基于城市道路交通安全設(shè)施管理的智能化探討與應用

尚永鑫

(中科軟科技股份有限公司 北京市 100080)

0 引言

城市道路服務(wù)水平是衡量一個城市發(fā)展進步的標志，當前社會科學技術(shù)快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI、視覺識別感知等技術(shù)在民生的各個地方都有著廣泛的應用。社會越來越關(guān)注人們出行的質(zhì)量，對于降低事故發(fā)生率、提高交通參與效率等都提出了更高的要求。道路的安全設(shè)施已經(jīng)不是只能夠提供簡單的指路信息、規(guī)范行車秩序等作用的道路附屬設(shè)施。新時代賦予了道路安全設(shè)施新的歷史意義，作為道路最為基礎(chǔ)的安全保障設(shè)施應該發(fā)揮更為強大的能量。通過新技術(shù)的融合應用，對于城市道路安全設(shè)施的管理也朝著數(shù)字化、精準化、高效化和智能化的方向發(fā)展。

1 城市道路交通安全設(shè)施智能管理必要性

城市路網(wǎng)相比于高速公路和國省干道來說比較復雜，交通安全設(shè)施較多，對于這些設(shè)施的管理增加了很大難度，不利于日常的維護，運維效率相對低下。但是，將現(xiàn)有的安全設(shè)施采用數(shù)字化的管理，把現(xiàn)有的標志、護欄、標線等設(shè)施進行數(shù)字編碼，通過不同的維度進行規(guī)劃分類，結(jié)合路網(wǎng)信息、定位信息等建立統(tǒng)一的數(shù)字化標準，從而掃除之前安全設(shè)施管理的各種障礙，簡化工作流程，可以從不同維度獲取安全設(shè)施的信息。這就是我們要對城市道路交通安全設(shè)施進行智能化管理的原因。

2 城市道路交通安全設(shè)施的管理現(xiàn)狀

2.1 安全設(shè)施運維低效

城市道路交通安全設(shè)施傳統(tǒng)的管理具有一定缺陷，總結(jié)有以下幾點：

(1)對于安全設(shè)施的信息主要依靠人工統(tǒng)計，由于很多安全設(shè)施(類如防撞護欄損壞、靠近路口處標線磨損)需要頻繁的更新或更換，在多次的手動統(tǒng)計更新工作后會導致運維數(shù)據(jù)精準度下降，從而會影響整體數(shù)據(jù)的準確性。

(2)不具備對安全設(shè)施信息的數(shù)據(jù)分析能力，無法從早期計劃和施工信息中初步判斷數(shù)據(jù)的準確性。

(3)缺少安全設(shè)施的地理坐標信息，不具備即時采集安全設(shè)施狀態(tài)、位置的準確信息。

(4)缺乏對故障信息和維護信息及時更新能力，當事故發(fā)生安全設(shè)施被損壞時，不能采取及時的措施對其修復，影響道路的服務(wù)水平。

2.2 規(guī)劃缺乏整體性

傳統(tǒng)的城市道路安全設(shè)施規(guī)劃設(shè)計大多數(shù)情況下是隨著路基路面的新建和周期性的大中修項目而產(chǎn)生的，依據(jù)安全設(shè)施相關(guān)的國標、地方性的規(guī)定來進行規(guī)劃設(shè)計的。所帶來的缺點也是很明顯的，比如在同一個城市，不同區(qū)域的道路安全設(shè)施設(shè)置的方法也不盡相同，所使用的材料、尺寸、外觀的形式都是有很大差異的，雖然遵循相關(guān)的規(guī)定但是所展示出來的效果就顯得不夠統(tǒng)一、不夠整體。在管理上就變得更加困難，安全設(shè)施信息紛繁雜亂難以梳理，相關(guān)的維護部門就需要儲備更多種類的備件、備料，降低了運維的高效性。

通過對傳統(tǒng)的城市道路交通安全設(shè)施管理的分析，我們可以看出，安全設(shè)施的數(shù)字化科學管理是必要的也是可行的，通過智能化、自動化、精細化的管理，可以提升安全設(shè)施的管理效率，同樣也可以大幅節(jié)省成本投入。

3 融合新技術(shù)下的城市道路交通安全設(shè)施管理

3.1 大數(shù)據(jù)分析技術(shù)賦能道路交通安全設(shè)施管理

當前，為傳統(tǒng)的管理方式轉(zhuǎn)型、升級、賦能離不開大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，挖掘數(shù)據(jù)潛能可以為城市道路交通創(chuàng)造更多價值。大數(shù)據(jù)技術(shù)的有效應用是建立在精確的原始數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的，所以將城市道路上的安全設(shè)施信息進行數(shù)字化管理成為首要任務(wù)。以安全設(shè)施的各種參數(shù)進行數(shù)字化編碼，通過對路線編號、樁號、行進方向、地理坐標、設(shè)施類型等參數(shù)的錄入整合，將資產(chǎn)數(shù)字化形成以國標為基準、地方法規(guī)和出行習慣為基準的城市級道路交通安全設(shè)施的管理系統(tǒng)。

系統(tǒng)將安全設(shè)施的用途、屬性等進行分類，由于數(shù)據(jù)相對復雜，錄入過程需要在保證數(shù)據(jù)時效性的前提下進行，把無序的數(shù)據(jù)變?yōu)橛行虻臉藴蕯?shù)據(jù)，建立安全穩(wěn)定的數(shù)據(jù)庫。這樣我們就可以運用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對于安全設(shè)施的數(shù)據(jù)進行分析，挖掘數(shù)據(jù)的潛在價值，提升工作效能[1]。如圖1所示，通過數(shù)據(jù)分析可以對事故多發(fā)地的安全設(shè)施損壞信息進行分析，從而進行路口的優(yōu)化配置；通過對標線的磨損數(shù)據(jù)分析判斷供應商的施工質(zhì)量情況等等大數(shù)據(jù)的分析應用。

圖1 數(shù)據(jù)分析提供方案評價

3.2 AI智能化提升運維效能

視頻識別技術(shù)推動交通安全設(shè)施管理智能化主要體現(xiàn)在兩個方面：

(1)路端交通安全設(shè)施的自動檢測，利用北斗衛(wèi)星定位、視頻圖像識別以及雷達探測等采集技術(shù)對地物要素進行自動采集，然后將路端的安全設(shè)施矢量化展示在3D地圖上，日常的運維工作只需要按自定義時間進行數(shù)據(jù)采集即可，縮短了交通安全設(shè)施信息的錄入時間，提升了數(shù)據(jù)的準確性，便于對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)的增值服務(wù)[2]。

(2)采用視頻圖像檢測技術(shù)對路面上的交通安全設(shè)施的健康度進行智能化的檢測。應用較為廣泛的有：對路面標線(熱熔和冷漆)的磨損情況進行圖像檢測分析，對路上的交通標志版面的完好度和反光性能進行檢測分析，也可以對護欄的豎直線性進行智能檢測。使用上述智能檢測替代傳統(tǒng)的人工調(diào)查方法，可以為運維管理人員提供更為準確的采集信息，包括安全設(shè)施受損位置、長度、面積以及相應的影響分析，既提高了檢測效率又節(jié)省了成本[3]。

通過對交通安全設(shè)施的信息采集以及對其性能及完好度的檢測分析，在智能的管理系統(tǒng)中，可以直觀地獲取以上信息，如圖2所示，通過對信息的分析并給出相應的解決方案。

圖2 交通安全設(shè)施信息采集分析流程

3.3 變“單一管理”向“多元管理”的轉(zhuǎn)變

作為構(gòu)建“城市交通大腦”的一部分，充分利用“人工智能+大數(shù)據(jù)”技術(shù)，對于道路交通安全設(shè)施信息數(shù)據(jù)采集、清洗、加工、挖掘，可以向城市交通其他的體系提供有價值的數(shù)據(jù)，推動交通環(huán)境的升級，由單一的交通安全設(shè)施管理向多元化的城市交通大腦推進[4]。

通過對交通安全設(shè)施智能化的管理，可以推動交通安全由被動到主動的轉(zhuǎn)變，針對事故多發(fā)地的安全設(shè)施設(shè)置的分析，進而優(yōu)化交通環(huán)境，規(guī)范相似路段的交通安全設(shè)施設(shè)置方法，變粗放管理為精細化管理。通過應用科技信息化技術(shù)手段，結(jié)合當前城市交通安全需求，進一步探索拓展交通治理應用。

4 結(jié)語

城市道路交通安全設(shè)施是保障交通參與者安全出行的基礎(chǔ)保障，通過使用智能化的交通安全設(shè)施管理方法，能夠極大程度地解決路端的交安設(shè)施對于交通參與者的安全保護問題，同樣也大幅地提升了城市交通安全設(shè)施的運行維護管理工作效率。利用當代的大數(shù)據(jù)、AI智能、高精度的北斗衛(wèi)星定位等高新技術(shù)來參與管理城市的道路交通安全設(shè)施，從而保證了城市的交通安全，提高了相關(guān)管理部門的管理水平和效率，簡化了城市道路交通安全設(shè)施的管理工作。