用物联网技术解决团雾安全隐患的关键技术研究文献综述

　　　

(1.重庆交通大学 交通运输学院　中国　重庆　400041；2.湖北省交通运输厅武黄高速公路管理处养护三站　湖北　通山　437600)

一、研究目的和意义

团雾在我国分布十分广泛，影响道路交通安全，给人民群众出行造成巨大威胁。尤其是随着全国高速公路互联互通和社会机动化水平的不断提升，人民群众的出行距离、出行频率相比以往越来越远，越来越高，团雾的影响范围、影响人群越来越广，造成的安全隐患越来越大。同时，一旦团雾诱发多车连环追尾事故，事故的烈度会很大，不仅造成人员伤亡和恶劣的社会影响，还给高速公路经营方带来较大的收费损失。团雾是参与各方俱损的的一个自然灾害，无法根除，只有通过科学研究采用更为先进的技术科学地进行规避和缓解。因此，开展团雾环境下交通行为的研究，科学合理地制定行车控制策略，研发主动引导设备，开发预警及报警系统，对于合理规避团雾对行车安全的负面影响，保障车辆通行安全，提升警情发现和救援效率，对于最大限度地保障团雾环境下人民群众的出行安全，降低事故烈度具有极为重要的意义和应用价值。

二、国内外研究现状

(一)国外研究现状

团雾作为一种常见的气象现象而存在，对高速公路的行车安全影响非常重大，为此国内外学者进行了大量研究。

在国外，特殊天气下的车辆行驶安全研究开展较早，学者们对高速公路雾区安全开展了一系列研究。如从速度角度出发，Richard vander Horst&Jeroen Hogema研究了基于低能见度条件下的驾驶员驾驶行为，提出了车辆进入雾区前4.5-5s内应启动避免碰撞系统。实验研究表明，在气象视距降低到200m附近时，交通基本不受影响，而当气象视距小于200m时，平均车速将随之呈线性关系降低[1]。FHWA对美国高速公路限速标志设置的区间长度最小值进行了规定，在对雾天能见度和车速的关系、分车道和分车型限速方法等问题的研究基础上，为选取雾天高速公路限速标志设置的区间长度最小值提供了依据[2]。Y.F.Li在德国高速公路行车规范中给出了两相邻限速区间限速差与事故率的关系表，为雾天高速公路容忍合并的相邻区间的最高限速值的研究奠定了基础[3]。从安全保障系统角度出发，LIU weiming提到雾天高速公路行车安全保障系统是一个以管理为施控主体，以运输安全直接影响因素(人、车、路、环境)为受控客体的控制系统，其目的是实现雾天情况下高速公路运营的安全性、经济性、舒适性、高效性[4]。PB Farradyne提到美国高速公路雾天紧急救援的程序[5]。为保障雾区行车安全，在研究雾的浓度与驾驶员视知觉关系方面，Hogema,J.H&Horst,A.R.A.vander通过计算机模拟显示，在无灯的情况下，雾浓度衰减系数和预测视距之间存在较为理想的对数线性关系[6]，该结果对雾区车辆行驶间距的选定具有重要的参考意义。

国外这些研究成果对保障雾区的行车安全具有较强的理论指导意义，但对于如何在团雾路段解决驾驶人的内心关切，并没有上升到具体的对策措施上来。上述文献提到了车辆雷达系统，该技术对于控制合理跟车距离十分有效，但在我国当前国情下，大部分车辆都不具备雷达防追尾系统。因此，雷达技术虽然比较好，但在中国目前发展阶段没有任何借鉴价值。

(二)国内研究现状

目前国内对大雾易发路段采取的安全防范措施为在公路两侧安装黄色诱导标志和广播，诱导进入雾区车辆缓慢前行，或采取压车的办法分时段放行，或采取封道的办法处理。对于常态性的多雾路段，目前采取的诱导措施单一，效果较差，无法提示前方车辆的距离。因此，能见度低于50m时高速公路只能封道或下令车辆改道行驶，车辆改道增加了国省道路通行压力，因司机路况不熟导致改道后车辆交通事故频繁发生[10]。国内研究高速公路雾区行车安全保障问题始于20世纪90年代，起步较晚，研究成果有一些应用，但总体来讲效果不是很明显，相关文献不多。

蒋其才等人对高速公路雾区行车安全保障措施进行了研究，建立了雾天公路应急指挥系统。该系统能协助道路维护部门、紧急事件管理部门、交通管理部门和道路使用者进行科学决策，对高速公路雾环境下的管理策略具有一定的指导意义。学者刘志宏等人认为，通过在高速公路雾区设置智能的通行对策能够有效降低灾害天气条件下行车风险性，该学者认为，借助现代电子科技系统的帮助，太阳能防盗雾灯警示系统是对恶劣天气条件下高速公路交通管控的有效辅助手段。

(三)研究现状评述

综合上述研究成果，针对雾环境下交通安全保障问题提出的诸多措施，虽然在一定程度上能发挥雾区的安全指引作用，但这些方法都是被动措施，尚没有形成较为成熟工程措施的理论、技术与方法。团雾以其不可确定性、突发性、难预测为表征，传统的技术手段对于大范围的雾气、低能见度的雾霾有一定的被动指引作用，但对于团雾而言很难起到作用。团雾环境下安全行车保障研究的焦点聚集在3个方面：1)如何即时检测团雾并对驾驶员和管理人员进行及时预警；2)如何在团雾发生的情况下保障车辆安全通过团雾路段而不发生恶性连环追尾事故；3)如何在发生第一起事故时及时发现并报警以防止二次事故发生。