道路車輛智能監測記錄系統建設研究

王明 李志林 董可然 顧家悅

1. 公安部交通管理科學研究所 2. 無錫華通智能交通技術開發有限公司

引言

道路車輛智能監測記錄系統（俗稱卡口車輛監控系統）是智能交通管理系統重要組成部分之一，以卡口車輛監控系統為基礎，依托公安部交通管理局統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，實現車輛緝查布控、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，并結合路面民警對預警車輛進行攔截處置，卡口車輛監控系統的科學建設是有效打擊假牌、套牌、超速、失駕、毒駕等違法行為的重要基礎。

一、建設現狀分析

在政策引領下，各地公安交管部門紛紛建設和應用卡口車輛監控系統。卡口車輛監控系統建設通常需要達到一定的覆蓋規模，一個中等規模城市，卡口車輛監控系統建設成本需要幾千萬，每年維護成本幾百萬，然而，由于缺少頂層設計和統一指導，目前國內各地在建設和應用過程中普遍存在重復建設、標準不一、漏管控、設備在線率低、車輛捕獲率低、車牌識別率低、重點區域未采集駕駛人面部特征、運維跟不上等問題，使得卡口車輛監控系統對交管業務支撐作用遠達不到預期效果。

（一）缺乏統籌，重復建設情況嚴重

卡口車輛監控系統的建設主體一般包括市級交通管理部門、區縣級交通管理部門、市縣公安局、交通部門以及建設部門的新改擴道路配套等，另外，卡口車輛監控系統通常都是分階段建設的，因此，由于建設單位不同、建設年份不同、時間跨度大、建設標準不統一，往往導致點位重復、標準不一、無法共享以及應用效果差等情況。

（二）標準宏觀，建設差異較大

涉及到卡口車輛監控系統布設要求的政策文件主要為《道路交通信息監測記錄設備設置規范》（GAT1047）、公安部交管局《全國機動車緝查布控系統聯網工作指導意見》等，提出卡口布點要在公路省際、市際、縣際交界處設置，其他要求僅僅停留在科學、合理、聯網等要求上，對于卡口布點、建設思路、設備配置、建設原則等都無系統要求。

（三）運維不足，設備運行狀態差

根據全國卡口車輛監控系統建設情況調研，目前各地市卡口車輛監控設備平均在線率在70%～80%左右，車牌識別準確率也通常在60%～70%之間，離標準要求日間車輛號牌號碼識別準確率應不小于95%；夜間車輛號牌號碼識別準確率應不小于90%還有很大差距。主要是因為運維機制不健全使得前端設備供電故障、設備損壞等原因導致。

（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據研判分析支撐，這對前端設備建設提出更高要求，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，都需要以卡口監測設備采集數據為基礎，前端設備建設的科學性，直接決定交通管理效能的發揮。

另外，目前對于卡口車輛監控系統前端設備建設的指導文件和研究文獻很少。在指導文件方面，全國層面沒有針對卡口車輛監控系統建設相關指導意見，北京、杭州、武漢、蘇州等部分城市結合城市特點，發布智能交通管理設施設置要求，但卡口車輛監控系統只作為小部分內容進行簡單闡述，實際建設過程中指導意義較弱；在研究文獻方面，王濤對邊界卡口科學布點進行分析研究，但研究內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、陳小忠等從關鍵部件的設計角度開展了一系列研究，沒有涉及外場點位宏觀建設研究。

針對現狀存在的問題，結合工程實踐經驗，本文研究卡口車輛監控系統前端設備建設的基本原則、建設思路、應用場景以及設備配置等，旨在推動道路車輛智能監測記錄系統智慧化、科學化建設，為公安交通管理部門大范圍開展車輛緝查布控和預警攔截、車輛軌跡和交通流量分析、交通違法行為甄別查處等業務應用提供更高水平支撐。

二、卡口車輛監控系統概述

卡口車輛監控系統是對通過監測點的車輛信息進行自動采集和處理的系統。卡口車輛監控系統主要應用在城市的進出口、交通要道、高速公路的出入口、重點路段等位置，對通過監控區域的每一輛機動車進行連續全天候實時不間斷、無遺漏的記錄，應用視頻檢測技術獲取過往車輛的前部特征圖像、駕駛人圖像和車輛全景圖像，自動記錄車輛號牌顏色、車牌號碼、行駛方向、車速、經過時間等各種參數。可實現對假牌、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。

卡口車輛監控系統由前端圖像采集子系統、通信網絡傳輸子系統及中心數據處理子系統三個基本體系組成，如圖 1所示。前端圖像采集子系統由集成式高清攝像設備、車輛檢測設備、補光裝置、通信傳輸設備以及配套設施組成，采集的數據通過網絡傳輸子系統傳輸到中心管理子系統中，中心數據處理子系統通常包括廠家管理系統、建設的統一接入平臺或者公安交通集成指揮平臺等，實現前端設備進行統一管理，接收、存儲前端設備回傳的車輛通行信息。

三、卡口車輛監控系統建設內容

結合各地在卡口車輛監控系統建設和應用過程中存在的問題，根據工程實踐經驗，系統研究卡口車輛監控系統前端設備建設的基本原則、應用場景、設置模式以及設備配置等，推進卡口車輛監控系統的智慧化、科學化建設。

（一）基本原則

卡口車輛監控系統前端設備建設應當遵循以下基本原則：

1. 選擇平直道路布點

前端卡口布點應當選擇在平直道路上，在具有一定坡度的道路上建設卡口，車輛減速風險較大；在彎曲道路上建設卡口，車輛轉彎后前方突然出現卡口設備，急于減速可能產生追尾等事故。

2. 確保攝像機無遮擋

道路兩側通常建設有樹木，卡口攝像機被樹葉遮擋經常發生，卡口點位選擇中應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工作，取電位置遠近直接影響整個建設成本，因此，卡口點位建設應盡量靠近取電點。

4. 桿件橫臂長度足夠

為了便于攝像機等設備安裝，卡口支撐桿件橫臂根據實際情況，伸展至最內側車道四分之三處為宜。

5. 合理規劃布設線纜

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

（二）建設思路

按照“主城優先、由內而外、逐級部署”原則，逐步實現重要交界處、重要節點、緝查布控點、主城路網、環線、國道、省道、縣道等卡口車輛監控系統覆蓋。在進出城道路、橋隧出入口、餐飲娛樂業集中的周邊道路、執法服務站和重點執勤崗適當配置具備人臉抓拍卡口和車輛前后特征抓拍卡口，實現涉牌涉證、失駕、毒駕等查處難度高的隱形違法精準打擊。

1. 重要交界處

按照標準規范和公安部交管局《全國機動車緝查布控系統聯網工作指導意見》要求，省界、市界、區縣交界為卡口建設首先需要全覆蓋的位置，如圖2所示。

2. 重要節點覆蓋

根據公安部交管局《關于進一步推進城市道路交通管理勤務機制改革的指導意見》要求，卡口車輛監控系統要實現重點區域、重點路段、重要節點全覆蓋。因此，對于隧道、橋梁、事故多發點、大型綜合體、省市政府、重要區域進出通道等位置，應重點進行規劃建設。

3. 緝查布控點覆蓋

根據緝查布控要求，結合交通管理實戰業務需要，著重實現包括以下區域的卡口車輛監控系統覆蓋建設：

（1）酒駕熱點區域覆蓋。針對餐飲娛樂業集中的周邊道路，結合網絡平臺代駕熱力圖研判分析酒后代駕重點區域，針對開展高清像素卡口攝像機布設，通過數據的比對、分析，實現酒駕違法行為預警、取證，并依托下游酒駕查控點實現交通違法現場查緝。

（2）執法服務站前端點位覆蓋。根據《全國主干公路交通安全防控體系建設三年規劃》要求，交通安全執法服務站以及到達該站之前2至10公里處，應建設緝查布控卡口設備并接入系統。

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

4. 由內而外，逐級封空

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

（三）應用場景

依據現場道路條件不同，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置方式，同斷面設置方式、錯位設置方式以及雙向全覆蓋設置方式。

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

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

雙向全覆蓋設置方式示意圖如圖6所示，這種方式依據現場條件將桿件設置于人行道上，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置方式：同斷面設置方式、錯位設置方式以及雙向全覆蓋設置方式，與場景一不同之處在于桿件基礎可設置在機-非綠化帶上，具體設置示意圖如圖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置方式，這種方式依據現場條件將桿件設置于人行道上，單向配置卡口攝像機、補光裝置及車輛檢測設備。當車輛順著行車方向行駛時，能夠有效進行車輛前部抓拍，這種設置方式車輛無法繞行或者逆行躲避檢測，具體設置如圖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置方式，這種方式依據現場條件將桿件基礎設置在機-非綠化帶上，單向配置卡口攝像機、補光裝置及車輛檢測設備。當車輛順著行車方向行駛時，能夠有效進行車輛前部抓拍，這種設置方式車輛無法繞行或者逆行躲避檢測，具體設置如圖11所示。

5. 道路兩側設有輔路

這種場景下，依據現場條件將桿件基礎設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備。當車輛順著行車方向行駛時，能夠有效進行車輛前部抓拍，這種設置方式車輛無法繞行或者逆行躲避檢測，具體設置如圖12所示。

6. 非機動車道較寬，且出入口較多

這種場景下依據現場條件將桿件基礎設置在人行道或者機-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備。當車輛順著行車方向行駛時，能夠有效進行車輛前部抓拍；當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，這種設置方式車輛無法繞行躲避檢測，具體設置如圖15所示。

（四）設備配置

不同道路、不同區段交通特征不同，交通管理需求不同，應根據不同道路、不同區段，有針對性地進行設備配置。

1. 卡口攝像機

隨著視頻圖像技術的發展，卡口攝像機更新換代速度很快，目前主流300W和900W攝像機，根據標準規范中規定的攝像機水平像素與車道數關系以及工程實踐經驗，300W像素攝像機監測車道最好不超過兩車道（按通常3.5m車道），900W像素攝像機監測車道最好不超過四車道（按通常3.5m車道），如需采集駕駛人面部信息進行人臉識別比對，目前至少需要配置900W對應兩車道或者一車道，使人臉抓拍像素達到100×100。

2. 補光裝置

根據標準規范要求，卡口車輛監控系統宜采用頻閃式補光裝置進行環境補光，需要記錄駕駛人面部信息時，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上，選擇具有打擊失駕、毒駕、關鍵路段等具有駕駛人面部信息需求的點位科學增設脈沖式補光裝置。另外，對于環境要求較高，且對駕駛人面部信息要求比較強烈的道路，可適當選用環保相機。

3. 車輛檢測設備

卡口車輛監控設備配套的車輛檢測設備主要包括雷達、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，應根據實際道路環境科學進行配置。

四、應用案例

為了提高道路“打、防、管、控”的精確性，實現城市交通精準治理，武漢市在推動智能交通管理系統建設方面做了大量工作。在總結現有道路車輛智能監測記錄系統前端設備建設的經驗教訓基礎上，本著“科學布點，資源節約、精細設計、服務實戰”的原則，進一步加大交通數據采集系統建設力度，提高智能卡口設施密度，為研判交通態勢、打擊交通違法行為打下堅實基礎，如圖16所示。

五、相關建議

（一）頂層規劃，共建共享

協同市建委、市規劃局等制定卡口車輛監控系統等智能交通管控設備建設技術指引，出臺統一建設標準，推動建設部門、市交通管理部門、區縣交通管理部門等按照統一標準進行建設，或者歸口由一個部門負責建設工作，推動新改擴道路與卡口車輛監控設備的規劃、設計、建設、驗收“四同步”，促進卡口車輛監控系統等的建設，由碎片化向一體化方向發展。

（二）積極溝通，最優取電

卡口車輛監控設備的取電方式需要提前與當地供電部門溝通，根據當地實際情況確定取電的優先方式，實地選點勘察過程中取電點才能有據可循，根據以往工程經驗，取電優先順序通常為：市政公共用電，小區居民公共用電，村莊、新城區用電（偏遠地區），小區物業、商業等非居民設施的專用電，工廠、醫院等非居住小區的專用電等。

（三）維護及時，機制健全

根據《道路交通技術監控設備運行維護規范》，卡口車輛監控設備的使用年限為5年，每年的設備維護費用為設備價格的6%～14%，并且隨著使用年限增加，維護費用逐年增加。為了保證設備正常運轉，應當有充足的經費保障，并且需要建立完善的日常維護和應急維修工作機制。

六、結語

隨著“情指勤督”四位一體警務機制改革的逐步落地，“情報主導勤務”對卡口車輛監控系統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、科學化建設做支撐。卡口車輛監控系統前端設備的建設應當本著“科學布點、資源節約、精細設計、服務實戰”的原則。推進落實情報主導警務，一方面需要前端設備的科學系統規劃、精細化設計，另一方面也需要后臺應用功能研發、模型構建、數據碰撞。以業務需求為根本出發點，通過前端建設與后臺功能相融合，才能實現交通管理精確打擊、精準防控。