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公司書記兼副總經理、公交維修公司總經理、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

隨著計算機的發展和在各領域的應用，安全管理方面也不例外，1970年波皮(Pope)發表了“計算機在安全管理中的應用”之后，IT技術的不斷更新和無線通信技術的持續更迭，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途徑減少交通事故的發生進行探討。

1. 安全管理理論基礎

在經濟發展的過程中，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域。基于事故預防的安全管理的理論，卻依然是這門新興科學的基礎。

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。當時的空軍的職業醫生約翰·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據， 哪知實驗結束后，這些傳感器卻沒有記錄任何數據，墨菲事后檢查，發現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，并據此進行準備”。

1.3 傳統文化

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：一曰防；二曰救；三曰戒。先其未然謂之防，發而止之謂之救，行而責之謂之戒。防為上，救次之，戒為下。”意思是說，在事故發生之前阻止是上策；事故剛發生時阻止次之；不好的事情發生后再懲戒為下策。“防為上”。事后控制不如事中控制，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》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，要在事故發生之前采取措施，做到見微知著，防微杜漸。事故不會突然發生，在其發生之前早有所征兆。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聯

駕駛員的行為受心理、生理、社會和環境等因素的影響，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、天氣比較異常或者比較炎熱、還有就是受到刺激。病理性的原因是出現了發熱，也會容易引起人體內的代謝率升高，產生呼吸加快。呼吸頻率減低，則可能是神經系統的疾病，特別是導致呼吸中樞出現障礙引起的。

2.2 心率

心率有可能會導致人血液動力學不穩定，引起頭暈，甚至暈厥，尤其是出現心悸，有的可能會出現胸悶，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聯的。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致駕車過程中的知覺或統覺障礙，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，產生統覺障礙，從而產生知覺延時——不能提前控制車輛，甚至可能因失去安全駕駛的能力而發生交通事故的發生，所以監測生命體征的變化是預防行車事故的方法之一。

2.5 生命體征數據采集

長期以來，生命體征數據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品也不少。但是受當時技術環境的限制，在數據的采集方法及過程繁復，采集方案的局限性因素太多，技術成果的實際應用并不十分理想。駕駛員生命體征數據采集技術的真正突破，還是借了智能化可穿戴設備（如智能手表等）和人工智能技術的普及的東風，才得以使在駕駛員身上廣泛應用。目前通過智能手（表）環采集駕駛員生命體征數據是相對方便和準確的方法，并且已經在許多城市開展起來，因此，結合安全管理理論和駕駛行為進行智能化事故預防的技術也逐步發展起來。

3. 安全管理的技術創新

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的只是與車輛相關的機械和行駛數據，沒有與事件直接關聯的駕駛行為數據，因缺少事故中駕駛員行為數據，往往會給事故分析帶來瑕疵或產生誤判。而今通過技術創新，把駕駛員實時采集的生命體征數據，按照采用上述安全理論，根據防微杜漸、不放過細節的原則，通過安全管理智能系統，用人工智能技術對所有同步采集到的數據與車輛及運營的相關數據，經人工智能技術進行綜合分析，可及時對駕駛員進行相對精準的畫像，智能系統可以主動觸發應對措施，避免因各種涉及安全行車的行為所導致事故的發生，同時，也為駕駛員的分級管理提供了充分的數據支持。另外，車輛發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的分析外，還可結合事故發生前后駕駛員的生命體征數據，通過人工智能技術結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、道路的所有數據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場還原，在此相對充分條件下的得出的事故結論，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生。

4. 不放過小事故

安全是由細節保證的，目前公交車駕駛員上崗前都經過了嚴格的培訓和實習，安全行車的法律法規應該是熟記于心的，為什么還會出現因“操作不當”發生各種看似不起眼的“小事故”？事實上，雖看似與大事故無關，但是若按照安全管理理論，就可以通過安全管理智能系統，對與車輛運營數據同步的生命體征數據，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、或調離崗位等等），盡可能避免類似事件或更大的事故發生。

4.1 急減速

公交車的急剎車（急減速）是導致車內乘客受傷的主要原因，一般情況下，發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據，根據行為與生命體征關聯原理，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，公交車在轉彎時，原分布在車輪上的載荷將重新分配，結果導致整車的車輪的載荷不平衡，彎道外側的前輪載荷最大，彎道外側的后輪和彎道內側的前輪載荷居中，最小的則是彎道內側的后輪。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象，加重彎道外側前輪的偏磨，更有甚者側由于超出其承受能力而導致爆胎，甚至可能側翻，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控時，如果公交車未在進入彎道前減速，即使沒有發生交通事故，也會按照前述安全理論主動觸發，根據所記錄的坐標軌跡、車速、道路、生命體征等數據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道路擁堵幾乎是常態化的，公交車作為大型車輛經常被小客車“包圍”，雖然在日常的安全教育中，告誡駕駛員不要“爭道搶行”，還是有駕駛員經常“見縫插針”加入擁擠的行列。由此可能造成兩種結果：

因視線不良或車輛較大不靈活避讓不及等原因，進而產生擦掛等小型事故。

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，但后續班次則陸陸續續的往前趕，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生事故。安全管理平臺會主動可以把所采集的數據匯集起來進行大數據分析。這些數據除了道路、車輛的數據，還包含同步采集的影響駕駛員行為的生命體征數據，以及與時間、氣候等關聯的數據，用人工智能技術對通過該路段時，車輛狀態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聯的。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。通過技術創新，把駕駛員的生命體征數據納入安全管理平臺，就可以使“人、車、路”這個安全管理鏈，用數據連接起來形成閉環管理，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還應包括諸多小概率發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容。相信通過隨著可穿戴設備、現代通信技術以及心理學在公共交通行業的應用，公交安全管理系統的智能化會取得更大的進步。