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    美国如何使用智能交通系统防控高速公路逆行交通事故?

    2019-05-15 08:52 交通言究社

    导读:高速公路上车辆行驶速度较快,如果有车辆逆行,一旦发生正面碰撞事故,人员死亡概率较高。逆行交通事故产生的原因是什么?如何对已进入高速公路的逆行车辆进行管理以防控逆行交通事故呢?

    高速公路上车辆行驶速度较快,如果有车辆逆行,一旦发生正面碰撞事故,人员死亡概率较高。逆行交通事故产生的原因是什么?如何对已进入高速公路的逆行车辆进行管理以防控逆行交通事故呢?今天交通言究社为大家推荐美国奥本大学土木工程系教授、博士研究生导师周华国在“江西智能交通论坛(第五期)”上介绍的关于智能交通系统在美国高速公路逆行交通事故防控中的应用相关内容。

    美国高速公路逆行交通事故的原因

    因美国的大部分高速公路在出入口没有收费站,驾驶人易因判断错误而逆向行驶,引发交通事故。美国高速公路车辆行驶速度通常为70英里/小时(112.65km/h)以上,如果车辆逆行,一旦发生正面碰撞事故,人员死亡概率较高。2004年-2011年,美国每年约359人在逆行交通事故中丧生,逆行交通事故的平均死亡率为1.34人/起,高于交通事故平均死亡率1.10人/起。因此,深入研究逆向行驶诱发交通事故的机理,并制定有效的防控措施是很有必要的。

    通过对重大逆行交通事故进行分析发现,逆行交通事故的原因包括:

    ◆危险驾驶(Impaired Driving: Operating a vehicle while affected by alcohol, legal or illegal drugs.)。60%以上的逆行交通事故是由危险驾驶导致的,其中醉驾占50%以上;

    ◆防控逆行的交通标志(如指示牌等)安装位置、角度及大小不规范;

    ◆缺乏道路指示标线;

    ◆道路几何设计不当。

    美国高速公路逆行交通事故防控措施

    近十年来,美国许多州对逆行交通事故的成因和对策进行了综合研究,有些州的交通厅和收费公路管理部门采取了一些措施来防控逆行交通事故,主要包括:交通工程措施和应用智能交通系统(ITS)。

    1、防控逆行的交通工程措施

    逆行交通事故防控的工程措施包括:改变与防控逆行相关的交通标志的大小、位置及角度;合理使用路面标线;实施适当的几何设计,如凸起安全岛、构建渠化岛、控制交叉口转弯半径。

    根据各州的逆行防控实践,红色矩形快速闪烁信标(RRFB)和Wigwag闪烁信标等检测触发的“逆行”信标均可有效减少高速公路出口匝道上的逆行事件。

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    图 1:红色矩形快速闪烁信标(RRFB)

    加装LED灯的“逆行”标志和加装快速闪烁灯块(RFB)的“逆行”(WRONG WAY)标志,也能有效减少逆行的发生。根据德克萨斯州交通厅2013年的报告,将闪烁的LED灯与“禁止进入”和“逆行”指示牌结合后,当地的逆行事故频率降低了30%。

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    图2:加装LED灯的“逆行”标志

    2、应用智能交通系统防控逆行交通事故

    随着智能交通技术的发展,智能交通系统也被用于逆行交通事故防控。通常,通过智能交通系统防控逆行交通事故的过程可分为三步:

    ◆检测。检测的技术很多,如电感环路检测器(ILD)、视频图像处理(VIP)系统、基于微波雷达的交通检测系统、红外探测系统。选取合适的检测技术对于检测是否准确很关键,应选择检测准确性高的检测技术。目前,视频检测技术的检测准确性可达到94%以上。

    ◆警示。通过路面警示灯、闪烁的逆行标志、警告灯和动态信息标志(DMS)警示逆行车辆驾驶人,并通知正向行驶的车辆驾驶人其前方有逆行事件。

    ◆拦截。通知巡逻单位、交通管理中心(TMC)或其他调度中心,拦截逆行车辆。

    但是,用于城市和乡村地区的逆行检测和警示系统有所不同,因为乡村没有指挥中心,系统仅限于警示逆行车辆驾驶人。城市中设有指挥中心,因此,可以通知执法人员拦截逆行车辆、通过动态信号牌通知正常行驶车辆注意避让;交警可以较快速地到达现场,在事故发生前对逆行车辆进行拦截。

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    图3:城市和乡村地区的逆行检测和警示系统功能示意图

    智能交通系统防控逆行事故应用实例

    目前,美国多个州已经采用智能交通系统防控逆行交通事故,取得了一定成效,应用比较广泛的是逆行检测系统、逆行预警系统和热检测系统。

    1、逆行检测系统

    逆行检测系统的工作原理是:路面上的逆行传感器检测到逆行事件后,向交控中心发出警报;交控中心的调度员接到警报后,使用基于GIS的地图定位逆行车辆的位置和方向,并通过在该位置附近的监控相机验证逆行驾驶事件;确证后,调度员将事件位置报告到距离现场最近的执法单位,拦截逆行车辆;同时,附近的动态路况信息牌更新相应预警消息,提醒附近车辆注意避让。

    地处休士顿的哈里斯县收费公路管理局(Harris County Toll Road Authority,HCTRA)于2008年投入使用该逆行检测系统,据统计,累计检测到30起逆行交通事件,成功拦截了19辆逆行车辆。

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    图4:逆行检测系统安装情况

    加利福尼亚州交通厅在萨克拉门托和圣地亚哥地区使用了基于双雷达探测的逆行检测系统。佛罗里达州交通厅使用了基于雷达和摄像机的逆行检测系统,当检测到逆行车辆时,系统通过闪烁的信标来警示驾驶人,并向执法部门发出信息。

    2、逆行预警系统

    纽约州高速公路管理局(New York State Thruway Administration)在布法罗市I-190州际高速公路9号出口匝道处布设了基于ITS的逆行警示系统,系统由多普勒雷达探测、动态路况信息牌组成,可以警示逆行车辆驾驶人。

    多普勒雷达可对特殊的位置制定特殊的逆行检测方法;调节灵敏度和覆盖范围;安装在路边就可以进行探测,避免切入路面。

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    图5:多普勒雷达

    动态LED路况信息牌可显示不同颜色、文字和形状,能调节亮度,当检测到逆行车辆后就被激活,同样也不需要切入路面。探测到车辆逆行后,第一块LED信息牌提示逆行车辆驾驶人车辆正在逆行,第二块提示驶离当前道路,第三块提示停车。

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    图6:动态路况信息牌

    3、热检测系统

    2018年,亚利桑那州交通厅在凤凰城I-17州际公路布设了热检测系统。该系统由90个安装主干道和出口匝道上的热检测摄像机组成,这些摄像机的检测精度高达99%,但在恶劣天气条件下的误报率较高。根据亚利桑那州交通厅2018年的报告,安装以来,该系统共检测到15起逆行交通事件。

    该系统工作原理为:出口匝道上的热检测摄像机检测到车辆误驶入后,LED红闪提醒逆行车辆驾驶人,同时系统自动通知执法部门;如果逆行车辆继续驶入主干道,被后续热检测摄像机探测后,道路上的绿色动态路况信息牌瞬时更新消息,通知正常行驶的车辆前方有车辆逆行,注意避让;入口匝道的红绿灯变为红灯,禁止车辆驶入主干道,以免发生碰撞事故。

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    图7:热检测系统工作原理示意图

    目前,智能交通系统在逆行交通事故防控中的应用还处于探索阶段,随着交通新技术,如自动驾驶技术、无人机、先进智能交通系统的迅速发展,可以预计智能交通系统将在逆行交通事故防控方面发挥关键作用。