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                          面向未來交通安全的路網全息感知與多模式安全誘導技術

                          來源:哈爾濱工業大學交通科學與工程學院   發布時間: 2020-05-28 12:08:06

                          一、背景

                          2018年有63000多人的死亡,這個數據可能看起來沒有太大的感覺。我做了一個比較,2008年汶川地震的死亡人數是69000人,從這個數字可以看出,作為舉國痛心的汶川地震,其實在我們身邊每年都是在每年發生一次,每年的死亡人數跟汶川地震的死亡人數是一樣的。再具體一點,今年年初,737MAX的兩次事故,分別是180多人,170多人。交通事故平均的死亡人數,每天也是173人,所以可以看到這個人數還是蠻痛心的。

                          無錫高浪路機場的一起交通事故,在短短一分半時間內,有20多輛車連環相撞。原因就是有一輛車突然拋錨,在高架橋上視線不好,由于當時是下雪天,制動不足,摩擦系數降低,造成追尾事故。有個口號我認為說得很好,就是智慧的車加聰明的路。我們在做研究的過程當中一直在強調,光有智慧的車是不行的,我們需要有路上的智能。這個案例可以看到,車并不知道路況的情況,不知道路到底是多滑。由于這是一個彎道,現在所有自動駕駛的技術,都是以直線檢測,包括視頻、微波、激光雷達,包括彎道的問題。

                          因此,我們在關注車輛智能化的時候,不能忽視道路的智能化。但是道路從有柏油道路一百多年來,固定服務形態沒有發生變化,我們的道路現在就是在為車輛出行者提供時間和空間上的唯一性,沒有產生其他更深層次的變化。所以道路基礎設施服務是很單一的,安全設施的功能是單一的。一個指示牌,只是起到一個提醒的作用。安全設施是缺乏彈性的,我們是希望對于未來的智能交通、智能道路基礎設施是多功能的、可控的。更重要的一點,是在智能交通發展這么多年以來,道路信息是一個單向傳遞。我們不能眼睜睜地看到交通事故的發生,卻沒有更好有效的手段去給現場后面的車輛提供警示信息。現在道路以及整個的道路網,還沒有達到完全真正智能化的水平。
                          二、道路安全設施-道路安全道釘

                          在其他發達國家可以發現,普通的道釘已經作為道路交通非常重要的一個安全的基礎設施。這是在英國的情況,這是嵌入式的貓眼,國內能見到的就是這幾種比較普通的,由于質量上或者使用上的問題,很難長時間的使用。這是在其他國家,從美洲、歐洲、亞洲,我們可以看到道釘的使用是如此廣大。我們在研究的時候就想到,能不能利用道釘的大規模、高密度、分布式的這樣部署,作為一個載體,就像我們人的皮膚一樣,遍布傳感器,使得它是一個感知的神經元。

                          我們團隊開發了智能道釘這樣一個東西,這是第三代產品。道釘是符合什么呢?第一是大規模。可以在道路上根據標高線的間距,高速公路是十米,普通道路是十米或者九米,進行大規模的鋪設。利用道釘內部多樣性的檢測單元,包括現在已經集成車輛的檢測,光敏的檢測,振動的檢測,溫度的檢測,對道路整個的運行狀態和信息能夠及時地掌握和了解。另外,我們利用無線低功耗的局域網的組合形式,形成既能服務于局域性的車輛還有遠端的管理部門,從而達到物聯網的一個應用。智能道釘,能夠為智慧交通,甚至智慧城市提供一個更好的服務。

                          智能道釘做的時候更多是面向未來交通,為無人駕駛提供道路基礎信息,為車輛提供亞車道的定位。從道路交通安全的角度來介紹一些應用案例。作為一個智能道釘,它除了具有普通道釘警示和光線的提示功能之外,而且利用了太陽能自供電的方式。剛才介紹了多模式的無線通訊以及可控光,未來正在進行擴展的就是對積水,對結冰的檢測。

                          我們利用智能道釘局域網和廣域網的功能,實現道釘與道釘之間信息的交互,道釘與平臺的信息交互,以及道釘與車輛的信息交互,另外重要的是道釘平臺和車輛混合的交互網絡。我們作為一個普通道釘,把感知單元,控制單元,以及自主供電的單元集成到道釘里面遍布到道路網絡中,可以進行車輛引導,安全距離的警示,信號燈的協調以及事故的警示,以及停車和定位的誘導。提到道釘,大家總會感覺是個小東西,其實它是由兩個大部分組成的。第一是前端的感知單元,利用內置的傳感器和處理器,能夠進行感知車流量、車速、助停、積水、結冰。

                          另外是通訊技術,集成了藍牙技術,可以無縫地進行銜接。我們自身就具有相應的違法停車,交通事故的檢測,車排隊長度的檢測。通過這個自身可以把這個信息產生出來。平臺側利用道釘以及其他的輔助設施,比如反光標,或者利用視頻和微波,就可以形成一個研判的處置功能。產生交通擁堵了,比如有地方有積水出現,特別在北方出現結冰了,進行一些融冰的處理以及交通的誘導。為未來的車路協同,提供一個數據的輸入接口。

                          從智能道釘這個角度來講,它是一個適應多種智能交通安全場景,高速公路的應用,普通道路的應用,城市道路的應用。另外由于智能道釘自身的全覆蓋性,它具有了全域的無盲區的一個覆蓋。利用多種感知的功能,就可以實現多維度的感知。我們利用底層分布式與區塊鏈的聯動,能夠進行執行能力和直觀地警示這樣一個雙重的效果。另外,我們是一個全天候的,北到哈爾濱,南到深圳,都有相應的試點。
                          三、多模式安全誘導應用—智能斑馬線

                          現在大多數的斑馬線都是以有線的方式,而對于智能斑馬線的應用是利用無線,這樣對未來的養護、維護更加地方便。例如,和海信網絡科技一起做的智能斑馬線,在山東青島平度進行應用,相當于是與信號燈進行聯動,行人信號燈是紅燈的時候,道釘燈光閃爍可以是毫秒級。行人變綠燈的時候,在車的這側顯示紅燈,在人的這側顯示的是白燈。在哈爾濱的市政府門前,去年10月份鋪了一個智能斑馬線。

                          在城鄉結合部,與交警交流的時候,他們告訴我們,城鄉結合部由于沒有電,沒有信號燈的控制,因此交通事故很多。在哈爾濱松北區,他們的民警告訴我們,平均每天就會有一起交通事故。我們做了一個急彎陡坡的安全警示系統,這個也是交警告訴我們的一個事故,那個彎經常有的車不注意就直接開出去了,造成交通事故。
                          另外一個是在平交路口,也是在哈爾濱松北區做的。這個平交路口頻繁發生交通事故,它是由于視距、車速各方面綜合因素引起的。我們把智能道釘和控制、檢測以及警示放到了一起。

                          對于智能道釘,除了簡單的警示作用之外,還對行車距離,特別在高速公路上經常會有連環相撞的追尾事故,就是因為行車距離沒有控制好。另外對于一些交通事件,由于不能及時地感覺到前面的情況,前面有車拋錨停下了,后面的車不知道,使得制動的時間就會不足。我們就利用這個道釘的感知和我們聯網,可以做到對后續的車輛進行相應的警示。我們后續還要再做一個更廣泛的應用,包括智能隧道,包括對于團霧區的警示。

                          本報告來源于2019年第十四屆中國智能交通年會,未經本人確認。


                           

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