对交通事故的自动分析和预警。

2.1.1 智能视频技术

智能视频技术包括视频信号的采集、编码和传输等，在农村公路安全管理中，应根据实际情况选择合适的智能视频技术，以达到预期效果。此外，农村公路安全管理中还应在监控中心安装报警系统、交通流量采集系统等，这些系统都能实现对路面状况的实时监测。在应用该技术时还应注意对农村公路视频监控系统进行定期维护，确保其正常运行。

2.1.2 高清激光雷达

高清激光雷达是一种新型的非接触式道路检测技术，它利用激光束照射路面来检测路面的平整度、厚度和路面病害等情况，通过对这些信息的采集与处理，可以快速、准确地识别与监测道路病害。该技术可以实现对道路状况的实时监控，尤其是在恶劣天气条件下，可以有效地提高道路状况检测的精度。

在农村公路安全管理中，可采用高清激光雷达系统对路面进行实时监测和数据采集。该系统包括激光发射单元、接收单元和信息处理单元。激光发射单元用于发射高强度、远距离、小角度的激光束，并将其作用于路面上，从而达到检测路面状况的目的；接收单元主要用于接收激光束并对其进行数据采集与处理；信息处理单元是一个能够存储大量数据信息和进行实时分析与处理的系统。通过该系统，能及时、准确地掌握道路状况信息，为农村公路安全管理提供有力保障。

2.2 驾驶状态监测

农村公路存在交通安全隐患，其中一个重要原因是驾驶人疲劳驾驶。当驾驶员处于疲劳状态时，其反应速度、操作能力、判断能力都会下降，容易引发交通事故。在农村公路上，存在很多影响驾驶人行车安全的因素，如道路的线形、路面状况、交通环境等。因此，在农村公路上，必须对驾驶员进行全面系统的监测。除了在驾驶人行驶时监测其状态外，还可以在农村公路上设置一些驾驶状态监测设备，如行车记录仪、智能后视镜等。行车记录仪可以对驾驶员的行车动作进行记录，智能后视镜可以监测车辆前方视野情况及道路两侧情况，驾驶员可以根据自身情况采取相应的措施来预防事故发生。目前，我国大多数农村公路没有安装行车记录仪和智能后视镜等设备。在农村公路上安装这些设备可以起到安全保障的作用。行驶记录仪、智能后视镜等设备需要设置在距离驾驶员较远的地方，因此这些设备不会影响驾驶员正常行驶，也不会对其他车辆造成影响。而且这些设备价格比较低，安装较为方便。

2.3 环境监测与事故预警

在农村公路上安装环境监测设备，对周边的空气质量、噪声、空气温度、湿度等进行实时监测，可以及时掌握周围的环境变化情况，判断是否发生交通事故。同时，可以设置多种预警模式，如公路拥堵预警模式、交通事故预警模式等，根据预警结果来制定相应的管理措施，如在道路拥堵时引导车辆分流、设置限速标志等。在道路交通事故发生后，可以通过智能交通系统及时进行分析和判断，对事故现场进行图像采集、视频分析、视频跟踪等，及时掌握事故现场情况，并利用手机App软件或者电子显示屏对事故现场进行实时报警。通过以上方式能够快速了解发生的事故情况，及时采取措施，避免交通事故的发生。

2.4 快速中止事故并开展救援工作

道路交通事故应急救援是一项非常复杂的工作，涉及到多个部门和多个环节。为了高效地完成救援工作，可以运用智能交通系统中的地理信息系统（GIS）对事故现场进行地理定位，从而为应急救援工作提供依据[5]。该系统可以对事故现场的监控视频进行实时地存储和回放，并将事故现场的道路交通状况、车流量、气象等信息发送到GIS平台中，为应急救援工作提供支持。在发生交通事故时，当事故发生地点具有地理位置信息时，该系统可以实时地将现场的情况和人员伤亡情况传输给救援人员，从而为救援人员提供准确的数据和信息。例如：在某农村公路上发生一起交通事故，该农村公路的道路交通状况较为复杂。由于该农村公路路段位于山区且弯道较多，在该起事故中有5人受伤。由于现场道路条件复杂且弯道较多，无法实施有效的救援措施。如果单纯地依靠人力来开展救援工作，则会耗费大量的时间和人力。如果运用地理信息系统（GIS）技术对事故现场进行定位和分析，并将该数据传输给救援人员，则可以有效地缩短救援时间。

2.5 公路交通信息实时发布

交通信息发布系统是基于电子地图的交通信息服务系统，是由道路上的交通诱导设施、电子显示屏、公共交通指挥中心、监控中心和通信网络组成的信息传递网络。它利用现代化通信技术将交通管理部门发布的各种道路交通信息（如：道路等级、车辆流量、交通事故等）通过通信网络传输给道路上的公众，并使其及时了解路面情况，从而采取相应的安全措施。

由于农村公路缺乏完善的交通信息系统，农村地区发生道路交通事故后，难以及时准确地进行事故原因分析、事故责任认定，导致事故处理工作存在一定难度。因此，如何快速发布预警信息成为农村地区道路安全管理工作中急需解决的问题。目前，公路上广泛使用的显示屏是LED显示屏，其具有价格便宜、节能环保等特点，但存在使用寿命短、亮度低、视角小等缺点。因此，有必要研发一种高亮度、大视角的LED显示屏。这种高亮度的LED显示屏可以充分利用现有资源，并且能延长使用寿命和提高发光效率。

农村公路上设置电子诱导屏可为交通管理部门及时提供道路交通状况信息和路况预警信息。当道路发生拥堵或事故时，电子诱导屏可向驾驶人员显示拥堵路段和事故路段位置及拥堵原因。同时还能显示高速公路上不同路段的限速值及提醒驾驶人员前方已出现拥堵或事故路段，避免驾驶人员因超速行驶引起交通事故。电子诱导屏还能为农村地区提供实时路况信息和天气信息等服务信息。目前，基于LED显示屏的农村公路交通信息实时发布系统已在高速公路上得到了广泛应用。但这种电子诱导屏只能根据路况信息进行路况选择，无法根据不同路段的实际情况做出不同决策。因此，可以将该系统与高速公路上的电子诱导屏进行对接，形成一种基于电子诱导屏为农村公路服务的智能交通诱导系统。

2.6 故障车辆三维定位

农村公路经常会出现车辆故障，这给农村公路交通安全管理带来了巨大的挑战。由于农村公路路况复杂，加上缺乏必要的交通安全管理设施，这些故障车辆无法及时被发现和处置。如果对故障车辆进行处理，就需要对其进行定位、跟踪和检测，并将相关信息及时反馈给交通管理部门。然而，由于农村公路路况复杂、路况信息不完善等因素的影响，传统的定位方式往往难以有效定位故障车辆。

目前，针对农村公路故障车辆的定位方法主要有两种：一种是基于GPS卫星的定位；另一种是基于北斗卫星的定位。其中，基于GPS卫星的定位主要有两个不足之处：第一， GPS卫星受外界环境影响较大，尤其是在城市区域；第二，由于车辆在行驶过程中不能时时保持在卫星信号的最佳接收区域内， GPS卫星信号接收不佳时，可能导致定位误差较大。北斗卫星系统具有全天候、全天时、高精度和高可靠性的特点，且抗电磁干扰能力强。因此，在农村公路交通管理中可以采用基于北斗卫星系统的定位方法进行故障车辆定位。北斗系统具有以下优势：第一，定位精度高；第二，抗干扰能力强；第三，多径效应小；第四，能满足全天候要求。因此，可将北斗系统用于农村公路交通管理中的故障车辆定位。

2.7 交通事故风险预测

交通事故风险预测是交通安全管理的重要组成部分，其目的是在预测未来一段时间内可能发生的事故风险。目前，国内许多省市在交通安全风险预测方面做了大量的研究工作，并取得了较好的效果。然而，由于农村公路建设标准低、路面状况差、通行条件差，而且农村地区缺乏相关的数据信息，因此，对农村公路交通事故风险的预测存在一定的局限性。因此，需要结合现有的交通事故数据信息进行分析，从而预测出未来一段时间内可能发生的交通事故风险。由于该地区农村公路路况复杂、基础设施薄弱、事故风险大等因素，在现有交通事故数据信息的基础上，建立预测模型，从而实现对交通事故风险预测。