山區高速公路行車安全信息與導航系統融合應用研究

雷星 王劍波

摘? 要：現有導航軟件已經在導航信息中逐漸融合了與交通安全相關的內容，大大提升了路網行車安全水平，但針對山區高速公路高海拔、長下坡、長隧道、冰雪雨霧等特殊路段的關鍵信息尚未完善的問題。文章基于高德、百度兩款市場占有率較高的導航軟件的測試結果以及各特殊路段上的行車特征，找出了現有導航軟件在特殊路段信息內容、表達方式、路線規劃上的不足，并提出了對應的安全引導功能的改善建議。

關鍵詞：導航軟件;交通安全;特殊路段;導航信息

中圖分類號：TP335;U491.5 ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）17-0123-03

Abstract：The existing navigation software has gradually integrated the information related to traffic safety into the navigation information，which has greatly improved the level of traffic safety on the road network，however，there are still some deficiencies in the key information of special road sections such as high altitude，long downhill，long tunnel，snow，ice，rain and fog. Based on the test results of Gaodes and Baidus navigation software，which have a high market share，and the driving characteristics of each special road section，this paper finds out the deficiencies of existing navigation software in the information content，expression mode and route planning of special road sections，some suggestions are put forward to improve the safety guidance function.

Keywords：navigation software;traffic safety;special road section;navigation information

0? 引? 言

近些年來，隨著信息技術的不斷發展，導航軟件逐漸完善和普及，現已成為駕駛員獲取實時路況信息的關鍵手段。導航軟件能讓駕駛員及時獲得行車預警信息提示，使其能提前注意并采取措施，從而提高行車安全水平。導航信息的準確性、完整性、及時性，對駕駛員，尤其是對駕駛經驗不夠豐富和對前方路況和安全通行條件不夠熟悉的駕駛員行車安全顯得至關重要。

隨著“互聯網+”交通安全的概念受到越來越多的關注，導航軟件已經在提供的警告、禁令、指路、指示、告示等信息內容中逐漸融合了一些與交通安全相關的信息，大大提升了路網行車安全水平。但是針對山區高速公路上高海拔、長下坡、長隧道、冰雪雨霧等特殊路段上的關鍵信息仍有所欠缺。據統計，我國每年在這些特殊路段上發生的行車安全事故要遠高于普通路段。四川省山區高速公路占比高達80%以上，其行車安全性一直是山區高速設計、建設和經營面臨的重大難題。因此，如何針對各種山區高速公路各特殊路段的行車特征，完善特殊路段導航信息，就成了提升山區高速公路行車安全水平亟須解決的問題。

1? 現有導航軟件測試分析

本研究以《四川省藏區高速公路安全保障技術及可持續發展研究》和《基于導航遷入的川西山區高速公路行車安全信息系統設計》兩個項目為依托，以當前駕駛員出行使用頻率最高的導航軟件為信息載體，以同時具有高海拔、長下坡、長隧道、冰雪雨霧等特殊條件的山區高速公路為樣本路段，作者及團隊相關研究人員駕車實地調研測試，并記錄各特殊路段上現有導航軟件的信息發布內容和方式。最后，結合各特殊路段上的行車特征和導航測試結果，找出現有導航軟件在山區高速公路各特殊路段上存在的問題和不足。

目前市面上的導航軟件較多，為確保測試結果的代表性，研究單位選取了高德和百度兩款市場占有率較高的導航軟件進行測試。測試路段則選取了雅康高速公路（康定-瀘定段）和雅西高速公路（托烏山北坡段）兩條較為復雜且比較典型的山區高速公路。通過測試分析，發現現有導航軟件在高海拔、長下坡、長隧道、冰雪雨霧等特殊路段上的應用均存在一些不足。

1.1? 高海拔路段

高海拔路段自然條件惡劣，空氣稀薄，容易形成積雪、暗冰，會嚴重影響駕駛員的生理和心理，加速駕駛員疲勞感的產生，造成駕駛員反應遲鈍。高海波路段行駛時，車輛的輸出功率會隨著海拔的升高而逐漸降低，致使車輛爬坡能力大幅度下降。

目前，導航系統中沒有進入高海拔路段的預報，駕駛員在進入高海拔路段前無法預知，無法進行道路的選擇或是生理心理上的調整。導航系統中也沒有海拔高程顯示，駕駛員在行車過程中無法準確了解當前的海拔高度，不能做出相應的駕駛行為調整。導航系統中還欠缺與高海拔路段行車相關的安全、應急準備警示，駕駛員在行車過程中不清楚如何采取相應的安全措施。

1.2? 長隧道路段

進出隧道時，駕駛員眼睛會產生“黑洞”和“白洞”效應，在這兩個過程期間，駕駛員因得不到足夠的視覺信息，可能出現操作失誤。駕駛員長時間在隧道內行車，在燈光的照射下容易產生視覺上的疲勞和錯誤判斷，駕駛員心理上也容易產生壓抑感，導致超速、超車等行為的發生。

進入長隧道前，導航系統都會進行預報，告知駕駛員即將進入隧道，并告知駕駛員隧道長度。但部分路段導航系統會提前幾公里甚至幾十公里就開始進行預報，信息預報過早無太大意義。由于某些隧道燈光較暗甚至無燈光，進入隧道前導航系統缺少開大燈提示，會造成駕駛員在明暗交替過程中操作不當。在隧道中行駛時，導航系統中缺少保持安全速度、勿改道超車等安全警示，駕駛員容易做出超速、改道超車等行為。由于長隧道需要駕駛員長時間駕駛才能通過，但現有導航系統缺少對剩余隧道長度和通過時間的預估和告知，駕駛員對所處位置無法準確判斷，容易造成駕駛員心理上的負擔。

1.3? 長下坡路段

車輛在剛進入下坡路段時，車速會突然提高，駕駛員操作不及時就容易引發行車安全事故。車輛在連續長下坡路段上行駛，由于長時間使用行車制動，制動器溫度急劇上升，制動效能衰退現象突出，嚴重時車輛制動能力完全喪失，以致特大事故經常發生。駕駛員在長下坡路段行駛時間過長，遇到緩坡，容易誤以為在平路上行駛，制動不及時容易導致車速過快，引發行車安全事故。

在進入長下坡路段前，導航軟件會進行語音播報，提示駕駛人注意前方有長下坡，需減速行駛。但導航系統中無文字顯示，且沒有坡長、坡度、高程等信息，駕駛員無法準確了解長下坡路段的具體情況，不能根據路況調整其駕駛行為。導航系統中也沒有適用于長下坡路段的行車安全警示要點信息，駕駛員無法在行車過程中采取對應措施。

1.4? 冰雪雨霧路段

在冰雪雨霧路段上行車，駕駛員視線受雪花、雨水、大霧的影響，可視距離縮短，容易造成駕駛員能見度不足，駕駛員看不清前方及周圍的狀況，對車間距離的掌握以及道路標志的識別都產生困難，極易發生碰撞。車輛在冰雪、雨水路面上行駛，因汽車輪胎與路面的摩擦系數減小、附著力大大降低，汽車驅動輪很容易打滑或空轉，車輛在行駛中如果突然加速或減速，很容易造成側滑及方向跑偏現象，遇緊急情況，制動距離加長。

現有導航系統中缺少對多霧路段、冬季結冰路段、多雨雪路段的相關預報，駕駛員無法提前預知相關信息，從而采取繞行或取消行程等行為，造成駕駛員冒險行駛或中途折返等危險行為出現，增加了行車安全的風險。導航系統中也沒有適用于冰雪雨霧路段的行車安全警示要點信息，駕駛員行車時無法采取正確的安全措施。

2? 導航軟件的安全引導功能改善建議

根據高德、百度兩款導航軟件在山區高速公路特殊路段的測試分析結果，發現現有導航軟件在信息內容、表達形式和路線規劃中均存在不足，駕駛員無法完全掌握山區高速公路特殊路段的關鍵信息，故對此提出以下幾點安全引導功能改善建議。

2.1? 完善導航信息內容

根據導航測試結果發現，現有導航軟件在山區高速公路特殊路段上的導航信息內容有所欠缺，存在無高海拔路段對應提示、無高海拔路段安全操作信息等問題，不利于駕駛員掌握復雜多變的道路實時狀況并采取相應的安全措施。根據導航軟件信息的分類，需完善相關導航信息內容，關鍵要素如表1所示。

2.2? 改良導航信息表達形式

根據導航測試結果發現，現有導航軟件存在表達方式不規范（如特殊路段特征和行車注意等方面）、提示方式不科學（如提示過早有效性低等）等問題，需進行優化改良，提升駕駛員獲取關鍵信息的效率。特殊路段導航信息植入導航系統后，可用單獨語音、單獨圖形、語音+圖形等三種方式表達。根據信息內容需要合理選擇相應的表達形式和發布時間，讓駕駛員更方便、快捷、及時地接收到導航信息，從而采取應對措施。如即將進入到長下坡路段時，可以采取語音+圖形來進行發布，用語音播報前方即將進入長下坡隧道，應采取相應的安全操作信息，同時在界面上顯示上長下坡信息，如圖1所示。

當車輛在長下坡路段行駛過程中，還可以對長下坡路段余長信息、停車區信息、避險車道信息等局部信息進行語音預報，同時顯示長下坡信息，如圖2所示。

2.3? 優化導航行程路線總體規劃

駕駛員在行車前，通常會先根據導航對行程路線進行選擇。但測試結果表明現有導航并未對特殊路段信息進行預報，駕駛員不能根據自己的需求進行合理的路線選擇，致使駕駛員返程或臨時變更路線。導航軟件應將導航行程路線上的高海拔信息、天氣信息、溫度信息等內容在導航查詢預告中呈現出來（如圖3所示），讓駕駛員能提前預知相關信息，更有利于駕駛員在行車前做好充分的準備措施（如檢查車輛制動、準備藥品等）。

3? 結? 論

導航軟件已經成為駕駛員掌握道路實時狀況的重要工具，但導航軟件的信息內容和表達形式還需要進一步完善，特別是一些行車安全事故頻發的特殊路段更應該引起交通管理部門的重視。導航軟件與交通安全信息的融合需要以不斷完善導航信息內容、改良導航信息表達形式、優化導航行程路線總體規劃等手段為抓手，讓導航軟件不斷“升級”，更好地為交通運行服務。

參考文獻：

[1] 趙鵬.高海拔地區連續縱坡路段行車安全分析 [J].中國水運（下半月），2015，15（3）：54-55.

[2] 王媛媛，陳文杰，王軍利.智能車載導航系統在道路交通管理中的應用 [J].中國人民公安大學學報（自然科學版），2008（3）：78-81.

[3] 劉浩學.道路交通安全工程 [M].北京：人民交通出版社，2013.

[4] 胡立偉，陳政，張婷.基于高原地區高速公路特長隧道路段的跟車特征與安全性研究 [J].公路交通科技，2018，35（1）：112-120.

[5] 谷軍霞，王春芳，林潤生，等.基于北斗衛星預警信息發布的通信參數設計 [J].應用氣象學報，2014，25（6）：761-768.

[6] 王劍波.山區公路交通安全+導航預警信息融合設計與應用 [J].中國交通信息化，2018（9）：119-121+126.

作者簡介：雷星（1986.03—），男，漢族，四川成都人，講師，碩士研究生，主要研究方向：交通運輸規劃和道路交通安全。