深圳市城市公共安全技术研究院·交通运输安全研究所
张希 修文群 李兰勇 罗叶 祁首铭 戴明良 齐文光
2018年，中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于推进城市安全发展的意见》，意见指出：健全公共安全体系，加强城市规划、设计、建设、运行等各个环节的安全管理，充分运用科技和信息化手段，强化系统性安全防范制度措施落实，严密防范各类事故发生。在2022年国务院安委会办公室印发的《“十四五”全国道路交通安全规划》中对科技兴安提出了更高的要求：坚持科技驱动，以支撑实战为牵引，让科技为交通安全赋能，推动新型科技与交通安全工作深度融合。
在城市安全领域中，道路交通安全工作涉及多个领域、多个线条、多个部门，交通安全管理任务重压力大。如何有效防范化解道路安全风险、提升交通安全治理水平、提高事故预防及应急处置能力，需要科技手段来支撑。
一、 科技支撑提升车辆盲区精度——泥头车与行人、非机动车辆碰撞监测预警系统
深圳市的城市更新给失去容颜及城市发展带来了新的活力，建筑工程运输车（以下简称“泥头车”）则是城市更新进程中不可或缺的重要工具。受工地位置影响，泥头车不可避免地需穿行于城市道路，由于车型结构，车辆盲区较大，存在与弱势交通参与者发生碰撞事故的风险。因此，深圳市新型泥头车均安装了基于视频技术的盲区监测系统，该系统在盲区事故预防方面发挥了一定成效，但当车辆与右侧的隔离设施或绿化距离较近时误报率较高，致使驾驶员对虚假预警信息产生麻木及抵触情绪。
针对上述问题，深圳市城市公共安全技术研究院积极开展泥头车与行人、非机动车辆碰撞监测预警系统研究，通过在泥头车上安装斑马线相机、盲区激光雷达和光电提示设备，对监测预警系统功能需求、碰撞预警算法场景和报警策略进行了分析，并融合算法研究，构建泥头车与行人、非机动车辆碰撞监测预警系统，并在总计200台车辆上进行安装运行达到示范效应，实现通过先进技术以降低路口车速、进行盲区补足的作用。与此同时，研究泥头车驾驶员驾驶过程注意力分配特点，通过佩戴眼动仪进行路试注意力分配测试，研究监测预警装置使用前后驾驶员注视点及视线转移特征，总结出泥头车驾驶员注意力分配特征规律。
本项目运用了先进技术进行斑马线识别、激光雷达检测盲区补足，制定了监测预警系统技术指引，达到了良好的应用示范效果，为降低深圳市泥头车交通运输安全风险做出了巨大贡献。
系统架构如图1所示，泥头车右侧盲区监测预警系统安装示意如图2所示，激光雷达安装支架设计图及安装效果如图3所示，泥头车盲区监测预警平台数据大屏展示如图4所示。
图1 泥头车与行人、非机动车辆碰撞监测预警系统架构
图2 泥头车右侧盲区监测预警系统安装示意图
图3 激光雷达安装支架设计及安装效果图
图4 泥头车盲区监测预警平台数据大屏展示
二、 智能化提升交通安全管理效率——道路交通安全智能管理服务平台建设研究与应用
当前，基础监管数据、隐患问题及治理数据未能形成数据共享及系统化闭环管理，导致部门及各级之间监管力量分散与查治脱节现象依然存在。因此，全链条、系统化全面建设道路交通安全智能管理服务平台，强化各业务系统平台之间的互联互通，加强信息化监管与安全服务，建立完善的线上检测预警、线下联合监管执法机制，打造数据驱动、人机协同、跨界融合、共创分享的智能化道路交通安全管理服务新模式。
通过对道路交通安全的人、车、路、企等数据信息的全量采集，并在此基础上建立相应的基础数据库，如图5。以安全服务、运维服务为保障，在数据源基础上支撑数据库、隐患排查治理等应用服务。
图5 道路交通安全相关数据归集业务流程图
通过“1+7+C”全景打造交通安全智慧监管平台，智能化排查安全隐患、全流程监管隐患治理、智能监管人企业务、动态监管行业风险、快速落实安全职责、持续性安全教育管理、实现全方位安全管理闭环，从而有效提升监管执行力，降低事故发生率，全局全时维系交通安全发展，如图6。
图6 道路交通安全智能管理服务平台系统架构
在道路交通安全智能管理服务平台的基础上，重点建设道路隐患排查APP，如图7。本APP的一线用户针对责任辖区内可能危及交通安全的道路设施隐患进行巡查，按照部门监管职责的原则分发责任单位处置，各责任单位在分析研判的基础上，建立整改清单、责任清单，分派整改任务，落实整改职责。所搜集信息亦会同步至交警民意云平台。
图7 道路隐患排查移动端APP
三、虚拟现实提升应急管理效能——地铁重大突发事件情景VR模拟演练研究
地铁系统由于运量大、能耗低、污染少、速度快以及乘坐便捷等优点，近年来在我国快速发展，在城市公共服务方面的作用日益显著。同时，地铁由于人流密集，一旦发生重大突发事件，将会严重影响地铁站内的人员疏散。为有效防范和应对深圳地铁人员密集区重大突发事件，针对典型的地铁运营线路和列车车型，采用情景构建的理论和方法，开展地铁系统的情景构建研究，提出针对性和普适性的防范和应对措施。同时，开发基于VR嵌入和交互技术的数字化应急情景模拟演练系统，用于地铁人员应急演练与培训，提升应急演练的互动性和体验感，提高相关人员的应急处置能力。HTC Vive Pro专业版套装如图8所示。
图8 HTC Vive Pro专业版套装
在系统情景流程设计方面，基于地铁事故人群疏散情景，设计开发基于虚拟现实技术（VR）的数字化情景模拟演练系统，根据有关应急预案、地铁工作人员的岗位职责、操作手册和应急处置卡等文件，梳理相关人员应对地铁人员密集区重大突发事件时的处置程序，以事故情景进程链和应急处置流程为基础，设计相关人员应急处置程序的VR情景及操作脚本。
在系统程序和功能开发方面，制作值班站长和乘客两种操作角色，并分别设置了地铁1号线和4号线及其对应的站台疏散和隧道疏散等8种工况的模拟体验流程。实现了实景化的仿真场景、人物/地铁动画、人流疏散、疏散方向导引、语音字幕播报、真实的火焰/爆炸及烟雾蔓延等功能效果，其中4号线烟雾蔓延效果如图9所示。
图94号线烟雾蔓延效果
系统通过VR手柄以直线射线和曲线射线分别与UI和场景进行交互，结合语音及字幕播报的方式实现不同角色不同工况的VR模拟体验流程。1号线站台疏散的人流效果如图10所示。
