【安防知識網(wǎng)】車輛通行與超速監(jiān)控技術(shù)應(yīng)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(jī)動車超速一直被交警部門作為交通執(zhí)法工作的重點(diǎn)。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(jī)動車超速違法的證據(jù)(包括車輛的通過時間、地點(diǎn)、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(shè)備和固定式超速監(jiān)控設(shè)備。移動式超速監(jiān)控設(shè)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(shè)備所取代。固定式超速監(jiān)控設(shè)備與移動式超速監(jiān)控設(shè)備相比具有以下優(yōu)點(diǎn)(以雷達(dá)測速為例)。

　　1、測速更準(zhǔn)確

　　固定測速設(shè)備中雷達(dá)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(qiáng)。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(yīng)強(qiáng)烈。并且，移動測速時，雷達(dá)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(dá)“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(shù)上無法克服的難題。

　　2、運(yùn)營成本低

　　固定測速運(yùn)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(shè)備的整體造價，其性價比太低。另外，移動設(shè)備在使用時，驅(qū)車往返路上的油耗、車輛維修保養(yǎng)費(fèi)用，特別是冬夏空調(diào)的耗油費(fèi)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(bǔ)光的情況下，也可從早5:00到晚19:00，工作達(dá)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(diǎn)鐘上班，馬上驅(qū)車趕往抓拍地點(diǎn)，調(diào)好機(jī)位，一般已9點(diǎn)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(shè)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(shè)備的十分之一。

　　4、監(jiān)控車道多

　　固定抓拍一套設(shè)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(shè)備的四分之一。固定設(shè)備監(jiān)控車道多，是因為硬件設(shè)備投入高及技術(shù)優(yōu)勢，所以按一比一的公式比較兩類設(shè)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(shè)備的價格是遠(yuǎn)低于移動設(shè)備的。

　　5、安全性高

　　固定設(shè)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(biāo)志(而且移動設(shè)備大多要求車頭對準(zhǔn)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(dān)主要責(zé)任。

　　6、隱蔽性強(qiáng)

　　固定抓拍設(shè)備依附于路橋或龍門架，目標(biāo)不明顯，且每隔一段時間可以更換一次安裝地點(diǎn)。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(biāo)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(yù)，隨時將違法記錄傳到指定計算機(jī)上，其產(chǎn)品內(nèi)在技術(shù)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(shù)含量就比較低，每天機(jī)位(包括雷達(dá)和攝像機(jī))都需重新較準(zhǔn)，抓拍時也須人工干預(yù)，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(jī)，清晰度高，每套設(shè)備可支持兩個雷達(dá)和六個攝像機(jī)，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(dá)和一個攝像機(jī)，最多外加一個家用手持機(jī)，而為降低成本，其攝像機(jī)都是選用便宜的一體機(jī)，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(shè)備多為單點(diǎn)式測速。單點(diǎn)式測速是指測量車輛通過某一點(diǎn)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(wù)器及相應(yīng)的執(zhí)法終端，以便于對超速車輛進(jìn)行處罰。由于單點(diǎn)式測速只能監(jiān)控車輛通過一固定地點(diǎn)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(diǎn)多被機(jī)動車駕駛?cè)怂熘?，常發(fā)生機(jī)動車到達(dá)監(jiān)控點(diǎn)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(diǎn)式監(jiān)控的基礎(chǔ)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(diǎn)的時間差T，已知兩點(diǎn)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(diǎn)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(wù)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(rèn)的最先進(jìn)、證據(jù)最充分的測速方式，駕駛員普遍認(rèn)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(dá)聲學(xué)測速、紅外激光雷達(dá)光學(xué)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(jī)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(shè)備，監(jiān)控一條車道只需要一個全景攝像機(jī)及一個近景攝像機(jī)，不需要雷達(dá)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(jī)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(jī)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(yù)埋的線圈感應(yīng)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(diǎn)是預(yù)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(dāng)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(dá)聲學(xué)類測速產(chǎn)品

　　需要在全景、近景攝像機(jī)的基礎(chǔ)上外加多普勒雷達(dá)，利用雷達(dá)測量車輛通過的瞬時速度，并用攝像機(jī)拍照。

　　雷達(dá)測速的原理是應(yīng)用多譜勒效應(yīng)，即移動物體對所接收的電磁波有頻移的效應(yīng)，雷達(dá)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(yùn)動速度，因此，具有以下特點(diǎn)。

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

　　·雷達(dá)測速設(shè)備可安裝在巡邏車上，在運(yùn)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(dá)固定測速誤差為±1Km/h，運(yùn)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(dá)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(yuǎn)測速距離為800M(針對大車);

　　·雷達(dá)測速儀因技術(shù)成熟，價格適中;

　　·雷達(dá)測速儀發(fā)射波束的張角是一個很重要的技術(shù)指標(biāo)。張角越大，測速準(zhǔn)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(diǎn)是用雷達(dá)測速的同時用攝像機(jī)拍照，在證據(jù)上比較有說服力;缺點(diǎn)是因雷達(dá)不可能正對行駛中的車輛進(jìn)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(diǎn)上可以通過軟件進(jìn)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(diǎn)即采用雷達(dá)測速。 [nextpage]

　　紅外激光雷達(dá)類光學(xué)測速產(chǎn)品

　　在測速單元，改用紅外激光雷達(dá)進(jìn)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(diǎn)的距離。激光測速是對被測物體進(jìn)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(diǎn)。

　　·由于該激光光束基本為射線，故測速距離相對于雷達(dá)測速有效距離遠(yuǎn)，可測1000M外;但是沒有任何視頻能達(dá)到這個距離，目標(biāo)根本沒有辦法鎖定，所以實際應(yīng)用的距離和雷達(dá)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(zhǔn)垂直與激光光束的平面反射點(diǎn)，又由于被測車輛距離太遠(yuǎn)、且處于移動狀態(tài)，或者車體平面不大，而導(dǎo)致激光測速成功率低、難度大，特別是執(zhí)勤警員的工作強(qiáng)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(yùn)動中使用，只能在靜止?fàn)顟B(tài)下應(yīng)用;因此，激光測速儀不能稱之為“流動電子警察”。在靜止?fàn)顟B(tài)下使用時，司機(jī)很容易發(fā)現(xiàn)有檢測，因此達(dá)不到預(yù)期目的;

　　·價格昂貴，現(xiàn)在經(jīng)過正規(guī)途徑進(jìn)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(shè)備。而且由于紅外激光的直線傳播特性導(dǎo)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(jī))。通過測量同一車輛通過兩個監(jiān)控點(diǎn)的時間差，利用已知兩點(diǎn)間距離，求得車輛通過兩點(diǎn)間的平均速度。

　　區(qū)間測速的概念剛提出不久，除機(jī)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(diǎn)是可以有效解決多輛車同時通過問題、攝像機(jī)和雷達(dá)傾角誤差問題、電子狗反測速或由于測速位置暴露而導(dǎo)致的機(jī)動車有意減速規(guī)避問題;缺點(diǎn)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(shè)備導(dǎo)致成本提高。

　　機(jī)動車輛通行自動記錄系統(tǒng)

　　機(jī)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(dá)與區(qū)間測速相結(jié)合的設(shè)計方案，既解決了多普勒雷達(dá)測速難以解決的多車抓拍、防雷達(dá)偵測、防減速規(guī)避問題，又解決了兩點(diǎn)式抓拍無法完成的分道限速監(jiān)控問題，且滿足了技術(shù)的先進(jìn)性和證據(jù)的充分性，可以準(zhǔn)確完成公路無人值守的智能化車輛通行與超速監(jiān)控。

　　機(jī)動車輛通行自動記錄系統(tǒng)的核心是在單點(diǎn)式雷達(dá)測速的基礎(chǔ)上結(jié)合區(qū)間測速技術(shù)開發(fā)而成，同時具備單點(diǎn)式雷達(dá)測速與區(qū)間測速的超速監(jiān)控功能。系統(tǒng)單監(jiān)控點(diǎn)采用運(yùn)動物體觸發(fā)技術(shù)，機(jī)動車通過會自動觸發(fā)道路監(jiān)控專用攝像機(jī)對過往車輛進(jìn)行高速拍攝，并采用數(shù)字圖像處理技術(shù)，以平均每秒不小于25幀的速度對圖像中的機(jī)動車身份進(jìn)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(jìn)行存儲，通過GPRS或CDMA1X移動通信網(wǎng)絡(luò)將機(jī)動車信息發(fā)送至超速管理中心服務(wù)器，與相臨監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行特征比對，求取同一機(jī)動車的區(qū)間平均速度作為超速執(zhí)法依據(jù)，再由服務(wù)器將信息實時發(fā)送至相關(guān)的工作站，進(jìn)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(rèn)、現(xiàn)場執(zhí)法、非現(xiàn)場執(zhí)法的全過程管理等。