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公安部交通管理科學(xué)研究所  孫巍 婁娜

摘  要：

　　機(jī)動(dòng)車超速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)并取證機(jī)動(dòng)車的超速違法駕駛行為。本文介紹了激光測(cè)速、感應(yīng)線圈測(cè)速和雷達(dá)測(cè)速等幾種不同方式的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，分析了各自的“監(jiān)測(cè)唯一性”指標(biāo)。

ABSTRACT：

Vehicles Speeding Monitor can monitor and serve as the testimony of the motor vehicles’ speeding. Several styles such as laser, induction-loop and radar are introduced herein and the respective index of Monitoring Uniquity is also analyzed.

關(guān)鍵詞：超速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)   激光  感應(yīng)線圈  雷達(dá)  監(jiān)測(cè)唯一性

KEYWOODS：Speeding Monitor Laser induction-loop  Radar Monitoring Uniquity

　　超速駕駛是引發(fā)道路交通事故的重要原因之一，近年來，關(guān)于如何有效地監(jiān)控機(jī)動(dòng)車的超速違法駕駛行為受到了各方的重視。機(jī)動(dòng)車超速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，俗稱為“超速電子警察”，得到了較為廣泛的應(yīng)用，取得了一定的成效。

　　機(jī)動(dòng)車超速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，即機(jī)動(dòng)車超速違法行為監(jiān)控與圖像取證系統(tǒng)，是測(cè)速技術(shù)與圖像采集技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)動(dòng)車的行駛速度，對(duì)超速違法的機(jī)動(dòng)車進(jìn)行圖像取證的裝置。

監(jiān)測(cè)唯一性，是指在通常的人、車、路和環(huán)境條件下，機(jī)動(dòng)車超速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的有效取證圖片中反映的機(jī)動(dòng)車，與監(jiān)測(cè)得到速度的機(jī)動(dòng)車是相對(duì)應(yīng)的可能性。

　　從圖像取證角度看，機(jī)動(dòng)車超速違法行為的取證，比其他的一些諸如闖紅燈、逆行和壓黃實(shí)線等違法行為復(fù)雜，那些違法行為往往通過一張或者數(shù)張圖片可以清晰、準(zhǔn)確地反映機(jī)動(dòng)車的違法行為，其取證的唯一性，或者說監(jiān)測(cè)唯一性非常好，可以說是100%的。而對(duì)于超速違法行為，很難通過幾張圖片反映其違法過程。正因?yàn)榇耍髡邔?duì)幾種常見類型的機(jī)動(dòng)車超速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了分析，并探討其“監(jiān)測(cè)唯一性”指標(biāo)。

　　目前，常用的交通測(cè)速技術(shù)主要包括：激光測(cè)速、感應(yīng)線圈測(cè)速和雷達(dá)測(cè)速等幾種，其主要性能特點(diǎn)如表1所示。

表1：常見交通測(cè)速技術(shù)性能比較

測(cè)速方式	優(yōu)  點(diǎn)	缺  點(diǎn)
激光測(cè)速	1、測(cè)速精度非常高 2、監(jiān)測(cè)距離遠(yuǎn)	1、受氣候、光照的影響較大 2、調(diào)試對(duì)測(cè)速性能的影響很大 3、通常只能監(jiān)測(cè)一個(gè)車道的車輛，捕獲率相對(duì)較低
感應(yīng)線圈測(cè)速	1、線圈電子放大器已標(biāo)準(zhǔn)化 2、技術(shù)成熟、易于掌握 3、超速車輛捕獲率高	1、修理或安裝需中斷交通 2、影響路面壽命 3、易被重型車輛、路面修理等損壞
雷達(dá)測(cè)速	1、測(cè)速精度較高 2、一臺(tái)設(shè)備能夠監(jiān)測(cè)多個(gè)（2至4個(gè)）車道的車輛	1、抗干擾性能相對(duì)較差 2、惡劣氣候下測(cè)速性能差 3、不能監(jiān)測(cè)低速（通常＜20km/h）行駛的車輛

 

　　目前，利用激光測(cè)速的機(jī)動(dòng)車超速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要是移動(dòng)式的。在天氣晴朗、光照良好的條件下，將系統(tǒng)放置在路邊、天橋等地，由交警通過人工控制激光測(cè)速設(shè)備監(jiān)測(cè)通行的機(jī)動(dòng)車速度，并對(duì)超速行駛的機(jī)動(dòng)車進(jìn)行圖像采集、取證。

對(duì)于利用激光測(cè)速的機(jī)動(dòng)車超速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，由于取證的圖像上往往能夠反映激光的“標(biāo)志”，因此，其“監(jiān)測(cè)唯一性”是100%的。

　　感應(yīng)線圈測(cè)速，其工作原理是將兩個(gè)（或多個(gè)）感應(yīng)線圈之間的距離（L）與機(jī)動(dòng)車通過對(duì)應(yīng)線圈的時(shí)間（t）之比值作為機(jī)動(dòng)車的行駛速度值（V）。

3.1 常見的感應(yīng)線圈測(cè)速方式

　　目前，最常見的感應(yīng)線圈測(cè)速方式體現(xiàn)在公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)（俗稱“治安卡口”）上，現(xiàn)分析典型系統(tǒng)的線圈設(shè)置，如圖1所示。

　　首先，分析感應(yīng)線圈寬度的設(shè)置要求。常用的圖像采集設(shè)備（攝像機(jī)），其分辨率為768×576（或者768×288）像素。系統(tǒng)往往需要號(hào)牌識(shí)別功能，必須保證圖像中號(hào)牌的水平分辨率不少于100個(gè)像素點(diǎn)，通常為100至160個(gè)。因此，視頻區(qū)域的有效寬度為2.0米至3.3米，考慮到前號(hào)牌安裝在中間的情況，實(shí)際可以監(jiān)測(cè)寬度為2.5米至3.8米的道路上車輛的行駛情況。因此，將感應(yīng)線圈設(shè)置為2.0米至2.5米是合適的。

　　其次，分析感應(yīng)線圈間距的設(shè)置。感應(yīng)線圈間距的設(shè)置是影響測(cè)速精度的關(guān)鍵。一般來說，由于線圈之間的干擾與車長(zhǎng)的因素，線圈間距越大，測(cè)速精度越高。實(shí)際使用時(shí)，通常設(shè)置線圈間距為4米至8米。

3.2 系統(tǒng)的“監(jiān)測(cè)唯一性”指標(biāo)分析

　　首先，討論來自同一車道機(jī)動(dòng)車的干擾。正如上面的分析，如果設(shè)置線圈寬度為2.0米至2.5米，考慮到機(jī)動(dòng)車（主要是指汽車）本身的寬度約有2米至3米，因此，兩輛機(jī)動(dòng)車同時(shí)通過感應(yīng)線圈的幾率非常低，可以忽略不計(jì)。也就是說，如果線圈設(shè)置合適，來自同一車道機(jī)動(dòng)車的干擾幾乎不存在。

　　其次，討論來自相臨車道機(jī)動(dòng)車的干擾。從感應(yīng)線圈利用“距離時(shí)間比”的測(cè)速原理上來分析，來自相臨車道的機(jī)動(dòng)車干擾存在有一定的可能性，如圖2所示。

　　當(dāng)線圈間距設(shè)置較大、機(jī)動(dòng)車速度較低時(shí)，存在這樣的可能性：當(dāng)1#車輛通過1#線圈之后，2#車輛突然從相臨車道變道通過2#線圈，此時(shí)，得到一個(gè)較大的速度值，誤認(rèn)為是2#車輛的速度。當(dāng)然，這是以線圈間距較大和機(jī)動(dòng)車速度較低為前提的。如果線圈間距能夠根據(jù)實(shí)際道路的通行情況合理設(shè)置，一般來說，高速道路可以設(shè)置間距稍大（6米至8米），低速道路應(yīng)該設(shè)置間距略小（4米至6米）。那么，來自相臨車道機(jī)動(dòng)車的干擾的可能性就會(huì)大大降低，基本可以忽略不計(jì)了。

　　總之，如果科學(xué)的設(shè)置感應(yīng)線圈，合理的選擇和安裝圖像采集設(shè)備，那么，利用感應(yīng)線圈測(cè)速的機(jī)動(dòng)車超速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其“監(jiān)測(cè)唯一性”也可以是100%的。

　　討論雷達(dá)測(cè)速型機(jī)動(dòng)車超速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的“監(jiān)測(cè)唯一性”是作者的初衷，也是本文的重點(diǎn)。為了便于理解和討論，先定義兩個(gè)名詞如下：

　　“速度信號(hào)監(jiān)測(cè)區(qū)域”：雷達(dá)能夠測(cè)量到運(yùn)動(dòng)物體速度的區(qū)域。考慮到交通雷達(dá)的特點(diǎn)，當(dāng)物體以一定的徑向速度（通常＞20km/h）運(yùn)動(dòng)時(shí)，雷達(dá)能夠監(jiān)測(cè)到信號(hào)的區(qū)域。

“取證圖像覆蓋區(qū)域”：取證的圖像中能夠反映的實(shí)際道路區(qū)域。

4.1雷達(dá)的常見安裝方式

　　目前，雷達(dá)的常見安裝方式有：側(cè)向安裝、俯視安裝和車載移動(dòng)方式等。側(cè)向安裝方式：通常安裝在高速公路或者高等級(jí)公路的中間隔離帶上，雷達(dá)安裝高度1.5米至3米，與車輛行駛方向保持15度至30度的夾角；與水平面有一個(gè)向下的夾角，通常在10度左右。

俯視安裝方式：通常安裝在龍門架、天橋或者橫桿上，雷達(dá)安裝高度5米至6米，與水平面有一個(gè)向下15度至30度的夾角。

車載移動(dòng)式：也就是雷達(dá)測(cè)速型移動(dòng)電子警察系統(tǒng)。雷達(dá)安裝在車內(nèi)，基本保持水平或者略向下一點(diǎn)角度，雷達(dá)軸線與車輛行駛方向保持一定的夾角，通常在15度至30度之間。

4.2系統(tǒng)的“監(jiān)測(cè)唯一性”指標(biāo)分析

　　首先，分析側(cè)向安裝方式。現(xiàn)舉例一種典型的系統(tǒng)安裝如下：選擇波束角度為12度的雷達(dá)；雷達(dá)安裝高度為3米；與車輛行駛方向的夾角為25度；與水平面的夾角為向下10度；道路為單向兩車道，單車道寬為3.75米。

　　先分析側(cè)向雷達(dá)的水平監(jiān)測(cè)區(qū)域，如圖3所示。在有效的道路區(qū)域內(nèi)，雷達(dá)的信號(hào)區(qū)域至少為7.5米×21.8米。同樣的，在垂直監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)，如圖4所示，雷達(dá)的信號(hào)區(qū)域至少為7.5米×42.9米。

　　由此可見，如果系統(tǒng)選擇“取證圖像覆蓋區(qū)域”不小于7.5米×42.9米的圖像采集設(shè)備，并且保證在圖像中能夠清晰分辨機(jī)動(dòng)車類型、車輛號(hào)牌號(hào)碼等信息。那么，當(dāng)取證圖片上只有一輛機(jī)動(dòng)車時(shí)，其“監(jiān)測(cè)唯一性”是100%的；當(dāng)取證圖片上有兩輛以上機(jī)動(dòng)車時(shí)，除非雷達(dá)帶有目標(biāo)跟蹤功能并能通過分析軟件確定車輛的，一般不能用作機(jī)動(dòng)車超速駕駛的有效證據(jù)。

同樣的，分析雷達(dá)俯視安裝方式。當(dāng)系統(tǒng)選擇“取證圖像覆蓋區(qū)域”不小于“速度信號(hào)監(jiān)測(cè)區(qū)域”時(shí)，當(dāng)取證圖片上只有一輛機(jī)動(dòng)車時(shí)，其“監(jiān)測(cè)唯一性”是100%的。需要指出的是：有資料表明，當(dāng)俯視安裝角度較大時(shí)，測(cè)速精度會(huì)受到車輛外形影響，產(chǎn)生較大的誤差。

　　最后，分析車載移動(dòng)式。雷達(dá)在安裝時(shí)基本保持水平或者略向下一點(diǎn)角度，其水平監(jiān)測(cè)區(qū)域往往很大，即使選擇雷達(dá)“近態(tài)工作模式”（NEAR），其有效監(jiān)測(cè)距離一般也在200米左右。因此，從保證“監(jiān)測(cè)唯一性”角度，可以將雷達(dá)軸線與車輛行駛方向保持一定的夾角，以選擇合適的“速度信號(hào)監(jiān)測(cè)區(qū)域”。需要指出的是：車載移動(dòng)式往往有交警現(xiàn)場(chǎng)操作，在車流量不大、經(jīng)人工可以判定其“監(jiān)測(cè)唯一性”為100%的前提下，“取證圖像覆蓋區(qū)域”也可以小于“速度信號(hào)監(jiān)測(cè)區(qū)域”。

　　總之，當(dāng)“速度信號(hào)監(jiān)測(cè)區(qū)域”不大于“取證圖像覆蓋區(qū)域”時(shí)，如果忽略系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，那么，當(dāng)取證圖片上只有一輛機(jī)動(dòng)車時(shí)，其“監(jiān)測(cè)唯一性”是100%的；如果取證圖片上有多輛機(jī)動(dòng)車，除非是帶有目標(biāo)跟蹤功能的雷達(dá)并配合分析軟件可以確定的，或者是經(jīng)交警現(xiàn)場(chǎng)分析可以判定的，否則，在通常情況下，不能作為機(jī)動(dòng)車超速違法的執(zhí)法依據(jù)。

　　有效的遏止超速違法駕駛行為是降低事故的重要措施之一。但是，考慮到超速違法的過程很難取證，如何在保證“監(jiān)測(cè)唯一性”為100%的大前提下，科學(xué)、合理的利用各種測(cè)速技術(shù)為交通管理工作服務(wù)，值得大家探討。

[1] 安福東.機(jī)動(dòng)車的幾種測(cè)速方式原理及性能的分析比較[J].警察技術(shù)，2003，第3期。

[2] 金同明等.公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GA 297-2001機(jī)動(dòng)車測(cè)速儀通用技術(shù)條件，2001。

[3] 姜良維等.公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GA/T497-2004公路車輛智能監(jiān)測(cè)記錄系統(tǒng)通用技術(shù)條件，2004。

[4] STALKER（斯德克）雷達(dá)、波希CS R-28雷達(dá)、火花ISKRA-1雷達(dá)、銅陵藍(lán)盾光電子LDR雷達(dá)等技術(shù)說明書。