山区高速公路行车安全信息与导航系统融合应用研究

雷星 王剑波

摘  要：现有导航软件已经在导航信息中逐渐融合了与交通安全相关的内容，大大提升了路网行车安全水平，但针对山区高速公路高海拔、长下坡、长隧道、冰雪雨雾等特殊路段的关键信息尚未完善的问题。文章基于高德、百度两款市场占有率较高的导航软件的测试结果以及各特殊路段上的行车特征，找出了现有导航軟件在特殊路段信息内容、表达方式、路线规划上的不足，并提出了对应的安全引导功能的改善建议。

关键词：导航软件;交通安全;特殊路段;导航信息

中图分类号：TP335;U491.5      文献标识码：A 文章编号：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

近些年来，随着信息技术的不断发展，导航软件逐渐完善和普及，现已成为驾驶员获取实时路况信息的关键手段。导航软件能让驾驶员及时获得行车预警信息提示，使其能提前注意并采取措施，从而提高行车安全水平。导航信息的准确性、完整性、及时性，对驾驶员，尤其是对驾驶经验不够丰富和对前方路况和安全通行条件不够熟悉的驾驶员行车安全显得至关重要。

随着“互联网+”交通安全的概念受到越来越多的关注，导航软件已经在提供的警告、禁令、指路、指示、告示等信息内容中逐渐融合了一些与交通安全相关的信息，大大提升了路网行车安全水平。但是针对山区高速公路上高海拔、长下坡、长隧道、冰雪雨雾等特殊路段上的关键信息仍有所欠缺。据统计，我国每年在这些特殊路段上发生的行车安全事故要远高于普通路段。四川省山区高速公路占比高达80%以上，其行车安全性一直是山区高速设计、建设和经营面临的重大难题。因此，如何针对各种山区高速公路各特殊路段的行车特征，完善特殊路段导航信息，就成了提升山区高速公路行车安全水平亟须解决的问题。

1  现有导航软件测试分析

本研究以《四川省藏区高速公路安全保障技术及可持续发展研究》和《基于导航迁入的川西山区高速公路行车安全信息系统设计》两个项目为依托，以当前驾驶员出行使用频率最高的导航软件为信息载体，以同时具有高海拔、长下坡、长隧道、冰雪雨雾等特殊条件的山区高速公路为样本路段，作者及团队相关研究人员驾车实地调研测试，并记录各特殊路段上现有导航软件的信息发布内容和方式。最后，结合各特殊路段上的行车特征和导航测试结果，找出现有导航软件在山区高速公路各特殊路段上存在的问题和不足。

目前市面上的导航软件较多，为确保测试结果的代表性，研究单位选取了高德和百度两款市场占有率较高的导航软件进行测试。测试路段则选取了雅康高速公路（康定-泸定段）和雅西高速公路（托乌山北坡段）两条较为复杂且比较典型的山区高速公路。通过测试分析，发现现有导航软件在高海拔、长下坡、长隧道、冰雪雨雾等特殊路段上的应用均存在一些不足。

1.1  高海拔路段

高海拔路段自然条件恶劣，空气稀薄，容易形成积雪、暗冰，会严重影响驾驶员的生理和心理，加速驾驶员疲劳感的产生，造成驾驶员反应迟钝。高海波路段行驶时，车辆的输出功率会随着海拔的升高而逐渐降低，致使车辆爬坡能力大幅度下降。

目前，导航系统中没有进入高海拔路段的预报，驾驶员在进入高海拔路段前无法预知，无法进行道路的选择或是生理心理上的调整。导航系统中也没有海拔高程显示，驾驶员在行车过程中无法准确了解当前的海拔高度，不能做出相应的驾驶行为调整。导航系统中还欠缺与高海拔路段行车相关的安全、应急准备警示，驾驶员在行车过程中不清楚如何采取相应的安全措施。

1.2  长隧道路段

进出隧道时，驾驶员眼睛会产生“黑洞”和“白洞”效应，在这两个过程期间，驾驶员因得不到足够的视觉信息，可能出现操作失误。驾驶员长时间在隧道内行车，在灯光的照射下容易产生视觉上的疲劳和错误判断，驾驶员心理上也容易产生压抑感，导致超速、超车等行为的发生。

进入长隧道前，导航系统都会进行预报，告知驾驶员即将进入隧道，并告知驾驶员隧道长度。但部分路段导航系统会提前几公里甚至几十公里就开始进行预报，信息预报过早无太大意义。由于某些隧道灯光较暗甚至无灯光，进入隧道前导航系统缺少开大灯提示，会造成驾驶员在明暗交替过程中操作不当。在隧道中行驶时，导航系统中缺少保持安全速度、勿改道超車等安全警示，驾驶员容易做出超速、改道超车等行为。由于长隧道需要驾驶员长时间驾驶才能通过，但现有导航系统缺少对剩余隧道长度和通过时间的预估和告知，驾驶员对所处位置无法准确判断，容易造成驾驶员心理上的负担。

1.3  长下坡路段

车辆在刚进入下坡路段时，车速会突然提高，驾驶员操作不及时就容易引发行车安全事故。车辆在连续长下坡路段上行驶，由于长时间使用行车制动，制动器温度急剧上升，制动效能衰退现象突出，严重时车辆制动能力完全丧失，以致特大事故经常发生。驾驶员在长下坡路段行驶时间过长，遇到缓坡，容易误以为在平路上行驶，制动不及时容易导致车速过快，引发行车安全事故。

在进入长下坡路段前，导航软件会进行语音播报，提示驾驶人注意前方有长下坡，需减速行驶。但导航系统中无文字显示，且没有坡长、坡度、高程等信息，驾驶员无法准确了解长下坡路段的具体情况，不能根据路况调整其驾驶行为。导航系统中也没有适用于长下坡路段的行车安全警示要点信息，驾驶员无法在行车过程中采取对应措施。

1.4  冰雪雨雾路段

在冰雪雨雾路段上行车，驾驶员视线受雪花、雨水、大雾的影响，可视距离缩短，容易造成驾驶员能见度不足，驾驶员看不清前方及周围的状况，对车间距离的掌握以及道路标志的识别都产生困难，极易发生碰撞。车辆在冰雪、雨水路面上行驶，因汽车轮胎与路面的摩擦系数减小、附着力大大降低，汽车驱动轮很容易打滑或空转，车辆在行驶中如果突然加速或减速，很容易造成侧滑及方向跑偏现象，遇紧急情况，制动距离加长。

现有导航系统中缺少对多雾路段、冬季结冰路段、多雨雪路段的相关预报，驾驶员无法提前预知相关信息，从而采取绕行或取消行程等行为，造成驾驶员冒险行驶或中途折返等危险行为出现，增加了行车安全的风险。导航系统中也没有适用于冰雪雨雾路段的行车安全警示要点信息，驾驶员行车时无法采取正确的安全措施。

2  导航软件的安全引导功能改善建议

根据高德、百度两款导航软件在山区高速公路特殊路段的测试分析结果，发现现有导航软件在信息内容、表达形式和路线规划中均存在不足，驾驶员无法完全掌握山区高速公路特殊路段的关键信息，故对此提出以下几点安全引导功能改善建议。

2.1  完善导航信息内容

根据导航测试结果发现，现有导航软件在山区高速公路特殊路段上的导航信息内容有所欠缺，存在无高海拔路段对应提示、无高海拔路段安全操作信息等问题，不利于驾驶员掌握复杂多变的道路实时状况并采取相应的安全措施。根据导航软件信息的分类，需完善相关导航信息内容，关键要素如表1所示。

2.2  改良导航信息表达形式

根据导航测试结果发现，现有导航软件存在表达方式不规范（如特殊路段特征和行车注意等方面）、提示方式不科学（如提示过早有效性低等）等问题，需进行优化改良，提升驾驶员获取关键信息的效率。特殊路段导航信息植入导航系统后，可用单独语音、单独图形、语音+图形等三种方式表达。根据信息内容需要合理选择相应的表达形式和发布时间，让驾驶员更方便、快捷、及时地接收到导航信息，从而采取应对措施。如即将进入到长下坡路段时，可以采取语音+图形来进行发布，用语音播报前方即将进入长下坡隧道，应采取相应的安全操作信息，同时在界面上显示上长下坡信息，如图1所示。

当车辆在长下坡路段行驶过程中，还可以对长下坡路段余长信息、停车区信息、避险车道信息等局部信息进行语音预报，同时显示长下坡信息，如图2所示。

2.3  优化导航行程路线总体规划

驾驶员在行车前，通常会先根据导航对行程路线进行选择。但测试结果表明现有导航并未对特殊路段信息进行预报，驾驶员不能根据自己的需求进行合理的路线选择，致使驾驶员返程或临时变更路线。导航软件应将导航行程路线上的高海拔信息、天气信息、温度信息等内容在导航查询预告中呈现出来（如图3所示），让驾驶员能提前预知相关信息，更有利于驾驶员在行车前做好充分的准备措施（如检查车辆制动、准备药品等）。

3  结  论

导航软件已经成为驾驶员掌握道路实时状况的重要工具，但导航软件的信息内容和表达形式还需要进一步完善，特别是一些行车安全事故频发的特殊路段更应该引起交通管理部门的重视。导航软件与交通安全信息的融合需要以不断完善导航信息内容、改良导航信息表达形式、优化导航行程路线总体规划等手段为抓手，让导航软件不断“升级”，更好地为交通运行服务。

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作者简介：雷星（1986.03—），男，汉族，四川成都人，讲师，硕士研究生，主要研究方向：交通运输规划和道路交通安全。