機動車違章通行自動記錄系統(tǒng)主要實現(xiàn)違章機動車的自動抓拍、違法數(shù)據(jù)的自動上傳、車牌的自動識別、違法數(shù)據(jù)的分揀處理，卡口系統(tǒng)的實時自動攔截等功能。本文就來介紹該項技術(shù)，供讀者參考。

    "十次事故九次快"，作為交通肇事的主因，道路通行監(jiān)控和機動車監(jiān)控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、號牌顏色、車輛全貌、車型、顏色及裝載情況特征的圖像等數(shù)據(jù)）。

    機動車違章通行自動記錄系統(tǒng)主要有兩大類：移動式機動車違章通行自動記錄系統(tǒng)（以下簡稱移動式）和固定式機動車違章通行自動記錄系統(tǒng)（以下簡稱固定式）。固定式與移動式超速監(jiān)控設(shè)備相比具有以下優(yōu)點： 測速更準確；運營成本低；有效工作時間長；監(jiān)控車道多；安全性高；隱蔽性強；動化程度高；照片質(zhì)量高。今天就以固定式為例來介紹機動車違章通行自動記錄系統(tǒng)。

監(jiān)控站端的構(gòu)建
監(jiān)控站端選點及設(shè)備選擇
    監(jiān)控前端設(shè)備，安裝在橫跨公路的橋梁或者道路中央隔離帶的立桿上，以便對路面上的機動車超速違法行為進行全天全過程監(jiān)視和數(shù)字圖像記錄。前端監(jiān)控點的供電，就近獲取220V不間斷供電（可應(yīng)用變壓器）。

    監(jiān)控設(shè)備硬件方面，由多普勒高精度道路測速專用雷達、高速公路監(jiān)控專用攝像機（包括全景攝像機和近景攝像機）、網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備（GPRS路由器或CDMA1X路由器及相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)適配器）、高性能工控機、過載/漏電和短路保護裝置、防雷擊保護裝置、異常情況自動復(fù)位裝置、獨立通道的視頻采集卡等構(gòu)成，它們均放置在防護等級IP55，防雷等級2級的專用機柜內(nèi)。

    監(jiān)控站端采用中國移動的GPRS或中國聯(lián)通的CDMA 1x無線通信網(wǎng)絡(luò)，將前端捕捉的違法證據(jù)進行傳輸。所用工控機的性能穩(wěn)定，壽命>50000h。按每輛車至少存貯特征圖像和全景圖像各一張計算，其所用磁盤具備不少于120萬輛車的圖像存貯能力。當(dāng)超出最大存儲容量時，自動對車輛信息和圖片進行循環(huán)覆蓋。系統(tǒng)進線電源采用空氣開關(guān)作為過載、漏電、短路保護裝置。使用快速熔斷器來保護內(nèi)部電路，系統(tǒng)中所有的金屬零部件均與保護接地端子連接，并保證各部件的接地連續(xù)性，保護接地端子與大地有效連接。系統(tǒng)使用避雷針與防雷接地作為防止雷擊保護措施。系統(tǒng)整體電氣性能（如絕緣、耐壓、接觸電阻、電磁抗干擾度等）按照公安部頒布的行業(yè)標準GA/T 497-2004《公路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng)通用技術(shù)條件》進行設(shè)計。若發(fā)現(xiàn)異常情況，自動復(fù)位裝置能自動檢測到系統(tǒng)故障，并自動恢復(fù)系統(tǒng)的正常工作。這一裝置可使系統(tǒng)在斷電后來電時，自動重啟；網(wǎng)絡(luò)通訊故障時，斷網(wǎng)重播，系統(tǒng)運行異常時，重啟系統(tǒng)?，F(xiàn)場安裝示意見圖1。[nextpage]

監(jiān)控站系統(tǒng)支持的通信設(shè)計方案
    通信設(shè)計的目的是為測速點采集的違法數(shù)據(jù)提供安全、穩(wěn)定傳輸通道，并應(yīng)滿足一定的實時性要求。關(guān)于通信設(shè)計方案，主張本著“保證先進、夠用為度、因地制宜、多網(wǎng)結(jié)合”的原則，在保證通信暢通的情況下盡量降低成本。下文所論證的各種通信設(shè)計方案，在實際應(yīng)用時可考慮采用單獨某一種方案，也可以選擇多種方案進行有機組合。[nextpage]

1、GPRS或CDMA1x無線通信網(wǎng)絡(luò)方式
    系統(tǒng)支持利用中國移動的GPRS或中國聯(lián)通的CDMA 1x網(wǎng)絡(luò)進行違法證據(jù)傳輸，由于高速公路上架設(shè)有線通信設(shè)備難度較大，因而一般多選用此種無線通信方式來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

    GPRS與CDMA1X兩種網(wǎng)絡(luò)都有各自的優(yōu)勢與不足，可以根據(jù)具體情況選擇合適的無線通信方式?？傮w來說，中國移動的GPRS覆蓋范圍廣，資費較CDMA1X便宜，并有可能推出雙模式上網(wǎng)方式，是目前相對較好的無線通信方式，但是有其低速度的缺點。中國聯(lián)通基于CDMA 1X網(wǎng)絡(luò)的無線通信方式，具有較高的速度，在技術(shù)上相比GPRS也有一定優(yōu)勢。鑒于兩類網(wǎng)絡(luò)的特點，如果對網(wǎng)絡(luò)速度和穩(wěn)定性要求比較高的話，選擇CDMA 1X平臺支持下的無線通信方式比較合適；而要是更多考慮通信成本以及覆蓋區(qū)域的話，則可以選擇中國移動的GPRS網(wǎng)絡(luò)支持下的無線通信方式。實際應(yīng)用中，可以根據(jù)測速點所處位置實測的信號強度靈活選擇其中一種通信方式。

2、Mobitex窄帶數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)方式
    國內(nèi)某些地區(qū)，如河北省全省范圍內(nèi)已建成了Mobitex窄帶數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，且在各高速公路沿線無盲區(qū)。該網(wǎng)絡(luò)具有高效的頻率利用（一個信道能以8K比特率的速度同時支持幾百個用戶，支持頻率的復(fù)用）、確保信息的成功傳送（系統(tǒng)使用先儲存后發(fā)送的技術(shù)確保傳輸成功）、可靠的穩(wěn)定性（傳輸結(jié)果的確認功能，完善的糾錯技術(shù)以及其他系統(tǒng)功能確保了無誤的傳輸。無線傳輸采用分組交換方式，用戶總是保持在線，可隨時收發(fā)信息）、可信賴的安全性（系統(tǒng)應(yīng)用中可采用不同的編碼技術(shù)，適用于高度機密和實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)男袠I(yè)）等特點，更重要的是采用該網(wǎng)絡(luò)的通信成本低廉。

3、基于光纖的通信方式
    光纖通信具有信息傳輸量大、無電磁干擾、傳輸損失小、傳輸頻帶寬等顯著優(yōu)點，但也同時存在施工工程量大、建設(shè)周期長、一次性成本投入非常高、分路耦合不方便等固有的缺點。在建設(shè)資金允許的情況下，可考慮全部或部分路段采用此種通信方式。

4、基于微波的通信方式
    利用微波進行通信具有容量大、質(zhì)量好并可傳至很遠的距離，因此是國家通信網(wǎng)的一種重要通信手段，也普遍適用于各種專用通信網(wǎng)。我國微波通信廣泛應(yīng)用L、S、C、X諸頻段，K頻段的應(yīng)用尚在開發(fā)之中。

    由于微波的頻率高，波長又較短，在空中的傳播特性與光波相近，遇到阻擋就被反射或被阻斷，因此微波通信的主要方式是視距通信，超過視距以后需要中繼轉(zhuǎn)發(fā)。

    一般說來，由于地球曲面的影響以及空間傳輸?shù)膿p耗，每隔50公里左右，就需要設(shè)置中繼站，將電波放大轉(zhuǎn)發(fā)而延伸。這種通信方式，也稱為微波中繼通信或稱微波接力通信。長距離微波通信干線，可以經(jīng)過幾十次中繼而傳至數(shù)千公里仍可保持很高的通信質(zhì)量。然而當(dāng)微波應(yīng)用于超速監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸中時，因每個發(fā)射天線必須設(shè)在測速監(jiān)控點附近，會受到所在位置的地形地勢限制（如山體、樹林、樓房等），有時無法選擇有利于通信的地形，有時甚至基本無法以此種方式進行通信。因此，微波通信應(yīng)僅作為一種可選的通信方式，在對具體地形查勘之后再進行選用。 [nextpage]

5、基于ADSL的通信方式
    ADSL（AsymmetricalDigitalSubscriberLine，非對稱數(shù)字用戶環(huán)路）是一種能夠通過普通電話線提供寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的技術(shù)，成為繼Modem、ISDN之后的又一種全新的、更快捷、更高效的接入方式。ADSL這種方案的最大特點是不用改造信號傳輸線路，完全可以利用普通銅質(zhì)電話線作為傳輸介質(zhì)，只要配上專用的Modem即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)高速傳輸，其有效的傳輸距離在3?5公里，距離愈遠，速度愈慢。

    ADSL支持上行速率640kbps到1Mbps、下行速率1Mbps到8Mbps。這種帶寬完全能夠滿足系統(tǒng)的需求，而且價格又相對較低，如果有條件提供ADSL寬帶接入的話，盡量選擇這種接入方式。

數(shù)據(jù)接收端服務(wù)器系統(tǒng)
中心服務(wù)器的構(gòu)建
    中心服務(wù)器應(yīng)具有7×24h連續(xù)工作能力，專門的雙電源及散熱設(shè)計及有24h后備供電能力的不間斷電源與之配套，采用雙高速海量硬盤組成RAID 0+1陣列，保證讀寫的高速度與數(shù)據(jù)安全性?；趯W(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的合理配置與設(shè)計的保密安全套件，建立最徹底、最可靠的安全防護機制，可有效杜絕病毒、木馬與黑客攻擊等安全隱患，最大限度地保證服務(wù)器長期無故障運行，這也是整個系統(tǒng)平穩(wěn)運行的重要環(huán)節(jié)。

    采用國際領(lǐng)先的具有海量數(shù)據(jù)管理能力的Oracle 9I數(shù)據(jù)庫，利用電信、金融等行業(yè)所采用的先進技術(shù)完成數(shù)據(jù)庫架構(gòu)，并利用專門設(shè)計的數(shù)據(jù)備份工具，定期自動完成數(shù)據(jù)本地備份或異地備份，保證數(shù)據(jù)管理的高效與安全。中心服務(wù)器還具有與卡口服務(wù)器數(shù)據(jù)，自動同步的功能，頻度為每記錄都同步一次，同步時間僅為秒級，保證在中心網(wǎng)絡(luò)訪問出現(xiàn)故障時，卡口服務(wù)器可瞬間升級，獨立完成所轄路段的數(shù)據(jù)接收管理與執(zhí)法工作。當(dāng)中心通信恢復(fù)時，自動將數(shù)據(jù)上傳至中心處理，并將處理權(quán)限交還中心。

中心服務(wù)器的應(yīng)用軟件
    機動車通行自動記錄服務(wù)器系統(tǒng)，在超速管理中心服務(wù)器上應(yīng)用，接收由多個監(jiān)控現(xiàn)場工控機上發(fā)來的通過的車輛信息，作車輛圖像的同一性認定，計算車輛的平均速度。如平均速度或瞬時速度超過了規(guī)定速度的范圍，將超速車輛的圖片發(fā)送給相關(guān)的卡口工作站、在線管理工作站和執(zhí)法站，并接收由卡口、執(zhí)法、管理、查詢等工作站發(fā)來的請求，進行相關(guān)應(yīng)答，實現(xiàn)對車輛信息的確認、刪除、處罰、管理等項操作。

    為保證同一輛機動車在當(dāng)日同一路段上的超速違法行為不會被多次處罰，服務(wù)器軟件對各輛車在各點的瞬時速度與各區(qū)段的平均速度進行綜合比對，取其中的最大速度作為車輛的超速證據(jù)。

    中心服務(wù)器軟件還可對黑名單車輛向各卡口及移動工作站（利用車載微機、筆記本電腦通過GPRS或CDMA1X工作的工作站）下發(fā)布控信息，并可根據(jù)動態(tài)統(tǒng)計結(jié)果，以定時自動或被動查詢方式向各工作站發(fā)布各路段車流量信息。

    機動車通行自動記錄服務(wù)器系統(tǒng)運行環(huán)境為Windows 2000 Server + MS SQL Server。[nextpage]

卡口工作站系統(tǒng)
工作原理
    卡口工作站工控機（兼服務(wù)器），接收由中心服務(wù)器下傳的所轄路段的所有超速車輛的超速數(shù)據(jù)和特征圖片，在中心服務(wù)器出現(xiàn)故障時，直接接收由監(jiān)控站上傳的超速車輛數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)庫。工控機通過攝像機拍攝所有通過車輛的圖片，與中心服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中超速數(shù)據(jù)作同一性比對，查詢該車輛是否有未處罰的超速記錄（包括其他路段的歷史超速信息），如有則自動報警提示，在中心服務(wù)器故障時，在本機數(shù)據(jù)庫中，查詢該車輛在所轄路段是否有未處罰的超速記錄，返回查詢結(jié)果。根據(jù)查詢結(jié)果，可對超速車輛進行現(xiàn)場執(zhí)法或開具罰單、告知單等?？诠ぷ髡驹谔幚斫Y(jié)束后，自動將執(zhí)法結(jié)果上傳至中心服務(wù)器?？诠ぷ髡鞠到y(tǒng)原理見圖2。

工作站的構(gòu)建
    卡口工作站設(shè)備，由高速公路監(jiān)控專用攝像機（包括全景攝像機和近景攝像機）、網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備（路由器及網(wǎng)絡(luò)適配器）、高性能工控機、過載漏電和短路保護裝置、防雷擊保護裝置、異常情況自動復(fù)位裝置、獨立通道的視頻采集卡等構(gòu)成、并將它們放置在防護等級IP55，防雷等級2級的專用機柜內(nèi)?？谕ㄐ趴刹捎肁DSL或光纖接入。

應(yīng)用軟件
    應(yīng)用軟件有：機動車通行自動記錄卡口工作站系統(tǒng)，在卡口工作站工控機上使用；接收數(shù)據(jù)功能模塊，可自動接收由中心服務(wù)器下傳的所轄路段的所有超速車輛的超速數(shù)據(jù)和特征圖片，在中心服務(wù)器出現(xiàn)故障時，直接接收由監(jiān)控站上傳的超速車輛數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)庫；拍攝查詢模塊，工控機通過攝像機拍攝所有通過車輛的圖片，與中心服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中超速數(shù)據(jù)作同一性比對，查詢該車輛是否有未處罰的超速記錄（包括其他路段的歷史超速信息），如有則自動報警提示，在中心服務(wù)器故障時，在本機數(shù)據(jù)庫中查詢該車輛在所轄路段是否有未處罰的超速記錄，返回查詢結(jié)果；執(zhí)法功能模塊，可現(xiàn)場執(zhí)法或開具罰單、告知單等，使駕駛員到銀行繳費或去相應(yīng)非現(xiàn)場處罰執(zhí)法部門接受處罰?？诠ぷ髡驹谔幚斫Y(jié)束后，自動將處理結(jié)果上傳至中心服務(wù)器。

管理工作站系統(tǒng)
    管理工作站系統(tǒng)在執(zhí)行分揀、執(zhí)法、管理、查詢的計算機上使用，它通過GPRS或CDMA1X無線調(diào)制解調(diào)器或其他方式（如局域網(wǎng)、電話撥號或ADSL等）與超速管理中心服務(wù)器聯(lián)接，可接收服務(wù)器發(fā)送來的實時超速車輛信息，也可對歷史車輛進行管理?？蓪?、紅名單車輛進行設(shè)置，如遇黑名單車輛有報警功能。不同的工作站有不同的權(quán)限，可對超速車輛進行查詢、分揀、管理和執(zhí)法等操作。[nextpage]

    機動車通行自動記錄管理工作站系統(tǒng)運行環(huán)境為Windows 98/Windows NT/Windows ME/Windows 2000/ Windows X，它可顯示歷史違法記錄，實時接收最新違法記錄，可顯示超速車輛的超速地點、行駛車道、違法時間、車輛類型、車輛號牌、速度等違法信息。支持違法記錄圖片動畫的連續(xù)播放，顯示車輛超速行駛的過程，提供充足的執(zhí)法依據(jù)。具體參見圖3。

    管理工作站系統(tǒng)功能如下。

1、黑名單車輛實時檢測、報警
    黑名單數(shù)據(jù)由其它系統(tǒng)提供，本系統(tǒng)接受到的黑名單數(shù)據(jù)自動更新并下發(fā)。黑名單數(shù)據(jù)主要包括預(yù)期未年檢、注銷、轉(zhuǎn)出、盜搶等級別不同的數(shù)據(jù)，監(jiān)測設(shè)備自動識別所有通過檢查站監(jiān)測路段車輛的車牌號碼、車標及其他信息，將車牌號碼、車型等與黑名單數(shù)據(jù)庫按優(yōu)先級比對，比對成功后，按報警級別向授權(quán)用戶報警，采用聲音報警與提示報警相結(jié)合的方式。

2、黑名單車輛信息管理
    授權(quán)用戶接到肇事、逃逸、盜搶等報警信息后，實時更新主中心黑名單數(shù)據(jù)庫，并自動更新各分局分中心、各檢查站黑名單數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)設(shè)置此部分信息與所有通過車輛牌照信息優(yōu)先比對；民警對黑名單車輛處理完畢后，操作員對該記錄作相應(yīng)標記并記錄操作員信息自動發(fā)送到主中心；系統(tǒng)能對信息分類統(tǒng)計。

3、遠郊公路流量檢測、高速公路流量監(jiān)測
    為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)授權(quán)用戶提供交通流量統(tǒng)計信息。提供按時間、地點等分類統(tǒng)計查詢、按時間段比對查詢等功能，并能以圖形、圖表方式顯示、打印。

4、歷史數(shù)據(jù)管理
    提供按照車牌號碼、時間、地點檢索所通過車輛歷史記錄，數(shù)據(jù)存儲在主中心磁盤陣列中。提供導(dǎo)出和刪除數(shù)據(jù)的應(yīng)用界面，授權(quán)用戶具備數(shù)據(jù)導(dǎo)出和刪除權(quán)限。

5、超速違章監(jiān)測
    對通過監(jiān)測斷面所有車輛進行速度監(jiān)測(只監(jiān)測同方向機動車)，主中心接收所有監(jiān)測信息，對超過設(shè)定限速值的車輛進行篩選，自動生成違章記錄（時間、地點、車牌號、違章類型、違章圖片等），傳輸?shù)街付ㄏ到y(tǒng)。

6、嫌疑車輛甄別比對
    除了黑名單比對外，由于本系統(tǒng)中提供了對車型、車標、顏色的自動識別，本系統(tǒng)還可以通過將監(jiān)測數(shù)據(jù)與車檔庫的數(shù)據(jù)比對甄別，檢索嫌疑車輛并報警。[nextpage]

7、外地車輛違章比對
    在北京由于外地車輛很多，對于交通管理上來講很多外地車輛在北京違章后有很多是非現(xiàn)場違章，對于目前的狀況是，由于全國沒有聯(lián)網(wǎng)，很多非現(xiàn)場執(zhí)法都得不到進一步處理，執(zhí)法中存在著較大的漏洞。在本系統(tǒng)中，可以通過獲取外地車輛非現(xiàn)場違章的數(shù)據(jù)，按照一定規(guī)則建立一個外地車輛違章庫，當(dāng)外地車輛通過監(jiān)測點時，系統(tǒng)能夠及時進行數(shù)據(jù)比對，發(fā)現(xiàn)問題并具備實時報警功能，以便檢查站人員根據(jù)相關(guān)規(guī)則做相應(yīng)的處理。

8、遠程維護和管理
    提供遠程智能控制功能。

9、日志記錄
    系統(tǒng)各級設(shè)備皆具備日志記錄功能，可按用戶需求定制不同內(nèi)容的日志，包括操作系統(tǒng)日志、設(shè)備運行日志、遠程用戶連接日志、遠程用戶操作日志等，管理員可通過電子郵件自動發(fā)送。

10、分類查詢、統(tǒng)計、打印 
    所有實時監(jiān)測以及處理后信息能分類查詢、統(tǒng)計、打印。應(yīng)用軟件具備模糊查詢功能。

11、通信信道
    系統(tǒng)采用光纖通信方式。

12、遠程維護和管理
    具備設(shè)備監(jiān)測功能，自動生成狀態(tài)報告，定期發(fā)往指定用戶。應(yīng)至少包括如下項目的狀態(tài)：電源，計算機系統(tǒng)，攝像機，檢測設(shè)備，硬盤錄像機，應(yīng)用軟件?？蓪η岸嗽O(shè)備的簡單故障，進行遠程維護和報警。監(jiān)測點可以進行遠程維護，包括軟件配置參數(shù)，系統(tǒng)和各個設(shè)備配置和狀態(tài)。系統(tǒng)時鐘同步功能。

13、網(wǎng)絡(luò)安全
    監(jiān)測點設(shè)備提供防盜措施，系統(tǒng)提供防病毒功能，各級網(wǎng)絡(luò)之間數(shù)據(jù)交流，建立網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和安全機制、防止黑客入侵等功能。

結(jié) 語
    綜上所述，機動車違章通行自動記錄系統(tǒng)可以自動實現(xiàn)對違章機動車的自動抓拍及自動攔截等功能，還可以對已經(jīng)列入黑名單數(shù)據(jù)庫的車輛實現(xiàn)自動攔截功能。機動車違章通行自動記錄系統(tǒng)對于公安系統(tǒng)快速追查盜搶車輛、維護社會和諧穩(wěn)定起到非常重要的作用。