道路交通事故现场图智能绘制技术实战化应用研究

课题组

（上海公安学院， 上海 200137）

一、引言

进入21世纪，上海道路交通事业高速发展，截至2019年年底，道路长度5224公里，其中高速公路通车里程835公里，机动车保有量超过600万辆。交通要素的急剧膨胀不仅使道路交通隐患大量增加，也使交通事故总量呈现上升的态势。面对错综复杂的道路交通事故现场，执勤民警在兼顾管理效率的同时，还需要客观、全面、科学地勘验，制作道路交通事故现场图，分析道路交通事故成因，正确认识事故发生的全过程，从而实现道路交通事故责任认定依据的证据链闭合。然而传统的现场图制图模式存在制图不规范，绘图时间较长，后续处理繁琐等问题，已经无法适应当下的工作要求，并且落后的工作方式与上海国际化大都市的交通管理水平也极不相称。这成为当下上海公安机关交通管理部门必须面对并亟待解决的问题。

早在2008年上海市公安局交通警察总队已向全市公安系统交通事故处理条线的各有关单位配发携带有道路交通事故现场图智能绘图功能的道路交通事故勘查车，但之后十年因为该技术发展尚未成熟等原因，在取得一定成绩的同时，并未得到广泛的应用。对此，上海公安机关交通管理部门高度重视，2018年根据市局总体部署，以深化公安改革为契机，再次创新试点利用新一代道路交通事故现场图智能绘制技术力图提升道路交通事故现场图绘制质量，并在道路交通事故深度调查等工作领域中运用该技术作为突破口，其目的一方面是为实现道路交通事故现场图标准化绘制探索出有效的新路径和摸索出行之有效的新方法。另一方面是通过高度标准化制图进一步完善交通事故责任认定过程中所需的证据链，从而提升道路交通事故现场勘查的质量。2019年1月第一批应用单位为上海市公安局交警总队事故防范处事故复核组，以及松江分局方松派出所。在取得一定成果的基础上，2020年4月金山分局、浦东分局加入试点利用该技术全力提高辖区道路交通事故处理质量，取得了一定的成效。

笔者认为我们有必要研究如何通过切实有力的科技力量提升道路交通事故现场图绘制工作实效。本文以目前在上海市公安局交通警察总队、松江分局、金山分局、浦东分局（分局均指公安分局）实战运用为例进行分析与评价，根据现阶段道路交通事故现场图智能绘制技术运用的的现状，分析管理中存在的难点问题，并对存在问题进行剖析，从而提出有针对性的优化对策建议，因此具有重要的理论意义和实用价值。

二、道路交通事故现场图智能绘制技术实战化应用现状

（一）道路交通事故现场图智能绘制技术的概念

道路交通事故现场图智能绘制技术是指基于多旋翼无人机、激光三维扫描仪等新科技装备，并结合计算机制图系统绘制道路交通事故现场图，并利用网络直接上传公安数据库，从而提高道路交通事故现场图可视化程度，提高数据采集和上传效率。目前道路交通事故现场图智能绘制技术分为桌面绘图技术（Desktop Diagramming Software）和现场绘图技术（Field Mapping），其中桌面绘图技术主要是应用于传统手绘制图的规范化再复制，现场绘图技术则代表当下道路交通事故现场图智能绘制技术发展的潮流趋势。

目前上海公安交通管理部门利用道路交通事故现场图智能绘制技术绘制道路交通事故现场图主要基于现场绘图技术，所配套的装备主要由四部分构成：

其一是数据采集设备即大疆无人机（交通警察总队目前使用的是Inspire2），通过多旋翼无人机结合空中悬浮技术拍摄道路交通事故现场概览图，获取事故正射影像图。

其二是绘图设备即“道路交通事故现场绘图系统”，通过安装在平台上的“道路交通事故现场绘图系统”接受无人机拍摄的图像数据，并由事故处理民警在事故现场直接在事故正射影像图上绘制事故现场图。目前上海公安机关使用的是由上海市公安局交通警察总队、公安部交通管理研究所和南京模幻天空航空科技有限公司共同研发的系统，并配有无线打印机。

其三是视频辅助，除利用道路交通事故现场图智能绘制技术绘制道路交通事故现场记录图外，目前，交警部门结合道路视频监控设备，了解事故发生动态资料，在此基础上进一步制作现场分析图。

其四是数据云，通过搭建专有的数据云，汇聚与事故发生相关的基础数据信息，为后续事故成因分析、数据统计等相关工作提供支撑。

（二）国内外道路交通事故现场图智能绘制技术运用现状、水平和发展趋势

1. 国外道路交通事故现场图智能绘制技术在交通管理中的实际运用

道路交通事故现场图智能绘制技术基于1963年计算机人机交互系统的出现， 20 世纪90 年代以来，计算机硬件技术的发展使得小型化便携式设备得到了普及和应用，平板电脑的出现更是成为人机交互系统技术发展的重要里程碑。进入21世纪，美国多个州已相继开发出以车载电脑为平台的信息采集系统，所使用的信息采集方法包括近景摄影测量、激光测量仪器等，并利用这些方法完成事故信息的记录，并绘制事故现场图，同时在现场勘测完成之后，相关信息还可利用网络直接上传至警方数据库，提高了数据的采集和上传效率。德国的交通事故现场信息采集更多地考虑到了事故安全研究的需要。在记录事故车辆损伤方面，德国要求现场勘测人员使用高清晰度的相机对事故车辆的八个水平角度进行拍摄，以保证所记录车辆损伤信息的全面性。在绘制事故现场图时，德国要求使用相关的电脑软件完成绘制，且事故现场图中所示的道路形状、路宽、道路转弯半径、车辆轨迹等信息须与实际现场完全一致。

2. 国内道路交通事故现场图智能绘制技术在交通管理中的实际运用

国内对于道路交通事故现场图智能绘制技术的研究始于2000年，哈尔滨工业大学在国内率先就交通事故现场图智能绘制技术进行了一系列有益的探索，提出了一种基于基本图元划分的 HMM 模型识别方法，研发出国内第一代道路交通事故现场图智能绘制系统，但该系统主要应用于桌面绘图技术（ Desktop Diagramming Software），且存在绘制速度慢、效率低、错误率高等情况。2002年北京市丰台区交警部门在哈尔滨工业大学研究的基础上在全国范围内率先运用现场绘图技术（Field Mapping），并使用掌上电脑绘制事故现场图，开创了交通事故现场图智能绘制的先河。2008年上海公安机关继北京公安机关之后，将21辆国内最先进的装备有现场绘图系统（天泽道路交通事故现场绘图系统）的事故勘查车交付全市各区县交警部门使用。该事故勘查车装备有360度智能拍照吊臂，能多角度拍摄事故现场实景，通过数据线连接到车载电脑，运用制图软件绘制交通事故现场图。第一代道路交通事故现场图智能绘制系统存在功能使用繁琐，实景拍摄范围偏小，使用成本高等情况，因此在全国公安系统内并没有得到真正的推广。2018年上海公安机关在公安部道路交通管理研究所的技术支持下，研发了第二代道路交通事故现场图智能绘制系统，该系统运用无人机结合平板电脑在事故现场绘制道路交通事故现场图。第二代道路交通事故现场图智能绘制系统对比第一代系统增加了全覆盖拍摄功能，而且所用设备轻巧，便于携带，同时绘图速度较快，得到了试用民警的好评，然而该绘制系统依旧存在运用成本高、操作功能繁琐的问题。因此未来还需进一步改进，才能推广为全市交通事故处理民警所使用。

（三）上海公安机关运用道路交通事故现场图智能绘制技术现状

1. 管理平台的构建

为了推进道路交通事故现场图智能绘制技术在道路交通事故现场勘查工作中的运用，上海市公安局交通警察总队（以下简称总队）领导在听取各方关于利用道路交通事故现场图智能绘制技术开展道路交通事故现场勘查工作的相关技术及解决方案后，提出工作要求，上海市公安局交通警察总队事故防范处负责研究部署具体措施。2018年8月上海市公安局交通警察总队成立了以事故防范处事故复核科为核心的新技术实战应用团队，确定了第二代道路交通事故现场图智能绘制技术应用的领域和范围。

同时，为了探索在派出所一线综合执法民警使用道路交通事故现场图智能绘制技术的效果，松江分局方松派出所在该所前期应用无人机开展治安管控的基础上扩展至交通管理领域，并购置平板电脑及道路交通事故现场绘图软件，开展交通事故现场图绘制工作。

2. 新技术应用人员的业务培训

新一代的道路交通事故现场图智能绘制技术的实战应用对于交通事故处理民警的业务技能也有了新的要求。2016年松江分局方松派出所安排了15人接受无人机操作培训，并参加了统一考试，获取了中国航空器拥有者及驾驶员协会颁发的无人机执照。2018年年底上海市公安局交通警察总队也安排事故防范处部分民警接受无人机操作培训，获取无人机执照。同时总队在开展大练兵过程中也加强了相关岗位民警使用道路交通事故现场绘图软件的操作应用能力方面培训。

3. 配套设备的购置和智慧科技的运用

在充分调研论证的基础上，2018年9月总队事故防范处与公安部交通管理研究所开展合作，并重点考察了沈阳、南京、深圳、北京、杭州等地相关公司的相关技术产品。在此基础上最终选择南京某公司的制图系统，并采购了其两套产品（含：大疆Inspire2无人机、平板电脑、绘图软件、无线打印机）作为重点应用。

4.道路交通事故现场图技术标准的修订

为了适应道路交通事故现场图智能绘制技术的发展，国内自 2009 年、 2014 年、2019连续三次修订道路交通事故现场图绘制行业标准，并新制定了《道路交通事故现场图绘制系统通用技术条件 GA/T 1381-2018 》，依据道路交通事故现场图绘制方面实际需求，除完善传统的事故现场图绘制方法，还增加了计算机绘图和以多旋翼无人机为载体，俯瞰拍摄的事故现场实景记录方式和激光三维扫描等方法，使得在交通事故现场图绘制方面，从传统的手工绘制向现场实景图转变，从二维照片向三维实景图像转变，并能够多视角全方位对事故现场进行观察和测量，充分体现了技术先进性和创新性。

5. 取得的实际效果

自2019年1月至2020年4月总队事故防范处按道路交通事故现场图智能绘制技术绘制400余份现场图，笔者从中调取了50份现场图进行批阅。同时笔者整理了自2016年先后由本人主持的历年市局职后交通民警培训班等道路交通事故现场图绘制考核试卷，对培训民警按照传统手绘方式绘制的总计1235份道路交通事故现场图批阅结果进行统计。然后两相对比之下，有如下的变化：

表格1：传统手绘方式与智能绘图方式各项数据对比

从统计分析来看，智能绘图方式由于结合了悬浮技术，对现场图中各元素运用拍摄了俯瞰正投影照片，因此无失真情况出现，而民警在按传统手绘方式制图过程中呈现图形符号绘制规范率偏低的情况；此外，在尺寸比例精准率、定位方法正确率、标注文字准确率等方面智能绘图方式比之以往手绘制图均有了明显优势。

三、道路交通事故现场图智能绘制技术应用中存在的问题

为了进一步总结道路交通事故现场图智能绘制技术实战应用中存在问题，我们对本市已经试点应用的总队、松江分局、金山分局、浦东分局等单位开展调研，收集一手执法材料，并通过后续定量和定性分析，发现如下亟待解决的问题。

（一） 智能绘制技术实战应用领域尚存局限

智能绘制技术实战应用领域尚存局限主要包括两个方面：

一是实际应用单位偏少。目前上海市公安机关仅部分单位在使用该技术。市公安局自2008年至今连续12年通过增加设备、引进技术、修改行业标准（《道路交通事故现场图绘制》一直是由上海市公安局主持修订的），其目的是为了新技术的推广，然而道路交通事故现场图智能绘制技术推进多年始终没有根本性的“破题”。

二是实际应用案例偏少。目前即使是已经开展应用的单位也没有在各自单位处置道路交通事故过程中广泛应用该技术。因此道路交通事故现场图智能绘制技术如果不能得到各单位进一步重视，那么就无法实现道路交通事故现场图智能绘制技术给当下道路交通事故处理带来的规模化效应，其取得的成效自然也就十分有限了。

（二）各单位使用新型智能绘制技术缺乏深度交流

在调研过程中发现，2008年上海公安机关统一向各单位配发的交通事故勘查车目前均已报废，车载的国内第一代现场绘图系统因为版本落后、使用繁复等原因也早已停用。而目前已经使用第二代道路交通事故现场图智能绘制技术的各单位在采购相关智能设备、操作系统时虽然按照规定的要求进行，但由于各单位科技部门联系的是不同的科技公司，同时各单位彼此之间也缺乏联系和深度交流，所以新技术在使用过程中的价值无法得到进一步总结，其存在的各类问题也无法得到归纳和评价。

（三）智能绘制技术运用成效的相关统计数据缺失

在对部分单位调研中，笔者发现智能绘制技术运用成效的相关统计数据缺失，其问题主要体现在两个方面：

一是发现自2019年至今的应用只有原始的数据，几乎没有进一步归纳统计，因此无法为上海道路交通事故成因分析提供数据支撑。

二是尚未计划将未来统计数据接入目前正在建设的IDPS系统中二级子系统“上海市道路交通事故事故分析预警系统”，所以无法为上海道路交通事故预防工作提供数据。

如果智能绘制技术运用数据无法接入IDPS系统，那么未来就无法开展诸如数据碰撞等工作，无法体现该技术的真正价值。

（四）智能绘制技术应用尚存短板

任何新技术在研发推进的过程中需要解决多种难题，道路交通事故现场图智能绘制技术同样存在该情况，目前主要存在的技术问题包括：

1. 丈量尺寸精准率需要提升

从目前通过智能绘图方式绘制的道路交通事故现场实景俯瞰记录图来看尺寸比例精准率需要进一步提升，其原因在于系统缺乏拍摄方位矫正提示功能，导致民警在事故现场放置参考标尺后，系统仍然不能高精准度提供现场各元素的精准尺寸，从而需要民警实地丈量或测距核实，影响了工作的效率。

2. 俯瞰正投影照片存在环境元素阴影干扰现象

在烈日条件下，无人机航拍的俯瞰正投影照片存在环境阴影干扰现象，导致现场图内交通元素影像不清情况出现，如果受干扰区域正处于事故发生中心区域，就会影响事故成因判断，因此需要系统增加局部曝光修正功能。

3. 复杂天气条件下设备抗干扰能力偏弱

在实战工作中发现复杂天气包括刮风（风力6级以上）、下雨（中雨，24小时降雨量10～25mm）、下雪（中雪以上）将会严重影响道路交通事故现场图智能绘制技术的使用。以降雨为例，目前上海年平均降雨日为132天，其中中雨以上天气达68天，从避雷等原因考量，目前尚不具备使用新技术绘制道路交通事故现场图的条件。

4. 数据交互功能尚需开发

基于现场绘图技术的第二代道路交通事故现场图智能绘制技术目前仅限使用于道路交通事故现场实景俯瞰记录图，系统目前尚无法与IDPS系统内的各二级子系统进行数据交互，及时获取现场图中各交通元素的各类信息，因此无法在事故现场及时制作道路交通事故现场实景俯瞰分析图。

5.3D构图能力不足

推广道路交通事故现场图智能绘制技术的关键在于根据交通事故发生的实际情况分层级绘制标准有差异的现场图，因此对于现有道路交通事故现场图智能绘制技术应当进一步研发便捷易操作的3D道路交通事故现场记录图功能，以应对重大交通事故以上事故现场的勘查测绘工作。

四、道路交通事故现场图智能绘制技术应用中存在问题的原因分析

通过分析道路交通事故现场图智能绘制技术实战应用中存在问题，笔者试图摸清症结所在。

（一）道路交通事故现场图智能绘制技术运用定位尚不明确

导致智能绘制技术实战应用领域存在局限根本性原因在于该技术运用定位尚不明确。不少单位至今尚不明确运用该技术能给事故处理工作带来哪些变革，同时事故处理民警中依旧存在不认同新技术的现象。如果新技术定位模糊，势必严重制约道路交通事故现场图智能绘制技术推广。

（二）道路交通事故现场图智能绘制技术推广专项经费不足

导致智能绘制技术实战应用领域存在局限另一个原因就是技术推广经费不足。笔者从一些单位了解到设备（一套）购置到人员（一人）培训需要花费大约1.7万人民币左右，其中装备（无人机、平板电脑、系统软件、无线打印机等）费用大致在1.2万左右，人员培训（培训和无人机驾驶执照考核）费用在5千左右，因此目前个别单位仅购置了两套设备，只有两名民警通过培训和考核具备操作资质，其根本原因也在于资金短缺。

（三）各单位使用新型智能绘制技术缺乏统一管理和指导

由于全市公安机关交通管理部门统一采购设备，需要安排招投标，而目前该项工作尚在酝酿中，从时间节点上看，存在未能适应当下交通管理智能化迅猛发展的需求，所以就无从谈起由总队分层级统一管理和指导全市道路交通事故现场图智能绘制技术的应用，自然就导致出现管理略显松散的局面。

（四）对于智能绘制技术研究仍需进一步提升

1. 单机系统装备的发展已经进入 “瓶颈期”

由于使用单位的局限，因此各科技公司研发的道路交通事故现场图智能绘制系统装备升级趋缓，一些客观存在的问题因为设备使用度不足导致没有引起足够的重视。

2.“网络版”道路交通事故现场图智能绘制系统研发未得到足够的重视

“网络版”道路交通事故现场图智能绘制系统符合道路交通管理IDPS系统发展的必然趋势，然而目前有关部门并未对此有足够的重视。

五、优化道路交通事故现场图智能绘制技术实战化应用的对策与建议

（一）明确将道路交通事故现场图智能绘制技术定位于构建道路交通事故责任认定证据链条的重要位置

根据证据链理论，公安机关交通事故处理工作人员必须充分应用证据链原理，不断探索交通事故现场勘查的新方式即现场元素复原法。这个方式根据时间的倒置顺序，采取逻辑分析方法，使现场元素从现场最初状态逐渐复原到事故出现前的正常状况，进而对空间范围进行明确，以便于及时发现交通事故现场的真实证据。实现现场元素复原法的关键就在于绘制高质量的道路交通事故现场图，而传统手绘的方式是无法完全实现的，客观上就需要智能绘制技术的应用。因此必须将道路交通事故现场图智能绘制技术定位于构建道路交通事故责任认定证据链条的重要位置。

（二）建立道路交通事故现场图智能绘制技术推广专项资金

1. 给予专项财政资金支持，扩大道路交通事故现场图智能绘制技术使用单位范围

从公安交通事故处理业务长远发展的角度来看，全面推广道路交通事故现场图智能绘制技术加强道路交通事故处理工作势在必行。扩大道路交通事故现场图智能绘制技术使用领域范围的关键是必须有政府专项财政资金支持，才能有力推动该项工作的持续前行。当然基于财政资金使用的现状，可分批次逐步扩大使用单位领域范围，第一步在总队已经应用的基础上进一步拓展至及各公安分局交通警察支队事故审理大队，第二步再扩展至各公安分局所辖派出所。

2. 采取统一招投标方式，实现专项资金统筹管理

上海市公安局交通警察总队应该尽快落实道路交通事故现场图智能绘制设备统一招投标工作，并使用专项资金统筹购买设施装备和开展民警培训。这样既可以适当减少各单位分别购买所需的费用，又可以实现全市公安交通管理系统配有统一装备、采用统一技术并接受统一培训指导，从而实现道路交通事故现场图智能绘制技术应用规模化效应的目的。

（三）确立道路交通事故现场图分级绘制标准

根据明尼苏达工作适应理论，只有当工作环境能满足个人的需求(内在满意)，个人也能满足工作的技能要求(外在满意)时，个人在该工作领域才能够得到持久发展。我们在思考道路交通事故现场图智能绘制技术推广困境时，意识到如果无法将道路交通事故现场图绘制的具体要求与各层级道路交通事故性质相互匹配与适应，那么新技术将依旧难以获得使用者的认同。因此必须结合各层级道路交通事故（一般可按照简易程序与一般程序进行划分）明确绘制道路交通事故现场图不同的要求。在道路交通事故现场图智能绘制设备研发的过程考虑到不同需求的绘制模式，例如适用于简易程序处理的交通事故，如果事故现场无法认定责任，可按照简化版的道路交通事故现场图绘制要求，通过无人机拍摄道路交通事故现场实景俯瞰照片，经过绘图系统编辑，制作现场记录图即可。针对一般程序处理的道路交通事故，可通过数据交互获取IDPS系统中的相关研判数据，制作道路交通事故现场实景俯瞰分析图，为事故责任的认定打下基础。如遇到需按一般程序处理的交通事故，同时其损害后果达到重大交通事故级别及以上，则可制作3D道路交通事故现场分析图，为事故的处理提供最为详实的侦判依据。

（四）将道路交通事故现场图智能绘制系统连接至IDPS系统

运用道路交通事故现场图智能绘制技术开展道路交通事故勘查工作还需要充分考虑该技术与IDPS系统下各子系统进行相应的数据交互。

1. 与“交通违法比对系统”进行数据交互

道路交通事故现场图智能绘制系统应当与“交通违法比对系统”进行数据交互，及时获取交通事故发生过程中各交通元素（即现场图中体现的车辆、人员等）交通违法情况，并在此基础上制作道路交通事故现场实景俯瞰分析图，进一步实现道路交通事故现场图中“人、车、路”各类信息呈现。

2. 与“上海市道路交通事故事故分析预警系统”进行数据交互

道路交通事故现场图智能绘制系统应当与“上海市道路交通事故事故分析预警系统”进行数据交互，实时上传各类道路交通事故数据信息，为上海道路交通事故分析预警工作提供有力的支撑。