道路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng)建設(shè)研究

王明 李志林 董可然 顧家悅

1. 公安部交通管理科學(xué)研究所 2. 無錫華通智能交通技術(shù)開發(fā)有限公司

引言

道路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng)（俗稱卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)）是智能交通管理系統(tǒng)重要組成部分之一，以卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，依托公安部交通管理局統(tǒng)一部署的公安交通集成指揮平臺或各地市自建的機動車緝查布控系統(tǒng)，實現(xiàn)車輛緝查布控、道路交通狀況判斷、車輛組成分析、車輛行駛軌跡追蹤等分析，并結(jié)合路面民警對預(yù)警車輛進行攔截處置，卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)的科學(xué)建設(shè)是有效打擊假牌、套牌、超速、失駕、毒駕等違法行為的重要基礎(chǔ)。

一、建設(shè)現(xiàn)狀分析

在政策引領(lǐng)下，各地公安交管部門紛紛建設(shè)和應(yīng)用卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)。卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)通常需要達到一定的覆蓋規(guī)模，一個中等規(guī)模城市，卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)成本需要幾千萬，每年維護成本幾百萬，然而，由于缺少頂層設(shè)計和統(tǒng)一指導(dǎo)，目前國內(nèi)各地在建設(shè)和應(yīng)用過程中普遍存在重復(fù)建設(shè)、標(biāo)準(zhǔn)不一、漏管控、設(shè)備在線率低、車輛捕獲率低、車牌識別率低、重點區(qū)域未采集駕駛?cè)嗣娌刻卣?、運維跟不上等問題，使得卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)對交管業(yè)務(wù)支撐作用遠達不到預(yù)期效果。

（一）缺乏統(tǒng)籌，重復(fù)建設(shè)情況嚴重

卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)主體一般包括市級交通管理部門、區(qū)縣級交通管理部門、市縣公安局、交通部門以及建設(shè)部門的新改擴道路配套等，另外，卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)通常都是分階段建設(shè)的，因此，由于建設(shè)單位不同、建設(shè)年份不同、時間跨度大、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，往往導(dǎo)致點位重復(fù)、標(biāo)準(zhǔn)不一、無法共享以及應(yīng)用效果差等情況。

（二）標(biāo)準(zhǔn)宏觀，建設(shè)差異較大

涉及到卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)布設(shè)要求的政策文件主要為《道路交通信息監(jiān)測記錄設(shè)備設(shè)置規(guī)范》（GAT1047）、公安部交管局《全國機動車緝查布控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)工作指導(dǎo)意見》等，提出卡口布點要在公路省際、市際、縣際交界處設(shè)置，其他要求僅僅停留在科學(xué)、合理、聯(lián)網(wǎng)等要求上，對于卡口布點、建設(shè)思路、設(shè)備配置、建設(shè)原則等都無系統(tǒng)要求。

（三）運維不足，設(shè)備運行狀態(tài)差

根據(jù)全國卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)情況調(diào)研，目前各地市卡口車輛監(jiān)控設(shè)備平均在線率在70%～80%左右，車牌識別準(zhǔn)確率也通常在60%～70%之間，離標(biāo)準(zhǔn)要求日間車輛號牌號碼識別準(zhǔn)確率應(yīng)不小于95%；夜間車輛號牌號碼識別準(zhǔn)確率應(yīng)不小于90%還有很大差距。主要是因為運維機制不健全使得前端設(shè)備供電故障、設(shè)備損壞等原因?qū)е隆?/p>

（四）研判分析，后臺分析需求更高

新時代城市交通治理需要大數(shù)據(jù)研判分析支撐，這對前端設(shè)備建設(shè)提出更高要求，包括酒駕、毒駕、遮擋號牌、假牌、套牌等重點違法行為分析碰撞分析，都需要以卡口監(jiān)測設(shè)備采集數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，前端設(shè)備建設(shè)的科學(xué)性，直接決定交通管理效能的發(fā)揮。

另外，目前對于卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備建設(shè)的指導(dǎo)文件和研究文獻很少。在指導(dǎo)文件方面，全國層面沒有針對卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)相關(guān)指導(dǎo)意見，北京、杭州、武漢、蘇州等部分城市結(jié)合城市特點，發(fā)布智能交通管理設(shè)施設(shè)置要求，但卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)只作為小部分內(nèi)容進行簡單闡述，實際建設(shè)過程中指導(dǎo)意義較弱；在研究文獻方面，王濤對邊界卡口科學(xué)布點進行分析研究，但研究內(nèi)容僅限于公共安全防控方面，沒有基于交通管理方面的研究，姜良維、陳小忠等從關(guān)鍵部件的設(shè)計角度開展了一系列研究，沒有涉及外場點位宏觀建設(shè)研究。

針對現(xiàn)狀存在的問題，結(jié)合工程實踐經(jīng)驗，本文研究卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備建設(shè)的基本原則、建設(shè)思路、應(yīng)用場景以及設(shè)備配置等，旨在推動道路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng)智慧化、科學(xué)化建設(shè)，為公安交通管理部門大范圍開展車輛緝查布控和預(yù)警攔截、車輛軌跡和交通流量分析、交通違法行為甄別查處等業(yè)務(wù)應(yīng)用提供更高水平支撐。

二、卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)概述

卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)是對通過監(jiān)測點的車輛信息進行自動采集和處理的系統(tǒng)?？谲囕v監(jiān)控系統(tǒng)主要應(yīng)用在城市的進出口、交通要道、高速公路的出入口、重點路段等位置，對通過監(jiān)控區(qū)域的每一輛機動車進行連續(xù)全天候?qū)崟r不間斷、無遺漏的記錄，應(yīng)用視頻檢測技術(shù)獲取過往車輛的前部特征圖像、駕駛?cè)藞D像和車輛全景圖像，自動記錄車輛號牌顏色、車牌號碼、行駛方向、車速、經(jīng)過時間等各種參數(shù)?？蓪崿F(xiàn)對假牌、套牌、酒駕、醉駕、逾期未年檢、逾期未報廢、肇事逃逸等“黑名單”車輛進行監(jiān)測和報警，為公安交通管理部門進行重點違法專項打擊、交通運行分析等提供重要線索和依據(jù)。

卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)由前端圖像采集子系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)及中心數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)三個基本體系組成，如圖 1所示。前端圖像采集子系統(tǒng)由集成式高清攝像設(shè)備、車輛檢測設(shè)備、補光裝置、通信傳輸設(shè)備以及配套設(shè)施組成，采集的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)傳輸?shù)街行墓芾碜酉到y(tǒng)中，中心數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)通常包括廠家管理系統(tǒng)、建設(shè)的統(tǒng)一接入平臺或者公安交通集成指揮平臺等，實現(xiàn)前端設(shè)備進行統(tǒng)一管理，接收、存儲前端設(shè)備回傳的車輛通行信息。

三、卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容

結(jié)合各地在卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用過程中存在的問題，根據(jù)工程實踐經(jīng)驗，系統(tǒng)研究卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備建設(shè)的基本原則、應(yīng)用場景、設(shè)置模式以及設(shè)備配置等，推進卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)的智慧化、科學(xué)化建設(shè)。

（一）基本原則

卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備建設(shè)應(yīng)當(dāng)遵循以下基本原則：

1. 選擇平直道路布點

前端卡口布點應(yīng)當(dāng)選擇在平直道路上，在具有一定坡度的道路上建設(shè)卡口，車輛減速風(fēng)險較大；在彎曲道路上建設(shè)卡口，車輛轉(zhuǎn)彎后前方突然出現(xiàn)卡口設(shè)備，急于減速可能產(chǎn)生追尾等事故。

2. 確保攝像機無遮擋

道路兩側(cè)通常建設(shè)有樹木，卡口攝像機被樹葉遮擋經(jīng)常發(fā)生，卡口點位選擇中應(yīng)避免攝像機被樹木遮擋，為了不影響過車信息采集。

3. 盡量靠近取電點

前端設(shè)備取電是個重要難題，取電位置過遠，需要更多的線纜以及管道敷設(shè)工作，取電位置遠近直接影響整個建設(shè)成本，因此，卡口點位建設(shè)應(yīng)盡量靠近取電點。

4. 桿件橫臂長度足夠

為了便于攝像機等設(shè)備安裝，卡口支撐桿件橫臂根據(jù)實際情況，伸展至最內(nèi)側(cè)車道四分之三處為宜。

5. 合理規(guī)劃布設(shè)線纜

對于同斷面布設(shè)的兩個方向的卡口，應(yīng)通過頂管或者開挖方式布設(shè)過路管道和線纜，避免空中“飛線”等方式布設(shè)。

（二）建設(shè)思路

按照“主城優(yōu)先、由內(nèi)而外、逐級部署”原則，逐步實現(xiàn)重要交界處、重要節(jié)點、緝查布控點、主城路網(wǎng)、環(huán)線、國道、省道、縣道等卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)覆蓋。在進出城道路、橋隧出入口、餐飲娛樂業(yè)集中的周邊道路、執(zhí)法服務(wù)站和重點執(zhí)勤崗適當(dāng)配置具備人臉抓拍卡口和車輛前后特征抓拍卡口，實現(xiàn)涉牌涉證、失駕、毒駕等查處難度高的隱形違法精準(zhǔn)打擊。

1. 重要交界處

按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和公安部交管局《全國機動車緝查布控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)工作指導(dǎo)意見》要求，省界、市界、區(qū)縣交界為卡口建設(shè)首先需要全覆蓋的位置，如圖2所示。

2. 重要節(jié)點覆蓋

根據(jù)公安部交管局《關(guān)于進一步推進城市道路交通管理勤務(wù)機制改革的指導(dǎo)意見》要求，卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)要實現(xiàn)重點區(qū)域、重點路段、重要節(jié)點全覆蓋。因此，對于隧道、橋梁、事故多發(fā)點、大型綜合體、省市政府、重要區(qū)域進出通道等位置，應(yīng)重點進行規(guī)劃建設(shè)。

3. 緝查布控點覆蓋

根據(jù)緝查布控要求，結(jié)合交通管理實戰(zhàn)業(yè)務(wù)需要，著重實現(xiàn)包括以下區(qū)域的卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)覆蓋建設(shè)：

（1）酒駕熱點區(qū)域覆蓋。針對餐飲娛樂業(yè)集中的周邊道路，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)平臺代駕熱力圖研判分析酒后代駕重點區(qū)域，針對開展高清像素卡口攝像機布設(shè)，通過數(shù)據(jù)的比對、分析，實現(xiàn)酒駕違法行為預(yù)警、取證，并依托下游酒駕查控點實現(xiàn)交通違法現(xiàn)場查緝。

（2）執(zhí)法服務(wù)站前端點位覆蓋。根據(jù)《全國主干公路交通安全防控體系建設(shè)三年規(guī)劃》要求，交通安全執(zhí)法服務(wù)站以及到達該站之前2至10公里處，應(yīng)建設(shè)緝查布控卡口設(shè)備并接入系統(tǒng)。

（3）執(zhí)勤崗位覆蓋。結(jié)合路面固定執(zhí)勤崗位置，在上游道路進行卡口點位布設(shè)，從而有效支撐卡口勤務(wù)實施。

4. 由內(nèi)而外，逐級封空

為了充分掌握車輛行駛路徑，本著“資源集約、服務(wù)實戰(zhàn)”的原則，以主城區(qū)中心位置為起點，以一環(huán)、二環(huán)、三環(huán)等逐級往外，對主干路、次干路、重要支路、國省道、縣鄉(xiāng)道等進行覆蓋，如圖3所示。

（三）應(yīng)用場景

依據(jù)現(xiàn)場道路條件不同，機動車-機動車間有無綠化帶隔離、機動車與非機動車間有無綠化帶隔離、有無輔道、非機動車道是否過寬等情況，歸納最常見的幾種應(yīng)用場景如下：

1. 機-機之間無綠化帶隔離，機-非之間無綠化帶隔離

這種場景下通常有三種設(shè)置方式，同斷面設(shè)置方式、錯位設(shè)置方式以及雙向全覆蓋設(shè)置方式。

同斷面設(shè)置方式如圖4所示，這種方式依據(jù)現(xiàn)場條件將桿件設(shè)置于人行道上，單向配置卡口攝像機、補光裝置及車輛檢測設(shè)備。當(dāng)車輛順著行車方向行駛時，能夠有效進行車輛前部抓拍；當(dāng)車輛逆著行車方向行駛時，能夠有效進行車輛尾部抓拍，這種設(shè)置方式存在車輛繞行，躲避檢測情況。

錯位設(shè)置方式如圖5所示，這種方式依據(jù)現(xiàn)場條件將桿件設(shè)置于人行道上，單向配置卡口攝像機、補光裝置及車輛檢測設(shè)備。當(dāng)車輛順著行車方向行駛時，能夠有效進行車輛前部抓拍；當(dāng)車輛逆著行車方向行駛時，能夠有效進行車輛尾部抓拍，這種設(shè)置方式車輛無法繞行躲避檢測。

雙向全覆蓋設(shè)置方式示意圖如圖6所示，這種方式依據(jù)現(xiàn)場條件將桿件設(shè)置于人行道上，雙向配置卡口攝像機、補光裝置及車輛檢測設(shè)備。車輛順著行車方向行駛和逆著行車方向行駛時，都能夠有效進行車輛前部和尾部抓拍，這種設(shè)置方式，車輛無法繞行躲避檢測。

2. 機-機之間無綠化帶隔離，機-非之間有綠化帶隔離

這種場景下通常有三種設(shè)置方式：同斷面設(shè)置方式、錯位設(shè)置方式以及雙向全覆蓋設(shè)置方式，與場景一不同之處在于桿件基礎(chǔ)可設(shè)置在機-非綠化帶上，具體設(shè)置示意圖如圖7、圖8、圖9所示。

3. 機-機之間有綠化帶隔離，機-非之間無綠化帶隔離

這種場景下通常為同斷面設(shè)置方式，這種方式依據(jù)現(xiàn)場條件將桿件設(shè)置于人行道上，單向配置卡口攝像機、補光裝置及車輛檢測設(shè)備。當(dāng)車輛順著行車方向行駛時，能夠有效進行車輛前部抓拍，這種設(shè)置方式車輛無法繞行或者逆行躲避檢測，具體設(shè)置如圖10所示。

4. 機-機之間有綠化帶隔離，機-非之間有綠化帶隔離

這種場景下通常為同斷面設(shè)置方式，這種方式依據(jù)現(xiàn)場條件將桿件基礎(chǔ)設(shè)置在機-非綠化帶上，單向配置卡口攝像機、補光裝置及車輛檢測設(shè)備。當(dāng)車輛順著行車方向行駛時，能夠有效進行車輛前部抓拍，這種設(shè)置方式車輛無法繞行或者逆行躲避檢測，具體設(shè)置如圖11所示。

5. 道路兩側(cè)設(shè)有輔路

這種場景下，依據(jù)現(xiàn)場條件將桿件基礎(chǔ)設(shè)置在主路與輔路之間綠化帶上，單向配置卡口攝像機、補光裝置及車輛檢測設(shè)備。當(dāng)車輛順著行車方向行駛時，能夠有效進行車輛前部抓拍，這種設(shè)置方式車輛無法繞行或者逆行躲避檢測，具體設(shè)置如圖12所示。

6. 非機動車道較寬，且出入口較多

這種場景下依據(jù)現(xiàn)場條件將桿件基礎(chǔ)設(shè)置在人行道或者機-非綠化帶上，如圖13、圖14所示。機動車道和非機動車道單向分別配置卡口攝像機、補光裝置及車輛檢測設(shè)備。當(dāng)車輛順著行車方向行駛時，能夠有效進行車輛前部抓拍；當(dāng)車輛逆著行車方向行駛時，能夠有效進行車輛尾部抓拍，這種設(shè)置方式車輛無法繞行躲避檢測。

7. 車輛前部和尾部同時抓拍

這種場景下雙向配置卡口攝像機、補光裝置及車輛檢測設(shè)備。車輛順著行車方向行駛和逆著行車方向行駛時，都能同時進行車輛前部和尾部抓拍，這種設(shè)置方式車輛無法繞行躲避檢測，具體設(shè)置如圖15所示。

（四）設(shè)備配置

不同道路、不同區(qū)段交通特征不同，交通管理需求不同，應(yīng)根據(jù)不同道路、不同區(qū)段，有針對性地進行設(shè)備配置。

1. 卡口攝像機

隨著視頻圖像技術(shù)的發(fā)展，卡口攝像機更新?lián)Q代速度很快，目前主流300W和900W攝像機，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中規(guī)定的攝像機水平像素與車道數(shù)關(guān)系以及工程實踐經(jīng)驗，300W像素攝像機監(jiān)測車道最好不超過兩車道（按通常3.5m車道），900W像素攝像機監(jiān)測車道最好不超過四車道（按通常3.5m車道），如需采集駕駛?cè)嗣娌啃畔⑦M行人臉識別比對，目前至少需要配置900W對應(yīng)兩車道或者一車道，使人臉抓拍像素達到100×100。

2. 補光裝置

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)宜采用頻閃式補光裝置進行環(huán)境補光，需要記錄駕駛?cè)嗣娌啃畔r，日間可增加脈沖方式補光裝置，并在夜間不得使用脈沖式補光裝置，因此，在配置頻閃式補光裝置基礎(chǔ)上，選擇具有打擊失駕、毒駕、關(guān)鍵路段等具有駕駛?cè)嗣娌啃畔⑿枨蟮狞c位科學(xué)增設(shè)脈沖式補光裝置。另外，對于環(huán)境要求較高，且對駕駛?cè)嗣娌啃畔⒁蟊容^強烈的道路，可適當(dāng)選用環(huán)保相機。

3. 車輛檢測設(shè)備

卡口車輛監(jiān)控設(shè)備配套的車輛檢測設(shè)備主要包括雷達、地感線圈和激光等，主流采用雷達或者地感線圈，地感線圈成本相對較低，但易受車輛碾壓損壞，施工維護麻煩；雷達采購成本較大，低速排隊情況測速效果較差，施工維護便捷，應(yīng)根據(jù)實際道路環(huán)境科學(xué)進行配置。

四、應(yīng)用案例

為了提高道路“打、防、管、控”的精確性，實現(xiàn)城市交通精準(zhǔn)治理，武漢市在推動智能交通管理系統(tǒng)建設(shè)方面做了大量工作。在總結(jié)現(xiàn)有道路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng)前端設(shè)備建設(shè)的經(jīng)驗教訓(xùn)基礎(chǔ)上，本著“科學(xué)布點，資源節(jié)約、精細設(shè)計、服務(wù)實戰(zhàn)”的原則，進一步加大交通數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)建設(shè)力度，提高智能卡口設(shè)施密度，為研判交通態(tài)勢、打擊交通違法行為打下堅實基礎(chǔ)，如圖16所示。

五、相關(guān)建議

（一）頂層規(guī)劃，共建共享

協(xié)同市建委、市規(guī)劃局等制定卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)等智能交通管控設(shè)備建設(shè)技術(shù)指引，出臺統(tǒng)一建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，推動建設(shè)部門、市交通管理部門、區(qū)縣交通管理部門等按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)進行建設(shè)，或者歸口由一個部門負責(zé)建設(shè)工作，推動新改擴道路與卡口車輛監(jiān)控設(shè)備的規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、驗收“四同步”，促進卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)等的建設(shè)，由碎片化向一體化方向發(fā)展。

（二）積極溝通，最優(yōu)取電

卡口車輛監(jiān)控設(shè)備的取電方式需要提前與當(dāng)?shù)毓╇姴块T溝通，根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況確定取電的優(yōu)先方式，實地選點勘察過程中取電點才能有據(jù)可循，根據(jù)以往工程經(jīng)驗，取電優(yōu)先順序通常為：市政公共用電，小區(qū)居民公共用電，村莊、新城區(qū)用電（偏遠地區(qū)），小區(qū)物業(yè)、商業(yè)等非居民設(shè)施的專用電，工廠、醫(yī)院等非居住小區(qū)的專用電等。

（三）維護及時，機制健全

根據(jù)《道路交通技術(shù)監(jiān)控設(shè)備運行維護規(guī)范》，卡口車輛監(jiān)控設(shè)備的使用年限為5年，每年的設(shè)備維護費用為設(shè)備價格的6%～14%，并且隨著使用年限增加，維護費用逐年增加。為了保證設(shè)備正常運轉(zhuǎn)，應(yīng)當(dāng)有充足的經(jīng)費保障，并且需要建立完善的日常維護和應(yīng)急維修工作機制。

六、結(jié)語

隨著“情指勤督”四位一體警務(wù)機制改革的逐步落地，“情報主導(dǎo)勤務(wù)”對卡口車輛監(jiān)控系統(tǒng)這一重要信息采集手段也提出了更高要求，亟需前端智慧化、科學(xué)化建設(shè)做支撐?？谲囕v監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備的建設(shè)應(yīng)當(dāng)本著“科學(xué)布點、資源節(jié)約、精細設(shè)計、服務(wù)實戰(zhàn)”的原則。推進落實情報主導(dǎo)警務(wù)，一方面需要前端設(shè)備的科學(xué)系統(tǒng)規(guī)劃、精細化設(shè)計，另一方面也需要后臺應(yīng)用功能研發(fā)、模型構(gòu)建、數(shù)據(jù)碰撞。以業(yè)務(wù)需求為根本出發(fā)點，通過前端建設(shè)與后臺功能相融合，才能實現(xiàn)交通管理精確打擊、精準(zhǔn)防控。