【安防知識網(wǎng)】車輛通行與超速監(jiān)控技術應用現(xiàn)狀

　　“十次事故九次快”，作為交通肇事的主因，抓道路通行監(jiān)控和機動車超速一直被交警部門作為交通執(zhí)法工作的重點。但由于超速違法的人工取證較難，因此出現(xiàn)了諸多半自動或全自動產(chǎn)品，幫助取得機動車超速違法的證據(jù)(包括車輛的通過時間、地點、車速、行駛方向、號牌號碼、車型、顏色及裝載情況特征的圖像等數(shù)據(jù))。

　　目前超速監(jiān)控產(chǎn)品主要有兩大類：移動式超速監(jiān)控設備和固定式超速監(jiān)控設備。移動式超速監(jiān)控設備一般安裝在警用車輛頂端，由交警手動控制抓拍與監(jiān)控方向，無法自動工作，抓拍效果與抓拍率因人為因素存在難以保證，由于種種原因存在，目前移動式超速監(jiān)控逐漸被固定式超速監(jiān)控設備所取代。固定式超速監(jiān)控設備與移動式超速監(jiān)控設備相比具有以下優(yōu)點(以雷達測速為例)。

　　1、測速更準確

　　固定測速設備中雷達位于車道正上方，與車流方向平行，對相臨車道的抗干擾能力強。移動測速只能在車道側(cè)面，只能對相臨車道的車輛拍照，但可測得所有車道的車速，所以經(jīng)常發(fā)生對速度“張冠李戴”的現(xiàn)象，車主對此問題反應強烈。并且，移動測速時，雷達與車輛夾角較大(一般為45度)，這種大角度測速非常容易產(chǎn)生雷達“兩次反射”的問題，使測得的速度是實際車速的兩倍，這是移動測速在技術上無法克服的難題。

　　2、運營成本低

　　固定測速運營時，屬于無人值守，并且不需要車輛搭載。移動測速每次工作時，必須有專車搭載并需調(diào)用警力，否則無法工作。而移動測速廠商在宣傳自己產(chǎn)品價格低廉時，對這一問題往往避而不談，因為加上一輛車的價值后才算是移動測速設備的整體造價，其性價比太低。另外，移動設備在使用時，驅(qū)車往返路上的油耗、車輛維修保養(yǎng)費用，特別是冬夏空調(diào)的耗油費用更是高的驚人。

　　3、有效工作時間長

　　固定測速為全天候24小時工作，即使在沒有補光的情況下，也可從早5:00到晚19:00，工作達14小時，且永無中斷。移動測速一般只工作在8小時上班時間內(nèi)，但每天有效工作時間常少于6小時。例如，即使8點鐘上班，馬上驅(qū)車趕往抓拍地點，調(diào)好機位，一般已9點多鐘，還要扣除午間休息和下午返回單位的時間，另外還要扣除雙修日和法定節(jié)假日(每年約120天)。這樣，其有效工作時間不到固定設備的七分之一,如果考慮雨雪霧等天氣原因和其他人為因素，其實際工作時間往往不到固定設備的十分之一。

　　4、監(jiān)控車道多

　　固定抓拍一套設備可同時監(jiān)控四條車道，做到無一遺漏。移動測速只能抓拍一條車道，對車道的監(jiān)控率只有固定設備的四分之一。固定設備監(jiān)控車道多，是因為硬件設備投入高及技術優(yōu)勢，所以按一比一的公式比較兩類設備的價格是不公平的，如果按實際的1:4的比例比較，固定設備的價格是遠低于移動設備的。

　　5、安全性高

　　固定設備安裝于車道上方5米處，依附于路橋或龍門架，不影響其下方車輛正常通行。移動測速車輛必然要占用一條車道，在高速公路上長時間停放，有極大的危險性。如果停車時沒有依交通法的規(guī)定在200米、100米及50米處擺放明顯的警示標志(而且移動設備大多要求車頭對準來車方向，這屬于逆向停車，也是違法的)，一旦發(fā)生交通事故將承擔主要責任。

　　6、隱蔽性強

　　固定抓拍設備依附于路橋或龍門架，目標不明顯，且每隔一段時間可以更換一次安裝地點。移動測速必然由車輛搭載，在高速公路上極為醒目，如果是警車則隱蔽性就更差，而且若使用了如上所述的警示標志，車輛通行速度必受影響。

　　7、自動化程度高

　　固定測速由專業(yè)人員一次性安裝完成后，完全不用人工干預，隨時將違法記錄傳到指定計算機上，其產(chǎn)品內(nèi)在技術含量之高與移動測速自不可同日而語。移動測速產(chǎn)品本身技術含量就比較低，每天機位(包括雷達和攝像機)都需重新較準，抓拍時也須人工干預，操作人員(往往都是非專業(yè)人員)的素質(zhì)對抓拍的質(zhì)量和數(shù)量有較大影響。

　　8、照片質(zhì)量高

　　固定測速拍攝車牌一般采用專用的槍機，清晰度高，每套設備可支持兩個雷達和六個攝像機，照片中車牌角度中正，車輛位置理想，違法證據(jù)充分。移動測速一般只有一個雷達和一個攝像機，最多外加一個家用手持機，而為降低成本，其攝像機都是選用便宜的一體機，其照片成像質(zhì)量較差，而且車輛和車牌照片只是一個傾斜的車頭或車尾，常常難于識別號牌，也經(jīng)常為此產(chǎn)生證據(jù)不足的問題。 [nextpage]

　　現(xiàn)有固定式超速監(jiān)控設備多為單點式測速。單點式測速是指測量車輛通過某一點的瞬時速度是否超過允許的速度范圍，如果車輛超速，則將車輛圖片上傳到中心服務器及相應的執(zhí)法終端，以便于對超速車輛進行處罰。由于單點式測速只能監(jiān)控車輛通過一固定地點時的瞬時速度，無法全面體現(xiàn)車輛在整段監(jiān)控路面上行駛的速度情況，加上固定式監(jiān)控地點多被機動車駕駛?cè)怂熘?，常發(fā)生機動車到達監(jiān)控點前減速規(guī)避的情況，難以實現(xiàn)對布控路段超速現(xiàn)象的徹底監(jiān)控，針對這一現(xiàn)象，在結(jié)合單點式監(jiān)控的基礎上，提出了區(qū)間測速的概念。區(qū)間測速的原理是，測速某一車輛通過兩個固定監(jiān)測點的時間差T，已知兩點間的距離S，可求取車輛通過這一路段的平均速度V=S/T。即使車輛通過固定監(jiān)控點的瞬時速度不超速，但平均速度超過了允許的速度范圍，該車輛仍是超速車輛，其車輛的超速數(shù)據(jù)和圖片會自動上傳到服務器和執(zhí)法終端作為處罰的依據(jù)，這樣就真正作到了對超速違法行為的違法必糾。區(qū)間測速方式是目前公認的最先進、證據(jù)最充分的測速方式，駕駛員普遍認為，這種測速方法更客觀、更公平。

　　各類固定式全自動超速監(jiān)控產(chǎn)品的性能比較

　　由于測速單元是超速取證產(chǎn)品的核心，因此按照測速方法的不同，可以把固定式全自動測速產(chǎn)品分為視頻測速、地感線圈測速、多普勒雷達聲學測速、紅外激光雷達光學測速、區(qū)間測速產(chǎn)品(見下表)。

表   各類固定式全自動超速監(jiān)控產(chǎn)品的性能比較

　　視頻類測速產(chǎn)品

　　利用全景或近景攝像機以每秒N幀(我國及羅馬尼亞PAL制N=25，其他國家NTSC制N=30)的方式拍攝影像，再根據(jù)每兩幀中同一車的不同位置求其位置差，此值除以兩幀間隔1/N秒求出其瞬時速度。

　　這種方法的好處是節(jié)省設備，監(jiān)控一條車道只需要一個全景攝像機及一個近景攝像機，不需要雷達線圈等，可以降低造價。但其存在的問題也是明顯的：車輛位置的確定因為受到攝像機安裝傾角、路面傾斜度產(chǎn)生的梯形誤差，以及車身形狀、車身陰影、攝像機自身抖晃、雨雪等的影響而會有較大的誤差，這種測速產(chǎn)品已面臨淘汰。

　　地感線圈類測速產(chǎn)品

　　這種產(chǎn)品用在路面下預埋的線圈感應車輛的通過，用時間間距法測出車輛通行的瞬時速度。

　　這種方法的好處是成本較低;缺點是預埋線圈的施工難度較大，施工封路破壞路面，且線圈的破損率較高(在當前車輛超速和重載較多的情況下，線圈平均壽命僅數(shù)月)，還易受到雨水的干擾而誤報。

　　多普勒雷達聲學類測速產(chǎn)品

　　需要在全景、近景攝像機的基礎上外加多普勒雷達，利用雷達測量車輛通過的瞬時速度，并用攝像機拍照。

　　雷達測速的原理是應用多譜勒效應，即移動物體對所接收的電磁波有頻移的效應，雷達測速儀是根據(jù)接收到的反射波頻移量的計算，而得出被測物體的運動速度，因此，具有以下特點。

　　·雷達波束較激光光束的照射面大，因此雷達測速易于捕捉目標，無需精確瞄準;

　　·雷達測速設備可安裝在巡邏車上，在運動中實現(xiàn)檢測車速，是“流動電子警察”非常重要的組成部分;

　　·雷達固定測速誤差為±1Km/h，運動時測誤差為±2Km/h，完全可以滿足對交通違章查處的要求;

　　·雷達發(fā)射的電磁波波束有一定的張角，其有效測速距離相對于激光測速較近，最遠測速距離為800M(針對大車);

　　·雷達測速儀因技術成熟，價格適中;

　　·雷達測速儀發(fā)射波束的張角是一個很重要的技術指標。張角越大，測速準確率越易受影響;反之，則影響較小。

　　這類產(chǎn)品是目前全自動測速產(chǎn)品中最多見的。其優(yōu)點是用雷達測速的同時用攝像機拍照，在證據(jù)上比較有說服力;缺點是因雷達不可能正對行駛中的車輛進行測速(安裝在路面上的架子上有稍微的夾角，而對于移動車測速大到45度的夾角是微不足道的)，因此會產(chǎn)生入射波的傾角誤差(這一點上可以通過軟件進行修正，對于在現(xiàn)場開發(fā)的軟件才有實據(jù))，本系統(tǒng)單監(jiān)控點即采用雷達測速。 [nextpage]

　　紅外激光雷達類光學測速產(chǎn)品

　　在測速單元，改用紅外激光雷達進行測速。激光測速儀是采用激光測距的原理。激光測距(即電磁波，其速度為30萬公里/秒)，是通過對被測物體發(fā)射激光光束，并接收該激光光束的反射波，記錄該時間差，來確定被測物體與測試點的距離。激光測速是對被測物體進行兩次有特定時間間隔的激光測距，取得在該一時段內(nèi)被測物體的移動距離，從而得到該被測物體的移動速度。因此，激光測速具有以下幾個特點。

　　·由于該激光光束基本為射線，故測速距離相對于雷達測速有效距離遠，可測1000M外;但是沒有任何視頻能達到這個距離，目標根本沒有辦法鎖定，所以實際應用的距離和雷達沒有任何區(qū)別;

　　·測速精度高，誤差<1公里(完全正對);

　　·鑒于激光測速的原理，激光光束必須要瞄準垂直與激光光束的平面反射點，又由于被測車輛距離太遠、且處于移動狀態(tài)，或者車體平面不大，而導致激光測速成功率低、難度大，特別是執(zhí)勤警員的工作強度很大、很易疲勞;

　　·鑒于激光測速的原理，激光測速器不可能在運動中使用，只能在靜止狀態(tài)下應用;因此，激光測速儀不能稱之為“流動電子警察”。在靜止狀態(tài)下使用時，司機很容易發(fā)現(xiàn)有檢測，因此達不到預期目的;

　　·價格昂貴，現(xiàn)在經(jīng)過正規(guī)途徑進口的激光測速儀(不含取景和控制部分)價格至少在一萬美金左右;

　　·目前市場上還沒有發(fā)現(xiàn)成熟的結(jié)合激光測速儀研發(fā)的測速設備。而且由于紅外激光的直線傳播特性導致其測速盲區(qū)大，因而漏車率比較高。

　　區(qū)間測速類測速產(chǎn)品

　　在公路的兩個不同位置分別安裝一套視頻監(jiān)控系統(tǒng)(包括全景、近景攝像機)。通過測量同一車輛通過兩個監(jiān)控點的時間差，利用已知兩點間距離，求得車輛通過兩點間的平均速度。

　　區(qū)間測速的概念剛提出不久，除機動車通行自動記錄系統(tǒng)有區(qū)間測速功能外，尚未見國內(nèi)出現(xiàn)其他同類產(chǎn)品。此類產(chǎn)品的優(yōu)點是可以有效解決多輛車同時通過問題、攝像機和雷達傾角誤差問題、電子狗反測速或由于測速位置暴露而導致的機動車有意減速規(guī)避問題;缺點是無法實現(xiàn)分車道限速監(jiān)控，而且由于需要安裝兩套設備導致成本提高。

　　機動車輛通行自動記錄系統(tǒng)

　　機動車通行自動記錄系統(tǒng)(以下簡稱系統(tǒng))采用多普勒雷達與區(qū)間測速相結(jié)合的設計方案，既解決了多普勒雷達測速難以解決的多車抓拍、防雷達偵測、防減速規(guī)避問題，又解決了兩點式抓拍無法完成的分道限速監(jiān)控問題，且滿足了技術的先進性和證據(jù)的充分性，可以準確完成公路無人值守的智能化車輛通行與超速監(jiān)控。

　　機動車輛通行自動記錄系統(tǒng)的核心是在單點式雷達測速的基礎上結(jié)合區(qū)間測速技術開發(fā)而成，同時具備單點式雷達測速與區(qū)間測速的超速監(jiān)控功能。系統(tǒng)單監(jiān)控點采用運動物體觸發(fā)技術，機動車通過會自動觸發(fā)道路監(jiān)控專用攝像機對過往車輛進行高速拍攝，并采用數(shù)字圖像處理技術，以平均每秒不小于25幀的速度對圖像中的機動車身份進行快速實時的辨識處理，并從有效識別的圖像中選取車牌位置最佳的圖片進行存儲，通過GPRS或CDMA1X移動通信網(wǎng)絡將機動車信息發(fā)送至超速管理中心服務器，與相臨監(jiān)控點進行特征比對，求取同一機動車的區(qū)間平均速度作為超速執(zhí)法依據(jù)，再由服務器將信息實時發(fā)送至相關的工作站，進行分揀、執(zhí)法、查詢等項處理。既實現(xiàn)了超速監(jiān)控，也可實現(xiàn)道路交通流量監(jiān)控。且對嫌疑車輛可自動報警，如盜搶車輛、假牌、套牌車輛、超期未年檢車輛、交通肇事逃逸車輛、違法未處理車輛等等。子系統(tǒng)同時提供網(wǎng)頁查詢、違法車輛登報管理、告知管理、處罰管理等后臺非現(xiàn)場執(zhí)法用軟件，實現(xiàn)對違法車輛從抓拍、記錄傳輸、分揀確認、現(xiàn)場執(zhí)法、非現(xiàn)場執(zhí)法的全過程管理等。