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
引 言
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、路和江南JNSport体育条件下 ，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 。
1常用交通测速技术的比较
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
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测速方式 |
优 点 |
缺 点 |
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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 |
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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 |
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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 |
2 利用激光测速的机动车超速监测系统
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 。
3 利用感应线圈测速的机动车超速监测系统
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 。
4 利用雷达测速的机动车超速监测系统
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”：取证的图像江南JNSport体育JNSport体育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江南JNSport体育装如下：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 ，并且保证在图像江南JNSport体育JNSport体育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 。
5 结束语
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 。
参考文献：
[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、铜陵江南JNSport体育JNSport体育光电子LDR雷达等技术说明书 。
