書籍介紹
本計畫以市區客運行車安全為核心，整合事故統計分析、風險評估架構、警示事件小樣本分析及影像辨識技術，從宏觀事故特性到微觀駕駛行為，系統性探討不同道路與區域情境下之行車風險因子，並評估其於實務安全管理上的應用潛力。
本計畫延續前期計畫，將國道客運安全管理系統落地應用於和欣客運。實務經驗顯示，「異常事件列表」的功能對其管理及營運較有幫助，亦較常使用該功能。而本計畫團隊也持續提供客製化之協助，使其使用上更符合原先之駕駛員管理理念。
本計畫從四個面向整理本年度之研究成果（前三點為市區客運部分、後一點為國道客運部分），其一為「分析工具」對本計畫之貢獻，包含事故資料分析、Bow-tie 風險評估架構及影像辨識為核心之研究架構；其二為「硬體設備」在本計畫之角色與限制。本計畫提出相關設備改善之系統性建議，使未來研究或安全管理應用之實務有可遵循之最低規範；其三為「分析結果」對運輸安全實務上的意義，了解不同分析方式對應之安全課題，讓本計畫得以在對的主題上使用對的方法，以得到可用於實務管理之意涵與建議；其四為「實務管理」之應用，本計畫延續前期計畫，將國道客運安全管理系統落地應用於和欣客運，並藉由分析工具的選擇，進行不同模型的分析，得到預期之分析結果，最後自動化地呈現於管理系統上。
目次
目錄
圖目錄 ........................................................................................................... VI
表目錄 ........................................................................................................... XI
第一章 緒論 ..................................................................................................... 1
1.1 計畫緣起 ....................................................................................................... 1
1.2 計畫目的 ....................................................................................................... 3
1.3 計畫工作項目 .............................................................................................. 4
1.4 計畫範圍、架構與流程 ............................................................................. 5
第二章 文獻回顧 ............................................................................................. 9
2.1 前期計畫回顧 .............................................................................................. 9
2.1.1 「駕駛行為分析工具開發及行為特性探討」案 ..................... 9
2.1.2 「應用人工智慧分析技術探勘高風險路段」案 ................... 10
2.1.3 小結 ................................................................................................. 17
2.2 科技輔助之運輸業安全應用 .................................................................. 17
2.3 自然駕駛與駕駛行為研究 ....................................................................... 20
2.4 異常事件與事故特性分析 ....................................................................... 24
2.4.1 異常事件風險指標 ....................................................................... 24
2.4.2 異常事件影響因子 ....................................................................... 61
2.4.3 小結 ................................................................................................. 71
2.5 先進駕駛輔助系統於市區客運駕駛之應用 ........................................ 72
2.5.1 先進駕駛輔助系統簡介與應用.................................................. 72
2.5.2 先進駕駛輔助系統於市區客運應用之相關研究 ................... 73
2.5.3 小結 ................................................................................................. 78
2.6 行車影像辨識技術於市區客運駕駛之應用 ........................................ 79
2.6.1 行車訓練影像資料庫 ................................................................... 79
2.6.2 行車影像辨識技術與應用 .......................................................... 82
2.6.3 小結 ................................................................................................. 86
2.7 市區客運駕駛安全管理策略 .................................................................. 87
第三章 市區客運事故資料分析 ................................................................... 93
3.1 分析構想 ..................................................................................................... 93
3.2 資料蒐集與敘述性統計 ........................................................................... 95
3.2.1 資料蒐集與處理............................................................................ 95
IV
3.2.2 各縣市市區客運依年度事故統計 ........................................... 100
3.2.3 碰撞型態與駕駛行為之交叉分析 ........................................... 103
3.2.4 事故地點與駕駛行為之交叉分析 ........................................... 107
3.2.5 肇事運具與駕駛行為之交叉分析 ........................................... 109
3.2.6 事故碰撞型態空間分析............................................................. 112
3.3 事故頻次模型 .......................................................................................... 118
3.3.1 以路段為基礎之事故頻次模型：全國................................... 119
3.3.2 以路段為基礎之事故頻次模型：六都................................... 128
3.3.3 以路口為基礎之事故頻次模型：臺北市 .............................. 131
3.4 事故碰撞型態模型 .................................................................................. 137
3.4.1 以路段事故為基礎之碰撞型態類別模型：全國 ................. 137
3.4.2 以路口事故為基礎之碰撞型態類別模型：臺北市 ............. 143
3.5 事故嚴重程度模型 .................................................................................. 147
3.5.1 事故嚴重程度影響因素探討：全國 ....................................... 147
3.5.2 事故風險矩陣 .............................................................................. 149
3.6 小結 ............................................................................................................ 151
第四章 客運自然駕駛與事故影像資料蒐集 ............................................. 155
4.1 客運自然駕駛資料蒐集 ......................................................................... 155
4.1.1 資料蒐集對象 .............................................................................. 155
4.1.2 資料蒐集內容 .............................................................................. 158
4.1.2.1 資料蒐集範圍與路線..................................................... 158
4.1.2.2 資料盤點 .......................................................................... 161
4.1.2.3 資料結構與變數定義..................................................... 164
4.1.3 選用資料與警示類型比較 ........................................................ 169
4.2 市區客運事故影像資料蒐集 ................................................................ 171
4.2.1 資料蒐集對象 .............................................................................. 171
4.2.2 資料蒐集內容 .............................................................................. 171
第五章 市區客運行車異常事件與風險評估指標之定義與分析 ............. 175
5.1 分析構想 ................................................................................................... 175
5.2 市區客運駕駛長訪談結果 ..................................................................... 176
5.3 基於Bow-tie 架構之半量化風險評估模型 ....................................... 188
5.3.1 風險評估模型 .............................................................................. 189
5.3.2 「路口」行車異常事件嚴重度分析與風險評估結果......... 195
V
5.3.3 .... 「公車進、出站」行車異常事件嚴重度分析與風險評估結
果….. ......................................................................................................... 201
5.3.4 討論與管理意涵.......................................................................... 205
5.4 行車異常事件序列定義與風險評估指標擬定 .................................. 209
5.4.1 行車異常事件序列 ..................................................................... 209
5.4.2 風險評估指標擬定 ..................................................................... 219
5.5 行車異常程度與風險評估指標之小樣本測試 .................................. 221
5.5.1 人工真值編碼 .............................................................................. 221
5.5.2 分析結果....................................................................................... 225
5.6 小結 ............................................................................................................ 234
第六章 影像辨識資料之分析架構 ............................................................. 237
6.1 影像辨識評估架構 .................................................................................. 237
6.1.1 首都客運....................................................................................... 237
6.1.2 和欣客運....................................................................................... 238
6.2 客運業者影像資料品質之盤點：業者、車型與路線差異 ............ 239
6.2.1 和欣客運 (國道客運) ................................................................ 241
6.2.2 首都客運 (市區客運) ................................................................ 242
6.3 市區客運業者影像辨識技術之盤點 ................................................... 242
6.4 評估客運業者影像適用性 ..................................................................... 246
6.5 風險評估指標辨識分析結果 ................................................................ 252
6.5.1 車外評估指標辨識品質............................................................. 252
6.5.2 車內評估指標辨識品質............................................................. 266
6.6 市區客運影像辨識技術開發之建議 ................................................... 272
6.6.1 可辨識指標未來精進之方式 .................................................... 272
6.6.2 無法辨識指標之建議處理方式................................................ 273
6.6.3 人車物件追蹤與預測 ................................................................. 274
6.6.4 市區客運影像設備之建議 ........................................................ 274
6.7 小結 ............................................................................................................ 276
第七章 市區與國道客運業者座談會 ......................................................... 279
7.1 座談會內容簡述 ...................................................................................... 279
7.1.1 座談會目的 .................................................................................. 279
7.1.2 座談會邀請與出席業者............................................................. 279
7.1.3 討論議題....................................................................................... 281
7.2 駕駛行為之SOP 與高風險駕駛情境 .................................................. 282
VI
7.2.1 指差確認之SOP ......................................................................... 282
7.2.2 其他駕駛情境之SOP ................................................................ 284
7.2.3 高風險駕駛情境.......................................................................... 285
7.3 客運業者使用ADAS 警示之方式 ....................................................... 287
7.4 客運業者對駕駛安全管理系統之期望 ............................................... 289
7.5 綜合座談 ................................................................................................... 291
7.6 座談會結論 ............................................................................................... 292
第八章 國道客運業者安全管理系統PoS 之執行 ..................................... 295
8.1 安全管理系統介紹 .................................................................................. 295
8.1.1 登入系統....................................................................................... 296
8.1.2 首頁 ............................................................................................... 297
8.1.3 出車提醒....................................................................................... 299
8.1.4 行車異常事件列表 ..................................................................... 300
8.1.5 駕駛綜合報表 .............................................................................. 302
8.1.6 資料上傳與影像辨識分析 ........................................................ 303
8.1.7 安全管理系統與現有管理策略之結合構想 .......................... 305
8.2 安全管理系統PoS 實施構想與管理執行流程 ................................. 306
8.3 安全管理系統PoS 導入訪談結果 ....................................................... 309
8.4 安全管理系統PoS 執行之關鍵績效指標 .......................................... 310
8.5 安全管理系統PoS 之技術導入協助事項 .......................................... 311
8.5.1 環境建置....................................................................................... 311
8.5.2 資料前處理 .................................................................................. 312
8.5.3 安全管理系統PoS 導入之需求功能 ...................................... 316
8.5.4 系統操作教育訓練 ..................................................................... 317
8.5.5 影像解析度調整與OCR 辨識說明 ......................................... 319
8.5.6 影像辨識之趟次起訖時間選擇優化說明 .............................. 320
8.5.7 PoS 系統調整紀錄 ...................................................................... 321
8.6 安全管理系統PoS 實施成效評估與定期討論結果 ......................... 324
8.7 小結 ............................................................................................................ 327
第九章 結論與建議 ..................................................................................... 329
9.1 結論 ............................................................................................................ 329
9.2 建議 ............................................................................................................ 334
參考文獻 ......................................................................................................... 339
附錄一 期中審查意見回覆 ........................................................................... 357
VII
附錄二 期末審查意見回覆 ........................................................................... 377
附錄三 市區與國道客運業者座談會問卷................................................... 399
附錄四 安全管理系統PoS 績效指標問卷 .................................................. 403
VIII
圖目錄
圖1-1 本計畫研究流程圖 ...................................................................... 6
圖1-2 市區客運風險分析架構 ............................................................... 8
圖2-1 KITTI 資料庫影像範例 .............................................................. 80
圖2-2 Cityscapes 資料庫影像範例 ....................................................... 80
圖2-3 BDD100K 影像範例 .................................................................. 81
圖2-4 Waymo Open Dataset 攝影機感測器蒐集方式 ........................... 81
圖2-5 使用臉部特徵定位之間的距離關係判斷駕駛眼睛和口部開闔 . 85
圖2-6 使用正面、側面兩種視角共同辨識駕駛疲勞狀態與分心行為 . 86
圖2-7 安全駕駛行為管理主要元素：偵測、監控、矯正機制、駕駛
員安全駕駛行為分數 ................................................................. 88
圖2-8 駕駛員分數變化趨勢比較 ......................................................... 89
圖2-9 駕駛員駕駛行為監測示意圖 ...................................................... 89
圖2-10 韓國駕駛員風險評估案例 ......................................................... 90
圖2-11 日本客運駕駛在就職前所進行之適性診斷 ............................... 91
圖2-12 駕駛評分系統示意圖 ................................................................. 92
圖2-13 駕駛評分系統示意圖 ................................................................. 92
圖3-1 市區客運事故資料分析架構圖 .................................................. 94
圖3-2 事故頻次與碰撞型態模式建立架構與使用資料 ........................ 96
圖3-3 全臺各直轄市事故件數依年度統計 ........................................ 100
圖3-4 全臺各非直轄市事故件數依年度統計 ..................................... 101
圖3-5 全臺各碰撞型態類型之客運事故統計 ..................................... 102
圖3-6 全臺108 至113 年度客運事故統計 ........................................ 102
圖3-7 同向擦撞事故駕駛當事者動態之交叉分析 ............................. 104
圖3-8 對向擦撞事故駕駛當事者動態之交叉分析 ............................. 104
圖3-9 追撞事故駕駛當事者動態之交叉分析 ..................................... 106
圖3-10 與行人碰撞事故駕駛當事者動態之交叉分析 ......................... 106
圖3-11 一般車道事故駕駛當事者動態之交叉分析 ............................. 108
圖3-12 交叉路口事故駕駛當事者動態之交叉分析 ............................. 108
圖3-13 涉及大客車事故駕駛當事者動態之交叉分析 ......................... 110
圖3-14 涉及小客車事故駕駛當事者動態之交叉分析 ......................... 110
圖3-15 涉及機車事故駕駛當事者動態之交叉分析 ............................. 111
圖3-16 涉及行人事故駕駛當事者動態之交叉分析 ............................. 111
IX
圖3-17 臺北市各碰撞型態事故空間熱力圖 ........................................ 112
圖3-18 新北市各碰撞型態事故空間熱力圖 ........................................ 113
圖3-19 桃園市各碰撞型態事故空間熱力圖 ........................................ 114
圖3-20 臺中市各碰撞型態事故空間熱力圖 ........................................ 115
圖3-21 臺南市各碰撞型態事故空間熱力圖 ........................................ 115
圖3-22 高雄市各碰撞型態事故空間熱力圖 ........................................ 116
圖3-23 客運事故各碰撞型態之建成環境分析 ..................................... 117
圖3-24 臺北市市區道路每百公尺年客運事故件數 ............................. 127
圖3-25 六都各區域情境頻次模型細數分布圖 ..................................... 129
圖3-26 臺北市路口分布與交通流量特性 ............................................ 132
圖3-27 路段事故之碰撞型態類別多項羅吉特模式係數彙整 .............. 141
圖3-28 各碰撞型態類別相關因素之萃取 ............................................ 142
圖3-29 臺北市路口事故之碰撞型態類別多項羅吉特模式係數彙整 ... 143
圖3-30 全臺路段事故頻次與嚴重程度風險矩陣 ................................. 150
圖3-31 臺北市內及其周遭之市區客運事故風險路段分布地圖 .......... 151
圖4-1 創奕金旅電車車輛硬體設備 .................................................... 156
圖4-2 成運電車車輛硬體設備 ........................................................... 156
圖4-3 總盈電車車輛硬體設備 ........................................................... 156
圖4-4 成運五期柴油車車輛硬體設備 ................................................ 157
圖4-5 成運四期柴油車車輛硬體設備 ................................................ 157
圖4-6 市區客運284 (都市中心內) 路線圖及轉彎處 ......................... 158
圖4-7 市區客運藍36 (都市中心內) 路線圖及轉彎處 ....................... 159
圖4-8 市區客運536 (非都市中心內) 路線圖及轉彎處 ..................... 159
圖4-9 市區客運棕13 (非都市中心內) 路線圖及轉彎處 ................... 160
圖4-10 284、藍36、536 及棕13 之路線分布圖 ................................. 161
圖4-11 首都客運攝影機拍攝方向與角度 ............................................ 163
圖4-12 市區客運284 路之行駛環境 .................................................... 170
圖4-13 市區客運536 路之行駛環境 .................................................... 170
圖5-1 行車異常事件與風險評估指標之定義與分析架構圖 .............. 175
圖5-2 事故一事故現場圖 .................................................................. 177
圖5-3 事故二事故現場圖 .................................................................. 178
圖5-4 事故三事故現場圖 .................................................................. 180
圖5-5 事故四事故現場圖 .................................................................. 182
圖5-6 事故五事故現場圖 .................................................................. 183
X
圖5-7 事故六事故現場圖 .................................................................. 184
圖5-8 事故七事故現場圖 .................................................................. 185
圖5-9 事故八事故現場圖 .................................................................. 186
圖5-10 行車異常事件與風險分析指標定義之資料來源 ...................... 189
圖5-11 首都客運事故記錄分析構想與流程 (步驟一) ......................... 190
圖5-12 Bow-tie 架構 ............................................................................ 193
圖5-13 公車行駛路口時之異常事件Bowtie 架構 ............................... 199
圖5-14 公車進、出站之異常事件Bowtie 架構 ................................... 203
圖5-15 序列一：前車突然減速示意圖 ................................................ 211
圖5-16 序列二：前車等速行駛 ........................................................... 212
圖5-17 序列三：前車由左側/右側變換車道 (3L/3R) ......................... 212
圖5-18 序列四：本車向左/向右變換車道 (4L/4R) ............................. 214
圖5-19 序列五：本車向左/向右偏離車道 (5L/5R) ............................. 216
圖5-20 序列六：本車因閃避動作而向左/向右偏離車道 (6L/6R) ....... 216
圖5-21 序列七：本車在路口右轉 ....................................................... 218
圖5-22 序列八：本車在路口左轉 ....................................................... 219
圖5-23 車外評估指標之九宮格示意圖 ................................................ 220
圖5-24 序列與子序列之編碼內容擷取 ................................................ 222
圖5-25 警示事件異常程度與駕駛長反應之編碼內容擷取 .................. 223
圖5-26 警示事件逐秒之車外與車內評估指標之編碼內容擷取 .......... 225
圖5-27 跟車警示中，警示事件異常程度與車速關係圖 ...................... 228
圖5-28 變換車道警示中，警示事件異常程度與車速關係圖 .............. 231
圖6-1 首都客運提供之車前影像 ....................................................... 237
圖6-2 首都客運提供之車側影像 ....................................................... 237
圖6-3 首都客運提供之車內影像 ....................................................... 238
圖6-4 和欣客運提供之車前影像 ....................................................... 238
圖6-5 和欣客運提供之車側影像 ....................................................... 239
圖6-6 和欣客運提供之車內影像 ....................................................... 239
圖6-7 和欣客運 (上) 和首都客運 (下) 提供之車型影像比較 ......... 240
圖6-8 和欣客運 (左) 和首都客運 (右) 提供之車型影像比較 ......... 241
圖6-9 市區車前影像於夜間受光源干擾之實例 ................................. 246
圖6-10 市區車前影像光源導致曝光程度不一致的問題 ...................... 246
圖6-11 市區車前影像套用國道偵測網路所產生物件辨識類別問題 ... 247
XI
圖6-12 和欣客運 (上) 與首都客運 (下) 影像扭曲程度差異對範圍
判斷的影響與誤差 .................................................................. 247
圖6-13 市區車側影像直接套用國道偵測網路所產生的物件辨識類
別問題 ..................................................................................... 249
圖6-14 市區車側影像於夜間受光源干擾之實例 ................................. 249
圖6-15 和欣客運車內影像受市區光線變化影響之情形 ...................... 251
圖6-16 客運車內相機沒有IR 補光功能之情形 ................................... 251
圖6-17 新九宮格視覺化校準 ............................................................... 258
圖6-18 今年首都客運536 路線車輛前方物件偵測情形 ...................... 259
圖6-19 今年首都客運284 路線車輛前方物件偵測情形 ...................... 259
圖6-20 和欣客運551-U9 車輛前方物件偵測情形 ............................... 259
圖6-21 536 路線車輛側方物件偵測情形 ............................................. 264
圖6-22 284 路線車輛側方物件偵測情形 ............................................. 264
圖6-23 車輛側方夜間下雨造成炫光範例 (此例為和欣客運) .............. 264
圖6-24 284 路線車側新九宮格的範圍畫出 ......................................... 265
圖6-25 284 路線右方相機 (960×480) 理論誤差圖 ............................. 265
圖6-26 536 路線右方相機 (352×240) 理論誤差圖 ............................. 266
圖6-27 536 路線車側新九宮格的範圍畫出與放大圖 .......................... 266
圖6-28 光線變化與遮蔽導致關節偵測不良 ........................................ 268
圖6-29 窗外物件干擾 .......................................................................... 268
圖6-30 駕駛上下車導致偵測不良 ....................................................... 268
圖6-31 駕駛佔畫面比較低且落在畫面角落 (此例為284 路線) .......... 269
圖6-32 車內影像解析度低且成像較模糊 (此例為536 路線) .............. 269
圖6-33 車內相機缺乏IR 補光 (此例為536 路線) .............................. 270
圖6-34 駕駛正在進行指差確認時關節點偵測結果與類似行為比較 ... 271
圖8-1 駕駛安全管理系統登入畫面 .................................................... 296
圖8-2 系統畫面 (系統管理者、駕駛管理者) .................................... 297
圖8-3 系統畫面 (駕駛員) .................................................................. 297
圖8-4 首頁之行車異常事件數據顯示 ................................................ 298
圖8-5 首頁之高風險駕駛數據顯示 .................................................... 298
圖8-6 首頁之隨時間演變警示圖 ....................................................... 299
圖8-7 出車提醒 ................................................................................. 300
圖8-8 個人警示 ................................................................................. 300
圖8-9 駕駛行為提醒 .......................................................................... 300
XII
圖8-10 行車異常事件列表 .................................................................. 301
圖8-11 行車異常事件地圖 .................................................................. 301
圖8-12 行車異常事件影像 .................................................................. 301
圖8-13 駕駛綜合報表 .......................................................................... 303
圖8-14 資料上傳按鈕與影像辨識工作表 ............................................ 304
圖8-15 資料上傳視窗 .......................................................................... 304
圖8-16 PoS 實施構想與管理執行流程 ................................................ 307
圖8-17 趟次與行駛路徑類別資料範例 ................................................ 312
圖8-18 車內空間攝影範例與區域劃分 ................................................ 313
圖8-19 車內辨識資料前處理流程圖 .................................................... 313
圖8-20 標註工具與車內辨識模組流程整合 ........................................ 314
圖8-21 車外辨識資料前處理流程圖 .................................................... 314
圖8-22 車前影像與標註工具 ............................................................... 315
圖8-23 車道線與警示區域基準線 ....................................................... 315
圖8-24 標註工具與車外辨識模組流程整合 ........................................ 316
圖8-25 帳號管理功能 .......................................................................... 316
圖8-26 佈告欄訊息 .............................................................................. 317
圖8-27 使用者API 呼叫紀錄 .............................................................. 317
圖8-28 教育訓練時程安排 .................................................................. 318
圖8-29 於和欣客運新營總站施行教育訓練 ........................................ 318
圖8-30 舊版OCR 字體 ........................................................................ 319
圖8-31 新版OCR 字體 ........................................................................ 320
圖8-32 趟次影像辨識起訖時間設定 .................................................... 320
圖9-1 計畫架構之整體關係 ............................................................... 332
分類
其他詳細資訊
- 英文題名：TITLE: Framework Planning for an Urban Public Transport Risk Analysis Tool Based on Image Recognition Technology
- 適用對象：成人(學術性)
- 關鍵詞：市區客運行車安全、事故風險建模、Bow-tie 風險評估架構、駕駛行為分析、ADAS 警示事件分析、影像辨識技術、安全管理系統應用
- 附件：無附件
- 頁/張/片數：430
授權資訊
- 著作財產權管理機關或擁有者：交通部運輸研究所
- 取得授權資訊：聯絡處室：運資組
姓名：何毓芬
電話：02-23496890-
地址：臺北市敦化北路240號