開車在路上,你想在雨霧天氣、或者不開大燈的夜間就遠遠地看清指路牌嗎?你想知道前方道路情況嗎?你想知道到達下一個交通樞紐需要的時間嗎?平行時空下,前方不能看見的道路環境里的狀態,能不能實時被開車人感知,是用“交通大腦”去調度所有在路行駛的駕駛人、還是讓每一個駕駛人的大腦與道路交通環境互動協同能夠更加有序順暢?一種“數字網聯交通標志系統”回答了這些問題。
近年來,一種融合應用數字網聯技術的“面板顯示主動發光”交通標志在北京大興機場高速、哈爾濱繞城高速、滬杭甬高速、延崇高速、博鰲鎮、濟南、長春、武漢、貴陽等全國多個省市獲得示范應用,有新聞公開報道可降減七成道路交通事故。
筆者采訪了《主動發光交通標志研究與應用》和《5G時代的智慧道路交通》書作者、中國安全產業協會副理事長、江蘇科創車聯網產業研究院院長劉干教授,他同時也是該技術研發創造者、南京賽康交通安全科技有限公司賽康交安®品牌創始人,主要觀點如下:
一是傳統反光交通標志存在的視認性不足問題
自交通標志用反光膜于上世紀八十年代引入中國以來,其借助車輛燈光獲得逆反射的視認性能,滿足了機動車輛在晴朗夜間視認交通標志及路側設施的需求,從而獲得廣泛應用。然而,不可忽視的是,正是因于反光標志對車輛燈光的依賴,使得在一些特定道路交通環境場景下,車輛燈光光線不足或者使用遠光燈,都會誘發交通事故。在一些急彎、陡坡路段,由于車輛燈光通常向地面或正前方照射,路側、門架上方的反光標志部分或全部不能形成反光,駕駛人也就無法去識別交通標志。
在雨、霧、霾等天氣,空氣中的介質存在大量水汽顆粒,車輛燈光照射到水汽顆粒會形成漫反射白茫茫的一片,照射到前方“能見度”范圍內的反光標志表面的效率大幅降低,甚至于不能照射得到,標志也就無從“反光”被車輛駕駛員視認。越是雨、霧天氣的夜間,道路交叉口及出入口的安全風險越是加大,車輛駕駛員越是迫切的需要看得清“能見度”范圍內的路側與上方標志設施。
南京仙林大學城的反光標志與主動發光霧天比對
再由于我國高速公路借鑒了美國的交通標志視認技術研究,晴朗夜間視認距離為120米。之于120公里/小時的車輛,也就是識別標志之后最多只有3秒左右的思維反應并操縱決策時間。駕駛人識別反應能力,車輛的機械性能,都會嚴重影響著這個視認距離是否能夠安全。高速公路樞紐出口、道路交叉口占比交通事故總量50%以上比例,不無關聯。
怎么辦呢?國際上通行的做法,是在交通標志的上部或下部位置加裝燈具照明裝置,但是這一技術導致了標志桿件架構與高能耗用電成本高昂,中國自八十年代引進反光膜技術開始,并沒有實施這樣的交通安全保障措施。
美國高速公路加裝燈具照明的指路標志
二是面板顯示主動發光交通標志具有提升視距46%以上、事故降70%以上、105倍工程價值投資值的顯著優越性
南京賽康交通安全科技有限公司用近10年時間、投資數千萬元完全自主研發完成了世界領先的面板顯示主動發光交通標志,在色溫、色度、色態、光波等方面進行了大量實驗和研究,克服了傳統反光式交通標志對車輛燈光的依賴,解決了雨霧等低見能度環境和夜間視認不清、視認距離過短的問題,使得駕駛人能夠全天候自然地在任何能見度環境中遠距離識別讀取標志信息內容。
北京大興機場高速在用面板顯示主動發光
2016年南京賽康交通安全科技有限公司與交通運輸部公路科學研究院聯合開展《LED主動發光標志與逆反射標志夜間視認性對比試驗報告》,結論為主動發光標志能夠視認距離提高46-63%。在道路交通安全工程學術研究中,交通標志給予車輛駕駛員的視距提升,能夠直接轉換為駕駛任務中的安全操縱時間,從而獲得基于人因的安全保障,減少或避免因視距不足、視認不清、方向不明而誘發的道路交通事故。
2017年南京賽康交通安全科技有限公司與同濟大學共同開展《應用主動發光技術提高道路交通安全的測試評價》,結論為夜間及惡劣天氣條件下主動發光標志的關鍵信息對比度提高25%-38%,均能夠直接改善視認性能從而提高主動安全性;交通安全經濟學的角度,工程投資價值VE值最高可達105倍,而普通的反光標志僅僅可達24倍VE值。
同時,相較于國際上常用的外部照明式交通標志,面板顯示主動發光交通標志僅僅是其用電功耗的不足20%,長達7-10年使用壽命周期穩定可靠免維護也是成本上的顯著優勢。
三是融合應用數字網聯技術,能夠讓道路交通不再擁堵
江蘇科創車聯網產業研究院最新研發成功一種能夠直接讀取交通信號機的數據鏈單元SDCU(Smart Data Chain Unit),是車聯網技術RSU(Road Side Unit)路側單元的升級版,采用現代的通信和互聯網等技術,通過對車聯網環境下道路各節點的通信集成、數據集成、算法集成,實現各類數據的充分融合、高效傳輸和主動控制的設備。其重要作用在于將信號燈、可變車道、動態指路之間數據打通,從信號燈或可變車道各自孤立的方案化定制,發展到數字化時間與空間組織的一體化。
有了SDCU和大數據、互聯網、5G的加持,使得已有的面板顯示主動發光技術獲得了數字網聯的升級。提前并連續告知前方路況、精準告知行程時間、全天候更遠更清晰的識讀性能、更加經濟的成本優勢,數字網聯面板顯示指路標志已經是人工駕駛乃至智能汽車與道路交通規則、環境實時互動的最佳適配。滬杭甬高速2020年應用該技術試點“醒目”工程后,經統計夜間事故數量相比之前平均下降12.9%,夜間平均車速相比之前提升9.51%。
劉干說,上面說的又叫作“分布式數字網聯交通技術”,是以最佳的駕駛任務與出行環境體驗為供給,將數字網聯技術廣泛應用于道路的節點、路側,讓出行者預知平行時空下即將到達卻不可見的前方(下游)路況,由出行者主動做出預見性決策、互動性選擇,實現“零事故、快行車”。
劉干總結,道路交通管理當下正處于“單兵式路口指揮調度和集成式信息中心研判”結合應用階段,交通事故與擁堵問題已經面臨技術上的山窮水盡、束手無策狀態。盡管互聯網導航技術為更多出行者提供了目的地定位、路徑選擇、場景預告等功能,由于是建立在既有的或欠合理不科學的道路交通環境和設施基礎上,以及有限的應用率,并不能夠顯著改善駕駛任務不良習慣和道路行車環境。依舊高發的駕駛突變事件和交通事故,是導致道路交通擁堵的重要原因之一;更多駕駛人在行車中沒有能夠與交通規則互動、沒有能夠預知前方路況,是導致交通事故和加劇擁堵的又一重要原因。要真正做好道路交通就要做到三個互動:第一個是人(或自動駕駛的機器人)與交通環境規則進行互動;第二個是車輛(行駛軌跡、制動、油門、轉向等四個數據)要和云平臺互動;第三個是前面兩個互動產生的大量數據要與道路交通環境中的時間和空間資源進行互動。
國家級(無錫)車聯網先導區應用智能網聯三級交通信號誘導
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