王小磊：高級工程師，中國土木工程學會城市公共交通分會智庫專家，曾經(jīng)任重慶市公共交通控股（集團）有限公司電車公司總工程師、BRT公司書記兼副總經(jīng)理、公交維修公司總經(jīng)理、恒通客車顧問、吉爾吉斯斯坦共和國史德洲（Шыдыр Жол Кей Джи）有限責任公司總機械師等。

基于公交駕駛員生命體征的智能化安全管理

王小磊

前言

隨著計算機的發(fā)展和在各領(lǐng)域的應用，安全管理方面也不例外，1970年波皮(Pope)發(fā)表了“計算機在安全管理中的應用”之后，IT技術(shù)的不斷更新和無線通信技術(shù)的持續(xù)更迭，公共交通安全管理的智能化也在逐漸深入。在此背景下，本文擬就如何運用主動安全理念通過技術(shù)途徑減少交通事故的發(fā)生進行探討。

1. 安全管理理論基礎(chǔ)

在經(jīng)濟發(fā)展的過程中，各種事故對人們工作和生活的影響是不可忽視的。隨著新技術(shù)的逐漸加入，安全科學這門年輕的新興的交叉學科也已延伸至各個領(lǐng)域?；谑鹿暑A防的安全管理的理論，卻依然是這門新興科學的基礎(chǔ)。

1.1 海恩法則（Heinrich Law）

赫伯特·威廉·海恩里希(Herbert William Heinrich，1886-1962)是位于康涅狄格州哈特福德（Hartford, CT）的旅行者保險公司（Travelers Insurance Co）工程和檢查部門的助理主管。海恩里希以1931年出版的《工業(yè)事故預防：科學方法（Industrial Accident Prevention: A Scientific Approach,）》一書而聞名，他在書中說，88%的事故是由”不安全的人的行為”造成的，并提出了通常被稱為海因里希事故三角形或金字塔的術(shù)語：在330起事故中，300起不會造成人員傷亡，29起將造成輕傷，1起將造成重大傷害。該理論曾被稱做“工業(yè)安全公理(Axioms of Industrial Safety)”。海恩法則被認為主動安全管理理論的鼻祖，運用到行車安全管理中，可以理解為：事故發(fā)生可以是多次不起眼錯誤的累積，即偶然存于必然之中。

1.2 莫非定律（Murphy’s Law）

1949年，加利福尼亞州愛德華茲空軍基地進行名為MX981的試驗，用一個火箭滑撬來模擬飛機墜毀的力量，滑橇在半英里長的軌道上以每小時200多英里的速度滑行不到一秒鐘就突然停下來。當時的空軍的職業(yè)醫(yī)生約翰·保羅·斯塔普（John Paul Stapp）作為受試者，坐上了滑撬，擔任研究工程師的小愛德華·墨菲（Edward A. Murphy Jr，Jan 11, 1918 – Jul 17,1990），把應力傳感器安裝在安全帶上，以測量火箭突然停止時施加的重力的精確數(shù)據(jù)， 哪知實驗結(jié)束后，這些傳感器卻沒有記錄任何數(shù)據(jù)，墨菲事后檢查，發(fā)現(xiàn)原來是傳感器的線頭接顛倒了。隨后墨菲說出了“一件事情只要有可能做錯，就一定有人把它做錯”的經(jīng)典定律。之后，基于這個事故預防理論，整個項目的實驗因避免失誤而取得了圓滿成功。后來由這段話引伸出的另一段經(jīng)典：“精心而慎重的準備有助于防止災難事故，應始終假定最壞的可能性，并據(jù)此進行準備”。

1.3 傳統(tǒng)文化

中國文化博大精深，老祖宗們就事故的預防理論也有許多精辟的論述。東漢時期政論家、史學家荀悅在《申鑒·雜言》中有一段話：“進忠有三術(shù)：一曰防；二曰救；三曰戒。先其未然謂之防，發(fā)而止之謂之救，行而責之謂之戒。防為上，救次之，戒為下?！币馑际钦f，在事故發(fā)生之前阻止是上策；事故剛發(fā)生時阻止次之；不好的事情發(fā)生后再懲戒為下策?！胺罏樯稀薄Ｊ潞罂刂撇蝗缡轮锌刂?，事中控制不如事前控制，凡事預則立，不預則廢。老子曾在《道德經(jīng)》中用“其安易持，其未兆易謀，其脆易泮，其微易散。為之于未有，治之于未亂”來詮釋。老子認為，要在事故發(fā)生之前采取措施，做到見微知著，防微杜漸。事故不會突然發(fā)生，在其發(fā)生之前早有所征兆。智者能夠看見事故的隱患而將化解為無形，所謂”君子不立于危墻之下”大致也有此意吧。

2. 駕駛員行為與生命體征的關(guān)聯(lián)

駕駛員的行為受心理、生理、社會和環(huán)境等因素的影響，生命體征則是其受影響的基本的表象之一。生命體征包括呼吸、體溫、脈搏、血壓四大體征，在對駕駛員的行為影響大致有：

2.1 呼吸和體溫

駕駛員呼吸頻率變快，其生理原因一般是由于情緒緊張、天氣比較異?；蛘弑容^炎熱、還有就是受到刺激。病理性的原因是出現(xiàn)了發(fā)熱，也會容易引起人體內(nèi)的代謝率升高，產(chǎn)生呼吸加快。呼吸頻率減低，則可能是神經(jīng)系統(tǒng)的疾病，特別是導致呼吸中樞出現(xiàn)障礙引起的。

2.2 心率

心率有可能會導致人血液動力學不穩(wěn)定，引起頭暈，甚至暈厥，尤其是出現(xiàn)心悸，有的可能會出現(xiàn)胸悶，導致駕駛員焦慮，緊張；

2.3 血壓

血壓異常則可能會誘發(fā)心梗、腦梗、腎衰以及心衰等；情緒過度激動、身體疲憊可能引起駕駛員脈搏異常。

2.4 駕駛員生命體征與安全

由上可知，人的生命體征與行為是直接關(guān)聯(lián)的。公交車駕駛員是車輛的操控者，其行為也要受生命體征影響。生命體征的異?？赡軐е埋{車過程中的知覺或統(tǒng)覺障礙，影響駕駛員在行車過程中的反應速度，例如：在行車中不能集中精力、心不在焉，影響對某些障礙和事件危險性的認識和理解，產(chǎn)生統(tǒng)覺障礙，從而產(chǎn)生知覺延時——不能提前控制車輛，甚至可能因失去安全駕駛的能力而發(fā)生交通事故的發(fā)生，所以監(jiān)測生命體征的變化是預防行車事故的方法之一。

2.5 生命體征數(shù)據(jù)采集

長期以來，生命體征數(shù)據(jù)對行駛安全的影響一直是交通安全研究的課題之一，對此的研究成果及產(chǎn)品也不少。但是受當時技術(shù)環(huán)境的限制，在數(shù)據(jù)的采集方法及過程繁復，采集方案的局限性因素太多，技術(shù)成果的實際應用并不十分理想。駕駛員生命體征數(shù)據(jù)采集技術(shù)的真正突破，還是借了智能化可穿戴設(shè)備（如智能手表等）和人工智能技術(shù)的普及的東風，才得以使在駕駛員身上廣泛應用。目前通過智能手（表）環(huán)采集駕駛員生命體征數(shù)據(jù)是相對方便和準確的方法，并且已經(jīng)在許多城市開展起來，因此，結(jié)合安全管理理論和駕駛行為進行智能化事故預防的技術(shù)也逐步發(fā)展起來。

3. 安全管理的技術(shù)創(chuàng)新

安全的對立面是事故。以往的安全事故或重大事故隱患分析時，智能管理平臺所呈現(xiàn)的只是與車輛相關(guān)的機械和行駛數(shù)據(jù)，沒有與事件直接關(guān)聯(lián)的駕駛行為數(shù)據(jù)，因缺少事故中駕駛員行為數(shù)據(jù)，往往會給事故分析帶來瑕疵或產(chǎn)生誤判。而今通過技術(shù)創(chuàng)新，把駕駛員實時采集的生命體征數(shù)據(jù)，按照采用上述安全理論，根據(jù)防微杜漸、不放過細節(jié)的原則，通過安全管理智能系統(tǒng)，用人工智能技術(shù)對所有同步采集到的數(shù)據(jù)與車輛及運營的相關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)人工智能技術(shù)進行綜合分析，可及時對駕駛員進行相對精準的畫像，智能系統(tǒng)可以主動觸發(fā)應對措施，避免因各種涉及安全行車的行為所導致事故的發(fā)生，同時，也為駕駛員的分級管理提供了充分的數(shù)據(jù)支持。另外，車輛發(fā)生交通事故的事后分析是安全管理部門的主要工作之一。除了對事故的所有資料進行常規(guī)的分析外，還可結(jié)合事故發(fā)生前后駕駛員的生命體征數(shù)據(jù)，通過人工智能技術(shù)結(jié)合駕駛員在事故期間的生理特征，可以相對準確、快捷的還原事故的場景，同時，還能夠做出該駕駛員的安全駕駛行為評估。由于駕駛員、車輛、道路的所有數(shù)據(jù)都是與時間和定位坐標同步采集的，就能夠在同一時空下進行事故現(xiàn)場還原，在此相對充分條件下的得出的事故結(jié)論，將會與事故的真實性差距更小，更有利于采取相應的措施防止同類事故的發(fā)生。

4. 不放過小事故

安全是由細節(jié)保證的，目前公交車駕駛員上崗前都經(jīng)過了嚴格的培訓和實習，安全行車的法律法規(guī)應該是熟記于心的，為什么還會出現(xiàn)因“操作不當”發(fā)生各種看似不起眼的“小事故”？事實上，雖看似與大事故無關(guān)，但是若按照安全管理理論，就可以通過安全管理智能系統(tǒng)，對與車輛運營數(shù)據(jù)同步的生命體征數(shù)據(jù)，對一些公交常見的“小事故”中駕駛員的行為進行分析，找出其中的真正誘因（隱患），及早采取措施（安全教育談話、或調(diào)離崗位等等），盡可能避免類似事件或更大的事故發(fā)生。

4.1 急減速

公交車的急剎車（急減速）是導致車內(nèi)乘客受傷的主要原因，一般情況下，發(fā)生此類事故均屬車方的責任。由于準確的采集了道路、加速度、時間和駕駛員的生命體征的同步數(shù)據(jù)，根據(jù)行為與生命體征關(guān)聯(lián)原理，平臺可以準確的判定駕駛員是屬于正常的應急處置，還是因“斗氣車”或違法、違規(guī)駕駛行為所致。

4.2 過彎道未提前減速

由于離心力的作用，公交車在轉(zhuǎn)彎時，原分布在車輪上的載荷將重新分配，結(jié)果導致整車的車輪的載荷不平衡，彎道外側(cè)的前輪載荷最大，彎道外側(cè)的后輪和彎道內(nèi)側(cè)的前輪載荷居中，最小的則是彎道內(nèi)側(cè)的后輪。如果此時遇到緊急情況需要緊急制動，在慣性力的作用下，勢必將加重車輪載荷不平衡的現(xiàn)象，加重彎道外側(cè)前輪的偏磨，更有甚者側(cè)由于超出其承受能力而導致爆胎，甚至可能側(cè)翻，因此，提前減速是進入彎道時必須的操作。管理平臺在智能化監(jiān)控時，如果公交車未在進入彎道前減速，即使沒有發(fā)生交通事故，也會按照前述安全理論主動觸發(fā)，根據(jù)所記錄的坐標軌跡、車速、道路、生命體征等數(shù)據(jù)分析駕駛員的行為是主觀意識或客觀條件限制所引起，并且作為不安全行為錄入管理檔案。

4.3 堵車

城市道路因為種種原因出現(xiàn)道路擁堵幾乎是常態(tài)化的，公交車作為大型車輛經(jīng)常被小客車“包圍”，雖然在日常的安全教育中，告誡駕駛員不要“爭道搶行”，還是有駕駛員經(jīng)?！耙娍p插針”加入擁擠的行列。由此可能造成兩種結(jié)果：

因視線不良或車輛較大不靈活避讓不及等原因，進而產(chǎn)生擦掛等小型事故。

駕駛員“見縫插針”的拼命的往前擠，但無奈道路交通流大、被小汽車“欺負”，行駛依然緩慢，但后續(xù)班次則陸陸續(xù)續(xù)的往前趕，導致公交車“串車”長龍，擾亂了正常的班次，甚至引起乘客投訴。

危險路段在運營安全管理中，一般事故多發(fā)的路段稱為危險路段。雖然如此，并不是所有駕駛公交車行駛在這些路段的駕駛員都會發(fā)生事故。安全管理平臺會主動可以把所采集的數(shù)據(jù)匯集起來進行大數(shù)據(jù)分析。這些數(shù)據(jù)除了道路、車輛的數(shù)據(jù)，還包含同步采集的影響駕駛員行為的生命體征數(shù)據(jù)，以及與時間、氣候等關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，用人工智能技術(shù)對通過該路段時，車輛狀態(tài)與駕駛員的行為進行分析，找出事故誘因，為該路段的安全行車提供從心理疏導到控車策略的預防措施，以此來建立預防事故的對策。

5. 結(jié)語

在公共交通安全管理可控要素中，駕駛員可能是最不可控的管理要素。駕駛員行為是與法律、生理（心理）健康、技能等多方面因素所關(guān)聯(lián)的。其中，技能是可以通過培訓等辦法來提高的，違法駕駛和生理（心理）健康則是不可控因素的核心。通過技術(shù)創(chuàng)新，把駕駛員的生命體征數(shù)據(jù)納入安全管理平臺，就可以使“人、車、路”這個安全管理鏈，用數(shù)據(jù)連接起來形成閉環(huán)管理，可大幅度降低這類不可控因素的影響。就公交駕駛員智能化安全管理這個課題而言，本文討論的僅是冰山一角，完整的智能管理系統(tǒng)還應包括諸多小概率發(fā)生的邊緣事件的預防及應對，以及公交駕駛員的心理健康檔案等內(nèi)容。相信通過隨著可穿戴設(shè)備、現(xiàn)代通信技術(shù)以及心理學在公共交通行業(yè)的應用，公交安全管理系統(tǒng)的智能化會取得更大的進步。