山东省公路网主动交通安全大数据分析与

主动预防技术研究及应用

一、成果概述

“十九大”报告在“提高保障和改善民生水平，加强和创新社会治理”部分特别强调要建立健全公共安全体系。公路运输作为公共安全的重要领域，构建智能、完备的交通安全保障体系具有重要意义。

目前，由于山东省公路网在建设、管理、养护、运营以及信息化水平等方面存在差异，尚未形成大数据感知标准体系，缺乏在交通大数据视角下公路交通安全保障及应急技术等理论体系的研究。

项目国内外技术发展水平

国内外学者针对公路网运营安全管理方面已经形成了一系列阶段性的研究成果，主要集中在公路网出行诱导、全程监管、应急救援方面，但是在实际应用当中发现仍存在一些弊端：

①现有的运行管理方案多是针对日常重复的交通模式而制定的，无法动态响应紧急的公路交通事件，且缺乏有效的应急组织方案；

②在各类灾变条件下(灾害性天气事件、不良交通状态事件、交通事件)，事件影响范围内路网运营安全管理及应急处置方法理论研究还需要进一步深入。

③在实时交通事故预警算法的研究仍然相对较少，同时公路交通事故现场预警手段不健全，这些都导致警示信息发布不及时，无法针对突发事件进行及时有效的资源调度与应急处理。

④公路紧急事件的响应分级方法不成体系、长大小坡、隧道等特殊路段的应急交通组织缺乏深入的研究、紧急救援方案不合理导致事故处理效率低下。

随着大数据、人工智能新兴技术的出现，为公路多源数据的深入融合提供更为有效的分析工具，用于解读和分析运行车辆的通行行为、交通流特性及发展态势演变，为公路智能化的运营管理决策提供强有力的支撑。另外，运用更先进的仪器设备和数据分析手段深入研究公路交通事件发生的规律,分析交通事件特征与道路空间结构、交通运行环境等因素之间的关系，剖析交通事件的形成机理,基于事件产生机理提出交通事件预防措施并预测其预防效果，是目前交通安全领域研究迫切需要解决的问题。

二、主要关键技术内容及创新点

1、基于交警大数据，融合保单数据，研究了山东省公路网交通风险的属性特征及形成机理，开发出公路网交通风险智能解析平台；

2、基于交通风险智能解析结果，将规避风险作为出行路径选择的主要目标，研究了大规模公路网分布式诱导规避风险路径搜索算法；

3、利用TransCAD和TransModeler规划与仿真软件，基于应急交通规划和仿真原理，开发出跨区域公路网应急交通仿真评价系统平台；

4、建设了多部门联动公路网交通事件应急指挥调度平台。

三、主要应用领域与前景

“山东省公路网主动交通安全大数据分析与主动预防技术研究及应用”已经在山东省公安厅交通管理局推广使用2年，该成果在公路网交通风险解析、交通安全风险规避、道路交通应急及指挥调度等方面起到了积极作用，各模块已在山东省公安厅交通管理局成功示范应用。

1、基于交警大数据的公路网交通风险智能解析平台

该平台实现了人、车、路、管理、环境、交通态势等多维度全息交通要素分析，构建人机协同共融的“交通大脑”全新管控、监测、预警方案和交互模式，最大程度提升出行者的安全性，并呈现地图可视化预警方案。两年来该平台已成功识别重点驾驶人2万余人次、重点车辆3万余辆、形成重点节假日预警方案20余次，为人民群众安全出行提供了保障。

2、大规模公路网分布式诱导规避风险路径搜索算法

基于交警大数据的公路网交通风险智能解析平台，从安全性视角出发，融合交通流量、事故多发点、事故多发路段、气象（雨、雪、雾等）等多源交通信息，创新性的应用Dijkstra算法，在动态限制搜索区域内求取OD间的最优路径。该算法已成功规划规避风险路径10万余条，为减少事故的发生作出了突出贡献。

3、跨区域公路网应急交通仿真评估平台

成功开发出应急疏散交通生成模型、车辆换算模型和目的地选择模型，实现了应急疏散交通生成预测；基于应急疏散时间和空间分布，完成了应急疏散交通分布预测；利用TransCAD和TransModeler规划与仿真软件中的GISDK技术，开发出跨区域公路网应急交通仿真评价系统平台。该平台实现了多项应急功能的集成，并实现应急信息与资源的共享以及应急交通组织方案的仿真与评价，既减少了事故救援时间、增强了救援时效性，又有力的避免了二次事故发生。

4、多部门联动公路网交通事件应急指挥调度平台

面向公路交通实时管控需求，为交通警情处置、勤务特勤管理、重点车辆管控、交通违法处置等提供集成管理手段，将智能交通算法和交警指挥调度业务进行深度整合，为交通事件预警疏导、动态指挥调度、应急交通组织优化和信息服务提供辅助决策支持。

项目技术已应用于山东省公安厅交通管理局，实现了关键技术突破，提高了核心竞争力。两年来，减少交通事故数量6万余起，死亡人数逐年递减，减少经济损失5亿余元。此外，本项目部分研究成果亦在济南市公安局交警支队得到了应用，如重点车辆风险隐患、事故高发路段识别及重点驾驶人辨识等，各项技术为保障人民的生命财产安全起到了重要作用。

下一步，项目研究成果将在山东省其他地市交警支队推广应用，并开发针对不同企业的技术应用平台，运用于各类客货运企业，进一步提升道路交通安全性。

四、相关知识产权

已授权专利10余项，部分代表性专利如下：

低能见度下无信号控制平面交叉口的车辆预警系统及方法，ZL2016100669 95.0；

基于路域气象站的高速公路限速信息获取方法及系统，ZL201610373284.8；

一种基于GIS系统的高速公路团雾实时监测方法，ZL20161066601.5；

与交叉口信号机联动控制的动态道钉灯及其控制方法，ZL201610574367.3；

一种与交叉口信号机联动控制的动态斑马线及其实现方法，ZL201610065654.1；

面向高速公路救援的自行式主动预警系统，ZL201210131979.7；

便携式警示器，ZL201410078988.3；

一种破窗装置，ZL201310303766.2。