公安部交通管理科学研究所  孙巍 娄娜

摘  要：

　　机动车超速监测系统可以监测并取证机动车的超速违法驾驶行为。本文介绍了激光测速、感应线圈测速和雷达测速等几种不同方式的监测系统，分析了各自的“监测唯一性”指标。

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.

关键词：超速监测系统   激光  感应线圈  雷达  监测唯一性

KEYWOODS：Speeding Monitor Laser induction-loop  Radar Monitoring Uniquity

　　超速驾驶是引发道路交通事故的重要原因之一，近年来，关于如何有效地监控机动车的超速违法驾驶行为受到了各方的重视。机动车超速监测系统，俗称为“超速电子警察”，得到了较为广泛的应用，取得了一定的成效。

　　机动车超速监测系统，即机动车超速违法行为监控与图像取证系统，是测速技术与图像采集技术的有机结合，通过实时监测机动车的行驶速度，对超速违法的机动车进行图像取证的装置。

监测唯一性，是指在通常的人、车、路和环境条件下，机动车超速监测系统的有效取证图片中反映的机动车，与监测得到速度的机动车是相对应的可能性。

　　从图像取证角度看，机动车超速违法行为的取证，比其他的一些诸如闯红灯、逆行和压黄实线等违法行为复杂，那些违法行为往往通过一张或者数张图片可以清晰、准确地反映机动车的违法行为，其取证的唯一性，或者说监测唯一性非常好，可以说是100%的。而对于超速违法行为，很难通过几张图片反映其违法过程。正因为此，作者对几种常见类型的机动车超速监测系统进行了分析，并探讨其“监测唯一性”指标。

　　目前，常用的交通测速技术主要包括：激光测速、感应线圈测速和雷达测速等几种，其主要性能特点如表1所示。

表1：常见交通测速技术性能比较

测速方式	优  点	缺  点
激光测速	1、测速精度非常高 2、监测距离远	1、受气候、光照的影响较大 2、调试对测速性能的影响很大 3、通常只能监测一个车道的车辆，捕获率相对较低
感应线圈测速	1、线圈电子放大器已标准化 2、技术成熟、易于掌握 3、超速车辆捕获率高	1、修理或安装需中断交通 2、影响路面寿命 3、易被重型车辆、路面修理等损坏
雷达测速	1、测速精度较高 2、一台设备能够监测多个（2至4个）车道的车辆	1、抗干扰性能相对较差 2、恶劣气候下测速性能差 3、不能监测低速（通常＜20km/h）行驶的车辆

 

　　目前，利用激光测速的机动车超速监测系统主要是移动式的。在天气晴朗、光照良好的条件下，将系统放置在路边、天桥等地，由交警通过人工控制激光测速设备监测通行的机动车速度，并对超速行驶的机动车进行图像采集、取证。

对于利用激光测速的机动车超速监测系统，由于取证的图像上往往能够反映激光的“标志”，因此，其“监测唯一性”是100%的。

　　感应线圈测速，其工作原理是将两个（或多个）感应线圈之间的距离（L）与机动车通过对应线圈的时间（t）之比值作为机动车的行驶速度值（V）。

3.1 常见的感应线圈测速方式

　　目前，最常见的感应线圈测速方式体现在公路车辆智能监测记录系统（俗称“治安卡口”）上，现分析典型系统的线圈设置，如图1所示。

　　首先，分析感应线圈宽度的设置要求。常用的图像采集设备（摄像机），其分辨率为768×576（或者768×288）像素。系统往往需要号牌识别功能，必须保证图像中号牌的水平分辨率不少于100个像素点，通常为100至160个。因此，视频区域的有效宽度为2.0米至3.3米，考虑到前号牌安装在中间的情况，实际可以监测宽度为2.5米至3.8米的道路上车辆的行驶情况。因此，将感应线圈设置为2.0米至2.5米是合适的。

　　其次，分析感应线圈间距的设置。感应线圈间距的设置是影响测速精度的关键。一般来说，由于线圈之间的干扰与车长的因素，线圈间距越大，测速精度越高。实际使用时，通常设置线圈间距为4米至8米。

3.2 系统的“监测唯一性”指标分析

　　首先，讨论来自同一车道机动车的干扰。正如上面的分析，如果设置线圈宽度为2.0米至2.5米，考虑到机动车（主要是指汽车）本身的宽度约有2米至3米，因此，两辆机动车同时通过感应线圈的几率非常低，可以忽略不计。也就是说，如果线圈设置合适，来自同一车道机动车的干扰几乎不存在。

　　其次，讨论来自相临车道机动车的干扰。从感应线圈利用“距离时间比”的测速原理上来分析，来自相临车道的机动车干扰存在有一定的可能性，如图2所示。

　　当线圈间距设置较大、机动车速度较低时，存在这样的可能性：当1#车辆通过1#线圈之后，2#车辆突然从相临车道变道通过2#线圈，此时，得到一个较大的速度值，误认为是2#车辆的速度。当然，这是以线圈间距较大和机动车速度较低为前提的。如果线圈间距能够根据实际道路的通行情况合理设置，一般来说，高速道路可以设置间距稍大（6米至8米），低速道路应该设置间距略小（4米至6米）。那么，来自相临车道机动车的干扰的可能性就会大大降低，基本可以忽略不计了。

　　总之，如果科学的设置感应线圈，合理的选择和安装图像采集设备，那么，利用感应线圈测速的机动车超速监测系统，其“监测唯一性”也可以是100%的。

　　讨论雷达测速型机动车超速监测系统的“监测唯一性”是作者的初衷，也是本文的重点。为了便于理解和讨论，先定义两个名词如下：

　　“速度信号监测区域”：雷达能够测量到运动物体速度的区域。考虑到交通雷达的特点，当物体以一定的径向速度（通常＞20km/h）运动时，雷达能够监测到信号的区域。

“取证图像覆盖区域”：取证的图像中能够反映的实际道路区域。

4.1雷达的常见安装方式

　　目前，雷达的常见安装方式有：侧向安装、俯视安装和车载移动方式等。侧向安装方式：通常安装在高速公路或者高等级公路的中间隔离带上，雷达安装高度1.5米至3米，与车辆行驶方向保持15度至30度的夹角；与水平面有一个向下的夹角，通常在10度左右。

俯视安装方式：通常安装在龙门架、天桥或者横杆上，雷达安装高度5米至6米，与水平面有一个向下15度至30度的夹角。

车载移动式：也就是雷达测速型移动电子警察系统。雷达安装在车内，基本保持水平或者略向下一点角度，雷达轴线与车辆行驶方向保持一定的夹角，通常在15度至30度之间。

4.2系统的“监测唯一性”指标分析

　　首先，分析侧向安装方式。现举例一种典型的系统安装如下：选择波束角度为12度的雷达；雷达安装高度为3米；与车辆行驶方向的夹角为25度；与水平面的夹角为向下10度；道路为单向两车道，单车道宽为3.75米。

　　先分析侧向雷达的水平监测区域，如图3所示。在有效的道路区域内，雷达的信号区域至少为7.5米×21.8米。同样的，在垂直监测区域内，如图4所示，雷达的信号区域至少为7.5米×42.9米。

　　由此可见，如果系统选择“取证图像覆盖区域”不小于7.5米×42.9米的图像采集设备，并且保证在图像中能够清晰分辨机动车类型、车辆号牌号码等信息。那么，当取证图片上只有一辆机动车时，其“监测唯一性”是100%的；当取证图片上有两辆以上机动车时，除非雷达带有目标跟踪功能并能通过分析软件确定车辆的，一般不能用作机动车超速驾驶的有效证据。

同样的，分析雷达俯视安装方式。当系统选择“取证图像覆盖区域”不小于“速度信号监测区域”时，当取证图片上只有一辆机动车时，其“监测唯一性”是100%的。需要指出的是：有资料表明，当俯视安装角度较大时，测速精度会受到车辆外形影响，产生较大的误差。

　　最后，分析车载移动式。雷达在安装时基本保持水平或者略向下一点角度，其水平监测区域往往很大，即使选择雷达“近态工作模式”（NEAR），其有效监测距离一般也在200米左右。因此，从保证“监测唯一性”角度，可以将雷达轴线与车辆行驶方向保持一定的夹角，以选择合适的“速度信号监测区域”。需要指出的是：车载移动式往往有交警现场操作，在车流量不大、经人工可以判定其“监测唯一性”为100%的前提下，“取证图像覆盖区域”也可以小于“速度信号监测区域”。

　　总之，当“速度信号监测区域”不大于“取证图像覆盖区域”时，如果忽略系统响应时间，那么，当取证图片上只有一辆机动车时，其“监测唯一性”是100%的；如果取证图片上有多辆机动车，除非是带有目标跟踪功能的雷达并配合分析软件可以确定的，或者是经交警现场分析可以判定的，否则，在通常情况下，不能作为机动车超速违法的执法依据。

　　有效的遏止超速违法驾驶行为是降低事故的重要措施之一。但是，考虑到超速违法的过程很难取证，如何在保证“监测唯一性”为100%的大前提下，科学、合理的利用各种测速技术为交通管理工作服务，值得大家探讨。

[1] 安福东.机动车的几种测速方式原理及性能的分析比较[J].警察技术，2003，第3期。

[2] 金同明等.公共安全行业标准GA 297-2001机动车测速仪通用技术条件，2001。

[3] 姜良维等.公共安全行业标准GA/T497-2004公路车辆智能监测记录系统通用技术条件，2004。

[4] STALKER（斯德克）雷达、波希CS R-28雷达、火花ISKRA-1雷达、铜陵蓝盾光电子LDR雷达等技术说明书。