王小磊：高級(jí)工程師，中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)城市公共交通分會(huì)智庫(kù)專家，曾經(jīng)任重慶市公共交通控股（集團(tuán)）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(wèn)、吉爾吉斯斯坦共和國(guó)史德洲（Шыдыр Жол Кей Джи）有限責(zé)任公司總機(jī)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(jì)算機(jī)的發(fā)展和在各領(lǐng)域的應(yīng)用，安全管理方面也不例外，1970年波皮(Pope)發(fā)表了“計(jì)算機(jī)在安全管理中的應(yīng)用”之后，IT技術(shù)的不斷更新和無(wú)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(yùn)用主動(dòng)安全理念通過(guò)技術(shù)途徑減少交通事故的發(fā)生進(jìn)行探討。

1. 安全管理理論基礎(chǔ)

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中，各種事故對(duì)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(xué)這門年輕的新興的交叉學(xué)科也已延伸至各個(gè)領(lǐng)域?；谑鹿暑A(yù)防的安全管理的理論，卻依然是這門新興科學(xué)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(xiǎn)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(yù)防：科學(xué)方法（Industrial Accident Prevention: A Scientific Approach,）》一書而聞名，他在書中說(shuō)，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(yǔ)：在330起事故中，300起不會(huì)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(rèn)為主動(dòng)安全管理理論的鼻祖，運(yùn)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(cuò)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(ài)德華茲空軍基地進(jìn)行名為MX981的試驗(yàn)，用一個(gè)火箭滑撬來(lái)模擬飛機(jī)墜毀的力量，滑橇在半英里長(zhǎng)的軌道上以每小時(shí)200多英里的速度滑行不到一秒鐘就突然停下來(lái)。當(dāng)時(shí)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(dān)任研究工程師的小愛(ài)德華·墨菲（Edward A. Murphy Jr，Jan 11, 1918 – Jul 17,1990），把應(yīng)力傳感器安裝在安全帶上，以測(cè)量火箭突然停止時(shí)施加的重力的精確數(shù)據(jù)， 哪知實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，這些傳感器卻沒(méi)有記錄任何數(shù)據(jù)，墨菲事后檢查，發(fā)現(xiàn)原來(lái)是傳感器的線頭接顛倒了。隨后墨菲說(shuō)出了“一件事情只要有可能做錯(cuò)，就一定有人把它做錯(cuò)”的經(jīng)典定律。之后，基于這個(gè)事故預(yù)防理論，整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)因避免失誤而取得了圓滿成功。后來(lái)由這段話引伸出的另一段經(jīng)典：“精心而慎重的準(zhǔn)備有助于防止災(zāi)難事故，應(yīng)始終假定最壞的可能性，并據(jù)此進(jìn)行準(zhǔn)備”。

1.3 傳統(tǒng)文化

中國(guó)文化博大精深，老祖宗們就事故的預(yù)防理論也有許多精辟的論述。東漢時(shí)期政論家、史學(xué)家荀悅在《申鑒·雜言》中有一段話：“進(jìn)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(zé)之謂之戒。防為上，救次之，戒為下。”意思是說(shuō)，在事故發(fā)生之前阻止是上策；事故剛發(fā)生時(shí)阻止次之；不好的事情發(fā)生后再懲戒為下策?！胺罏樯稀?。事后控制不如事中控制，事中控制不如事前控制，凡事預(yù)則立，不預(yù)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(lái)詮釋。老子認(rèn)為，要在事故發(fā)生之前采取措施，做到見(jiàn)微知著，防微杜漸。事故不會(huì)突然發(fā)生，在其發(fā)生之前早有所征兆。智者能夠看見(jiàn)事故的隱患而將化解為無(wú)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(huì)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(duì)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(huì)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(dǎo)致呼吸中樞出現(xiàn)障礙引起的。

2.2 心率

心率有可能會(huì)導(dǎo)致人血液動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定，引起頭暈，甚至?xí)炟剩绕涫浅霈F(xiàn)心悸，有的可能會(huì)出現(xiàn)胸悶，導(dǎo)致駕駛員焦慮，緊張；

2.3 血壓

血壓異常則可能會(huì)誘發(fā)心梗、腦梗、腎衰以及心衰等；情緒過(guò)度激動(dòng)、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。生命體征的異常可能導(dǎo)致駕車過(guò)程中的知覺(jué)或統(tǒng)覺(jué)障礙，影響駕駛員在行車過(guò)程中的反應(yīng)速度，例如：在行車中不能集中精力、心不在焉，影響對(duì)某些障礙和事件危險(xiǎn)性的認(rèn)識(shí)和理解，產(chǎn)生統(tǒng)覺(jué)障礙，從而產(chǎn)生知覺(jué)延時(shí)——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(cè)生命體征的變化是預(yù)防行車事故的方法之一。

2.5 生命體征數(shù)據(jù)采集

長(zhǎng)期以來(lái)，生命體征數(shù)據(jù)對(duì)行駛安全的影響一直是交通安全研究的課題之一，對(duì)此的研究成果及產(chǎn)品也不少。但是受當(dāng)時(shí)技術(shù)環(huán)境的限制，在數(shù)據(jù)的采集方法及過(guò)程繁復(fù)，采集方案的局限性因素太多，技術(shù)成果的實(shí)際應(yīng)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(fēng)，才得以使在駕駛員身上廣泛應(yīng)用。目前通過(guò)智能手（表）環(huán)采集駕駛員生命體征數(shù)據(jù)是相對(duì)方便和準(zhǔn)確的方法，并且已經(jīng)在許多城市開(kāi)展起來(lái)，因此，結(jié)合安全管理理論和駕駛行為進(jìn)行智能化事故預(yù)防的技術(shù)也逐步發(fā)展起來(lái)。

3. 安全管理的技術(shù)創(chuàng)新

安全的對(duì)立面是事故。以往的安全事故或重大事故隱患分析時(shí)，智能管理平臺(tái)所呈現(xiàn)的只是與車輛相關(guān)的機(jī)械和行駛數(shù)據(jù)，沒(méi)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(huì)給事故分析帶來(lái)瑕疵或產(chǎn)生誤判。而今通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，把駕駛員實(shí)時(shí)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(guò)細(xì)節(jié)的原則，通過(guò)安全管理智能系統(tǒng)，用人工智能技術(shù)對(duì)所有同步采集到的數(shù)據(jù)與車輛及運(yùn)營(yíng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)人工智能技術(shù)進(jìn)行綜合分析，可及時(shí)對(duì)駕駛員進(jìn)行相對(duì)精準(zhǔn)的畫像，智能系統(tǒng)可以主動(dòng)觸發(fā)應(yīng)對(duì)措施，避免因各種涉及安全行車的行為所導(dǎo)致事故的發(fā)生，同時(shí)，也為駕駛員的分級(jí)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(duì)事故的所有資料進(jìn)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(guò)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(duì)準(zhǔn)確、快捷的還原事故的場(chǎng)景，同時(shí)，還能夠做出該駕駛員的安全駕駛行為評(píng)估。由于駕駛員、車輛、道路的所有數(shù)據(jù)都是與時(shí)間和定位坐標(biāo)同步采集的，就能夠在同一時(shí)空下進(jìn)行事故現(xiàn)場(chǎng)還原，在此相對(duì)充分條件下的得出的事故結(jié)論，將會(huì)與事故的真實(shí)性差距更小，更有利于采取相應(yīng)的措施防止同類事故的發(fā)生。

4. 不放過(guò)小事故

安全是由細(xì)節(jié)保證的，目前公交車駕駛員上崗前都經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的培訓(xùn)和實(shí)習(xí)，安全行車的法律法規(guī)應(yīng)該是熟記于心的，為什么還會(huì)出現(xiàn)因“操作不當(dāng)”發(fā)生各種看似不起眼的“小事故”？事實(shí)上，雖看似與大事故無(wú)關(guān)，但是若按照安全管理理論，就可以通過(guò)安全管理智能系統(tǒng)，對(duì)與車輛運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)同步的生命體征數(shù)據(jù)，對(duì)一些公交常見(jiàn)的“小事故”中駕駛員的行為進(jìn)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(dǎo)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(zé)任。由于準(zhǔn)確的采集了道路、加速度、時(shí)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(tái)可以準(zhǔn)確的判定駕駛員是屬于正常的應(yīng)急處置，還是因“斗氣車”或違法、違規(guī)駕駛行為所致。

4.2 過(guò)彎道未提前減速

由于離心力的作用，公交車在轉(zhuǎn)彎時(shí)，原分布在車輪上的載荷將重新分配，結(jié)果導(dǎo)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(shí)遇到緊急情況需要緊急制動(dòng)，在慣性力的作用下，勢(shì)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(dǎo)致爆胎，甚至可能側(cè)翻，因此，提前減速是進(jìn)入彎道時(shí)必須的操作。管理平臺(tái)在智能化監(jiān)控時(shí)，如果公交車未在進(jìn)入彎道前減速，即使沒(méi)有發(fā)生交通事故，也會(huì)按照前述安全理論主動(dòng)觸發(fā)，根據(jù)所記錄的坐標(biāo)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(shí)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?yàn)榉N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(zhēng)道搶行”，還是有駕駛員經(jīng)?！耙?jiàn)縫插針”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(jìn)而產(chǎn)生擦掛等小型事故。

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

危險(xiǎn)路段在運(yùn)營(yíng)安全管理中，一般事故多發(fā)的路段稱為危險(xiǎn)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(huì)發(fā)生事故。安全管理平臺(tái)會(huì)主動(dòng)可以把所采集的數(shù)據(jù)匯集起來(lái)進(jìn)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(shí)間、氣候等關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，用人工智能技術(shù)對(duì)通過(guò)該路段時(shí)，車輛狀態(tài)與駕駛員的行為進(jìn)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(dǎo)到控車策略的預(yù)防措施，以此來(lái)建立預(yù)防事故的對(duì)策。

5. 結(jié)語(yǔ)

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(guò)培訓(xùn)等辦法來(lái)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(guò)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(tái)，就可以使“人、車、路”這個(gè)安全管理鏈，用數(shù)據(jù)連接起來(lái)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(gè)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(yīng)包括諸多小概率發(fā)生的邊緣事件的預(yù)防及應(yīng)對(duì)，以及公交駕駛員的心理健康檔案等內(nèi)容。相信通過(guò)隨著可穿戴設(shè)備、現(xiàn)代通信技術(shù)以及心理學(xué)在公共交通行業(yè)的應(yīng)用，公交安全管理系統(tǒng)的智能化會(huì)取得更大的進(jìn)步。