基于城市道路交通安全设施管理的智能化探讨与应用

尚永鑫

(中科软科技股份有限公司 北京市 100080)

0 引言

城市道路服务水平是衡量一个城市发展进步的标志，当前社会科学技术快速发展，互联网、大数据、AI、视觉识别感知等技术在民生的各个地方都有着广泛的应用。社会越来越关注人们出行的质量，对于降低事故发生率、提高交通参与效率等都提出了更高的要求。道路的安全设施已经不是只能够提供简单的指路信息、规范行车秩序等作用的道路附属设施。新时代赋予了道路安全设施新的历史意义，作为道路最为基础的安全保障设施应该发挥更为强大的能量。通过新技术的融合应用，对于城市道路安全设施的管理也朝着数字化、精准化、高效化和智能化的方向发展。

1 城市道路交通安全设施智能管理必要性

城市路网相比于高速公路和国省干道来说比较复杂，交通安全设施较多，对于这些设施的管理增加了很大难度，不利于日常的维护，运维效率相对低下。但是，将现有的安全设施采用数字化的管理，把现有的标志、护栏、标线等设施进行数字编码，通过不同的维度进行规划分类，结合路网信息、定位信息等建立统一的数字化标准，从而扫除之前安全设施管理的各种障碍，简化工作流程，可以从不同维度获取安全设施的信息。这就是我们要对城市道路交通安全设施进行智能化管理的原因。

2 城市道路交通安全设施的管理现状

2.1 安全设施运维低效

城市道路交通安全设施传统的管理具有一定缺陷，总结有以下几点：

(1)对于安全设施的信息主要依靠人工统计，由于很多安全设施(类如防撞护栏损坏、靠近路口处标线磨损)需要频繁的更新或更换，在多次的手动统计更新工作后会导致运维数据精准度下降，从而会影响整体数据的准确性。

(2)不具备对安全设施信息的数据分析能力，无法从早期计划和施工信息中初步判断数据的准确性。

(3)缺少安全设施的地理坐标信息，不具备即时采集安全设施状态、位置的准确信息。

(4)缺乏对故障信息和维护信息及时更新能力，当事故发生安全设施被损坏时，不能采取及时的措施对其修复，影响道路的服务水平。

2.2 规划缺乏整体性

传统的城市道路安全设施规划设计大多数情况下是随着路基路面的新建和周期性的大中修项目而产生的，依据安全设施相关的国标、地方性的规定来进行规划设计的。所带来的缺点也是很明显的，比如在同一个城市，不同区域的道路安全设施设置的方法也不尽相同，所使用的材料、尺寸、外观的形式都是有很大差异的，虽然遵循相关的规定但是所展示出来的效果就显得不够统一、不够整体。在管理上就变得更加困难，安全设施信息纷繁杂乱难以梳理，相关的维护部门就需要储备更多种类的备件、备料，降低了运维的高效性。

通过对传统的城市道路交通安全设施管理的分析，我们可以看出，安全设施的数字化科学管理是必要的也是可行的，通过智能化、自动化、精细化的管理，可以提升安全设施的管理效率，同样也可以大幅节省成本投入。

3 融合新技术下的城市道路交通安全设施管理

3.1 大数据分析技术赋能道路交通安全设施管理

当前，为传统的管理方式转型、升级、赋能离不开大数据和人工智能技术，挖掘数据潜能可以为城市道路交通创造更多价值。大数据技术的有效应用是建立在精确的原始数据基础上的，所以将城市道路上的安全设施信息进行数字化管理成为首要任务。以安全设施的各种参数进行数字化编码，通过对路线编号、桩号、行进方向、地理坐标、设施类型等参数的录入整合，将资产数字化形成以国标为基准、地方法规和出行习惯为基准的城市级道路交通安全设施的管理系统。

系统将安全设施的用途、属性等进行分类，由于数据相对复杂，录入过程需要在保证数据时效性的前提下进行，把无序的数据变为有序的标准数据，建立安全稳定的数据库。这样我们就可以运用大数据分析技术对于安全设施的数据进行分析，挖掘数据的潜在价值，提升工作效能[1]。如图1所示，通过数据分析可以对事故多发地的安全设施损坏信息进行分析，从而进行路口的优化配置；通过对标线的磨损数据分析判断供应商的施工质量情况等等大数据的分析应用。

图1 数据分析提供方案评价

3.2 AI智能化提升运维效能

视频识别技术推动交通安全设施管理智能化主要体现在两个方面：

(1)路端交通安全设施的自动检测，利用北斗卫星定位、视频图像识别以及雷达探测等采集技术对地物要素进行自动采集，然后将路端的安全设施矢量化展示在3D地图上，日常的运维工作只需要按自定义时间进行数据采集即可，缩短了交通安全设施信息的录入时间，提升了数据的准确性，便于对基础数据进行数据挖掘和数据的增值服务[2]。

(2)采用视频图像检测技术对路面上的交通安全设施的健康度进行智能化的检测。应用较为广泛的有：对路面标线(热熔和冷漆)的磨损情况进行图像检测分析，对路上的交通标志版面的完好度和反光性能进行检测分析，也可以对护栏的竖直线性进行智能检测。使用上述智能检测替代传统的人工调查方法，可以为运维管理人员提供更为准确的采集信息，包括安全设施受损位置、长度、面积以及相应的影响分析，既提高了检测效率又节省了成本[3]。

通过对交通安全设施的信息采集以及对其性能及完好度的检测分析，在智能的管理系统中，可以直观地获取以上信息，如图2所示，通过对信息的分析并给出相应的解决方案。

图2 交通安全设施信息采集分析流程

3.3 变“单一管理”向“多元管理”的转变

作为构建“城市交通大脑”的一部分，充分利用“人工智能+大数据”技术，对于道路交通安全设施信息数据采集、清洗、加工、挖掘，可以向城市交通其他的体系提供有价值的数据，推动交通环境的升级，由单一的交通安全设施管理向多元化的城市交通大脑推进[4]。

通过对交通安全设施智能化的管理，可以推动交通安全由被动到主动的转变，针对事故多发地的安全设施设置的分析，进而优化交通环境，规范相似路段的交通安全设施设置方法，变粗放管理为精细化管理。通过应用科技信息化技术手段，结合当前城市交通安全需求，进一步探索拓展交通治理应用。

4 结语

城市道路交通安全设施是保障交通参与者安全出行的基础保障，通过使用智能化的交通安全设施管理方法，能够极大程度地解决路端的交安设施对于交通参与者的安全保护问题，同样也大幅地提升了城市交通安全设施的运行维护管理工作效率。利用当代的大数据、AI智能、高精度的北斗卫星定位等高新技术来参与管理城市的道路交通安全设施，从而保证了城市的交通安全，提高了相关管理部门的管理水平和效率，简化了城市道路交通安全设施的管理工作。