作为目标要素,融入道路交通系统规划、设计、运营和运行管理的全过程。这就要准确理解道路设计和交通控制要素对安全的影响,在对交通事故风险主动预警的同时,还要主动控制交通流。”刘攀说。
基于这一思路,刘攀带队在公路进行实地研究,他们把高速公路划分为若干段长度不超过2公里的路段,通过检测器获取每个路段、每条车道的实时动态交通流数据,一旦系统发现某个路段内的交通流处于不利状态,主动控制系统就会立即启动。
“针对不同的场景,我们应用了可变限速、匝道控制、车道控制等技术手段,主动调整汇入目标路段的车流量和速度,从而大大消除了交通事故风险,提升通行效率。在此基础上,我们又应用人工智能的方法,基于海量实测数据不断优化控制策略,使控制系统反应更加迅速,控制更加精准。”刘攀说。
针对京德、荣乌高速公路的交通特点,结合新元高速公路的实际数据,刘攀领导团队研发出追尾事故预防、分车道动态限速、货车专用车道动态控制、应急车道开闭动态控制、不利天气下准全天候通行等十大类、二十余种交通流主动控制策略,形成了高速公路交通流主动控制策略库,基本涵盖了我国高速公路环境下所有重要的控制场景。目前,除雄安新区对外路网外,团队研发的高速公路交通流动态控制系统已应用在多条高速公路。
立足实践不做架空式科研
从工程实践中发现科学问题,从实际数据中提炼科学规律,让刘攀从科研中不断收获,也让他尝到坐冷板凳的滋味。
“在美国读博时很辛苦,有段日子挺难熬的。”刘攀皱了皱眉头。
2002年初赴美国南佛罗里达大学读博时,刘攀的导师承担了佛罗里达州交通部门的研究项目,要系统评估远引掉头技术对交通安全和通行效率的影响。这个题目挺冷门,而且对数据的要求非常高。
“我读博的前两年,几乎天天都在‘攒’数据。”那几年,刘攀和一位同学每天清晨5点起床,开着拖车,装着锥桶、脚手架等一大堆设备,前往南佛罗里达州的各条主要公路,安装摄像头、拍摄道路信息,晚上再将摄像头取下来,调取视频记录并对其进行分析,之后再准备好第2天要用的设备。为了找到合适的观测点,他们几乎把整个佛罗里达州都跑遍了。
这项工作很繁琐,两年下来,仅录像带就塞满了十几平方米的房间。观测数据超过1000小时,每小时的数据文件需要3到4小时来提取,工作量巨大。别的同学都开始发论文了,刘攀却还在采集数据,他心里难免着急,“那时常会质疑自己,这么做到底是否有意义”。
不过,刘攀很快就发现了这些数据的价值。“当时,美国需要计算掉头车流的通行能力来推广公路远引掉头技术,但由于数据不足,一直缺少合适的掉头车流通行能力模型,而我那两年的积累,恰好派上了用场。”他说。
从2004年开始,刘攀基于前期实际采集的数据,陆续发表了多篇高水平的学术论文。其中有关掉头车流通行能力的研究成果,先后被美国《道路通行能力手册(2010版)》、美国《交通工程手册(2016版)》等交通工程领域的国际权威文献采用。
刘攀认为,对于交通工程的研究者来说,要始终坚持从工程实践中来,到工程实践中去,不能做架空式科研。
“一旦认准了一个方向,就要坚持下去,把工作做透,要从基础理论、关键技术、系统平台,一直做到工程应用。这个过程往往是十年磨一剑,因此特别需要耐心和坚持,而且在初期要有坐冷板凳的思想准备。”他说。
如今的刘攀,虽有行政职务在身,但每晚10点后的独处时间和不被工作占用的周末、假日时光,他总会留给科研。阅读文献、申请课题、和团队成员讨论技术问题,他乐在其中。
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