公安部交通管理科學研究所 孫巍 婁娜
摘 要：
機動車超速監測系統可以監測并取證機動車的超速違法駕駛行為。本文介紹了激光測速、感應線圈測速和雷達測速等幾種不同方式的監測系統，分析了各自的“監測唯一性”指標。
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.
關鍵詞：超速監測系統 激光 感應線圈 雷達 監測唯一性
KEYWOODS：Speeding Monitor Laser induction-loop Radar Monitoring Uniquity
引 言
超速駕駛是引發道路交通事故的重要原因之一，近年來，關于如何有效地監控機動車的超速違法駕駛行為受到了各方的重視。機動車超速監測系統，俗稱為“超速電子警察”，得到了較為廣泛的應用，取得了一定的成效。
機動車超速監測系統，即機動車超速違法行為監控與圖像取證系統，是測速技術與圖像采集技術的有機結合，通過實時監測機動車的行駛速度，對超速違法的機動車進行圖像取證的裝置。
監測唯一性，是指在通常的人、車、路和環境條件下，機動車超速監測系統的有效取證圖片中反映的機動車，與監測得到速度的機動車是相對應的可能性。
從圖像取證角度看，機動車超速違法行為的取證，比其他的一些諸如闖紅燈、逆行和壓黃實線等違法行為復雜，那些違法行為往往通過一張或者數張圖片可以清晰、準確地反映機動車的違法行為，其取證的唯一性，或者說監測唯一性非常好，可以說是100%的。而對于超速違法行為，很難通過幾張圖片反映其違法過程。正因為此，作者對幾種常見類型的機動車超速監測系統進行了分析，并探討其“監測唯一性”指標。
1常用交通測速技術的比較
目前，常用的交通測速技術主要包括：激光測速、感應線圈測速和雷達測速等幾種，其主要性能特點如表1所示。
表1：常見交通測速技術性能比較
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測速方式 |
優 點 |
缺 點 |
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激光測速 |
1、測速精度非常高
2、監測距離遠 |
1、受氣候、光照的影響較大
2、調試對測速性能的影響很大
3、通常只能監測一個車道的車輛，捕獲率相對較低 |
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感應線圈測速 |
1、線圈電子放大器已標準化
2、技術成熟、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 |
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雷達測速 |
1、測速精度較高
2、一臺設備能夠監測多個（2至4個）車道的車輛 |
1、抗干擾性能相對較差
2、惡劣氣候下測速性能差
3、不能監測低速（通常＜20km/h）行駛的車輛 |
2 利用激光測速的機動車超速監測系統
目前，利用激光測速的機動車超速監測系統主要是移動式的。在天氣晴朗、光照良好的條件下，將系統放置在路邊、天橋等地，由交警通過人工控制激光測速設備監測通行的機動車速度，并對超速行駛的機動車進行圖像采集、取證。
對于利用激光測速的機動車超速監測系統，由于取證的圖像上往往能夠反映激光的“標志”，因此，其“監測唯一性”是100%的。
3 利用感應線圈測速的機動車超速監測系統
感應線圈測速，其工作原理是將兩個（或多個）感應線圈之間的距離（L）與機動車通過對應線圈的時間（t）之比值作為機動車的行駛速度值（V）。
3.1 常見的感應線圈測速方式
目前，最常見的感應線圈測速方式體現在公路車輛智能監測記錄系統（俗稱“治安卡口”）上，現分析典型系統的線圈設置，如圖1所示。
首先，分析感應線圈寬度的設置要求。常用的圖像采集設備（攝像機），其分辨率為768×576（或者768×288）像素。系統往往需要號牌識別功能，必須保證圖像中號牌的水平分辨率不少于100個像素點，通常為100至160個。因此，視頻區域的有效寬度為2.0米至3.3米，考慮到前號牌安裝在中間的情況，實際可以監測寬度為2.5米至3.8米的道路上車輛的行駛情況。因此，將感應線圈設置為2.0米至2.5米是合適的。
其次，分析感應線圈間距的設置。感應線圈間距的設置是影響測速精度的關鍵。一般來說，由于線圈之間的干擾與車長的因素，線圈間距越大，測速精度越高。實際使用時，通常設置線圈間距為4米至8米。
3.2 系統的“監測唯一性”指標分析
首先，討論來自同一車道機動車的干擾。正如上面的分析，如果設置線圈寬度為2.0米至2.5米，考慮到機動車（主要是指汽車）本身的寬度約有2米至3米，因此，兩輛機動車同時通過感應線圈的幾率非常低，可以忽略不計。也就是說，如果線圈設置合適，來自同一車道機動車的干擾幾乎不存在。
其次，討論來自相臨車道機動車的干擾。從感應線圈利用“距離時間比”的測速原理上來分析，來自相臨車道的機動車干擾存在有一定的可能性，如圖2所示。
當線圈間距設置較大、機動車速度較低時，存在這樣的可能性：當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，得到一個較大的速度值，誤認為是2#車輛的速度。當然，這是以線圈間距較大和機動車速度較低為前提的。如果線圈間距能夠根據實際道路的通行情況合理設置，一般來說，高速道路可以設置間距稍大（6米至8米），低速道路應該設置間距略小（4米至6米）。那么，來自相臨車道機動車的干擾的可能性就會大大降低，基本可以忽略不計了。
總之，如果科學的設置感應線圈，合理的選擇和安裝圖像采集設備，那么，利用感應線圈測速的機動車超速監測系統，其“監測唯一性”也可以是100%的。
4 利用雷達測速的機動車超速監測系統
討論雷達測速型機動車超速監測系統的“監測唯一性”是作者的初衷，也是本文的重點。為了便于理解和討論，先定義兩個名詞如下：
“速度信號監測區域”：雷達能夠測量到運動物體速度的區域。考慮到交通雷達的特點，當物體以一定的徑向速度（通常＞20km/h）運動時，雷達能夠監測到信號的區域。
“取證圖像覆蓋區域”：取證的圖像中能夠反映的實際道路區域。
4.1雷達的常見安裝方式
目前，雷達的常見安裝方式有：側向安裝、俯視安裝和車載移動方式等。側向安裝方式：通常安裝在高速公路或者高等級公路的中間隔離帶上，雷達安裝高度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，雷達安裝高度5米至6米，與水平面有一個向下15度至30度的夾角。
車載移動式：也就是雷達測速型移動電子警察系統。雷達安裝在車內，基本保持水平或者略向下一點角度，雷達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系統的“監測唯一性”指標分析
首先，分析側向安裝方式。現舉例一種典型的系統安裝如下：選擇波束角度為12度的雷達；雷達安裝高度為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。
先分析側向雷達的水平監測區域，如圖3所示。在有效的道路區域內，雷達的信號區域至少為7.5米×21.8米。同樣的，在垂直監測區域內，如圖4所示，雷達的信號區域至少為7.5米×42.9米。
由此可見，如果系統選擇“取證圖像覆蓋區域”不小于7.5米×42.9米的圖像采集設備，并且保證在圖像中能夠清晰分辨機動車類型、車輛號牌號碼等信息。那么，當取證圖片上只有一輛機動車時，其“監測唯一性”是100%的；當取證圖片上有兩輛以上機動車時，除非雷達帶有目標跟蹤功能并能通過分析軟件確定車輛的，一般不能用作機動車超速駕駛的有效證據。
同樣的，分析雷達俯視安裝方式。當系統選擇“取證圖像覆蓋區域”不小于“速度信號監測區域”時，當取證圖片上只有一輛機動車時，其“監測唯一性”是100%的。需要指出的是：有資料表明，當俯視安裝角度較大時，測速精度會受到車輛外形影響，產生較大的誤差。
最后，分析車載移動式。雷達在安裝時基本保持水平或者略向下一點角度，其水平監測區域往往很大，即使選擇雷達“近態工作模式”（NEAR），其有效監測距離一般也在200米左右。因此，從保證“監測唯一性”角度，可以將雷達軸線與車輛行駛方向保持一定的夾角，以選擇合適的“速度信號監測區域”。需要指出的是：車載移動式往往有交警現場操作，在車流量不大、經人工可以判定其“監測唯一性”為100%的前提下，“取證圖像覆蓋區域”也可以小于“速度信號監測區域”。
總之，當“速度信號監測區域”不大于“取證圖像覆蓋區域”時，如果忽略系統響應時間，那么，當取證圖片上只有一輛機動車時，其“監測唯一性”是100%的；如果取證圖片上有多輛機動車，除非是帶有目標跟蹤功能的雷達并配合分析軟件可以確定的，或者是經交警現場分析可以判定的，否則，在通常情況下，不能作為機動車超速違法的執法依據。
5 結束語
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“監測唯一性”為100%的大前提下，科學、合理的利用各種測速技術為交通管理工作服務，值得大家探討。
參考文獻：
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