交通非現場執法基于云計算網絡安全治理超限超載中的關鍵技術應用

黃杰、劉海濤、黃崢琳

[1.中天科技（清遠）有限公司，廣東 清遠 511500；2.廣州聚杰智能稱重實業有限公司，廣東 廣州510425]

0 引言

近年來，非現場執法治理方式已成為緩解我國公路擁堵，確保道路行車安全性以及公共交通安全性的重要方式。該治理方式主要是在智能化技術監測的基礎條件下，實現對交通運輸違法案件的遠程記錄及處理。同時，在運行過程中，能夠在監測范圍內，實現全天候動態化監督及跟蹤控制目標。相比于傳統的公路治理方式，非現場執法治理方式能夠有效提升對密閉罐車速度的檢測效率和精準性，更加精準地打擊密閉罐車超限超載問題。此外，通過構建非現場執法系統，實現構建公路管理跨部門聯動機制，可有效解決公路管理工作中執法力量薄弱等問題，推動我國公路執法工作朝更加公平及精準的方向發展。

1 相關概念

1.1 超限與超載概念

超限與超載是一對相互關聯又存在顯著區別的概念，在定義違法行為的執法主體及處罰標準上，均存在一定區別。超限的定義主要來自《中華人民共和國公路法》（以下簡稱《公路法》）、《超限運輸車輛行駛公路管理規定》（以下簡稱《規定》）[1]。根據《公路法》第四十九條、第五十條，超限是指貨物運輸車輛載重超過公路工程技術標準要求，包括外形幾何超限（超長、超高、超寬）和車貨總質量超限，超限主要研究的是密閉罐車裝載與公路兩者之間的關系。超載的定義主要來自《中華人民共和國道路交通安全法》（以下簡稱《道交法》）。根據《道交法》第四十八條、第四十九條，超載的定義是汽車的載重超過其核定載重，還包括人員超載。超限的管理及執法主體是交通部門，在《公路法》中有明確規定；超載的管理和執法主體是公安交通管理部門，在《道交法》有明確規定。

1.2 公路交通運輸超限超載概念

公路交通運輸超限超載，即相關企業過于重視經濟利益，采用不適當、不合理的管理方式，盲目提高車輛的運輸量及運輸能力，使車輛實際運輸物件數量與運輸質量超出相關標準限度。超限超載問題是公路交通運輸中的常見問題，其容易導致重大交通事故與安全事故，造成嚴重的損失，甚至會威脅危害司機、乘客、其他車輛及行人的生命財產安全。此外，公路交通運輸超限超載會嚴重破壞公路工程設施，造成各方面的損失，因此必須對此問題加以關注和重視[2]。

1.3 非現場執法概念

非現場執法在我國首先由交警部門應用在整治超速違法行為上，有別于現場執法的“現場取證，事后處理”“查處分開”的執法形式。治超非現場執法通過在公路或橋梁上設置不停車超限檢測系統（主要由動態稱重子系統、車輛識別子系統、車輛外廓尺寸檢測子系統、視頻監控子系統、信息發布指示子系統等構成），對車輛超限超載違法行為進行自動采集和自動取證，經人工分揀確認后，管理部門可按照相關法律法規進行非現場處罰。治超非現場執法為相關部門提供了強有力的治超手段。

2 設計建設密閉罐車科技治超站及非現場執法的意義

為了確保非現場執法管理系統能夠平穩地運行，在執法過程中，要考慮到事故區域現場設備的安裝位置、設備所面臨的外部工作環境、集成電路的運行穩定性、監控方案的配套合理性等。同時，為了確保對密閉罐車的運行速度及載重質量等數據信息的動態抓取，還需要對稱重設備以及速度控制設備等信息系統進行全面的管理工作，并建立起與之相配套的執法管理機制和運行辦法，這對我國形成密閉罐車超限超載非現場執法工作模式有重要意義。

密閉罐車超限超載非現場執法的場外設備空間布局模式主要包括以下三種類型。

2.1 固定監測站與非現場執法工作相聯動

這種方式主要通過在固定治超站的前方2km 區域內，建立一個治理超限超載的非現場執法設備點，在車流量較大的情況下，進一步幫助監測人員分擔治理密閉罐車超限超載的工作量。監測設備進行初步檢測之后，會對一些涉嫌超限超載的通行車輛給出預警信息，這些密閉罐車會按指示標識進入附近的固定治超站。在站內對密閉罐車的重量、長寬高進行精準測量，并最終判定密閉罐車是否存在超限超載的行為。此模式簡單來說便是前期進行相應篩選，最終在站內完成后期執法操作流程。

2.2 流動治理平臺與非現場執法系統聯動

流動治理平臺的應用轉變了傳統公路治理模式中大面積撒網治理的執法模式，能夠配合非現場執法系統，更加精準地判斷超限及超載車輛當前所處的空間位置，且能根據系統判斷的定位，精準地將這些密閉罐車截獲[3]。實現與警方扣押車輛動態信息共享的目標，便于在第一時間獲取車輛超限超載的證據，進而及時在公路中查處超限超載的密閉罐車。

2.3 在重點路段及橋梁路段單獨設置非現場執法系統

一些日常擁堵率較高的主干道及橋梁的出入口來說，均為檢測超限超載密閉罐車的重要位置。因此，在這些重點位置區域，應當獨立設置非現場執法系統及設備基礎，以通過不停車動態檢測、信息提示預警及違章處理等多種方式，實現對公路重點位置超限超載問題的綜合治理。此外，對于這些重點位置固定治理站的繞行道路階段，也可以設置非現場執法跟蹤設備，以進一步解決超限超載密閉罐車繞行及逃避檢測的問題。

3 基于車輛動態石英稱重傳感裝置的稱重系統

3.1 主要技術原理

一種專用于車輛動態稱重的石英稱重傳感裝置，包括箱體、芯片組件、傳導組件、傳感組件，在箱體上固定安裝傳導組件，在傳導組件上固定連接傳感組件。車輛的車輪經過傳感裝置時，車輪上的載荷壓力下壓傳感裝置，從而帶動移動板在穿孔內下移，使滑桿在滑孔內縱向移動，帶動活塞在活塞缸的滑腔內下移。同時，移動板能夠帶動連接板下移，從而使連接桿帶動下壓板向下移動，讓凸塊對石英稱重傳感裝置進行均勻擠壓，從而將車輪上的載荷力傳導至石英稱重傳感裝置芯片上，產生電荷信號。當活塞移動至滑腔底部時，收納槽內的連接端頭在第二彈簧的彈力作用下穿插在接觸孔內，使得芯片反饋電荷信號經過電荷放大器與數據線相連接，從而使數據傳輸到數據處理終端。系統工作原理如圖1、圖2 所示。

圖1 石英稱重傳感裝置工作原理圖

圖2 輪載力載荷計算原理圖

3.2 應用優勢

3.2.1 提高精準度

由于密閉罐車改裝情況比較普遍，且非常隱蔽，通過傳感裝置的波形及瞬時速度計算車輛的軸數、總重、超限量、速度、超限率，并快速對比登記信息，精確計算數值（差值2.5%）。

車輛動態稱重的石英稱重傳感裝置工作圖如圖3所示。使用最前沿的200m 激光測距傳感裝置，能夠達到工業級激光測距模塊精度±0.15m。采用900 萬像素，抓拍密閉罐車正面、側面、上下左右等不同角度，快速識別車輛固定軸型、軸數、軸重、車牌等。通過數據接口，將稱重和測距信息準確完整地傳輸給數據服務器，進行對比。例如，某密閉罐車在高速收費站過磅超載10 余噸，通過治超站核定實測值59640kg（限制值48800kg），超過核定載重質量22%。

圖3 車輛動態稱重的石英稱重傳感裝置工作圖

3.2.2 大范圍與小細節同步呈現

采用高耦合性的設計，稱重、長寬高數據與抓拍圖片通過同步觸發機制進行匹配，數據匹配率高，可防止關聯錯誤引起處罰糾紛。經過大量技術更新和試驗，充分考慮靜止和運動狀態下重量數據采集，LMS 二維激光測距傳感器結合新型5+1 石英式動態汽車衡，每套衡器安裝六排國產石英稱重傳感裝置和一排軌跡檢測傳感器，對不同軸數、不同驅動軸數車的超限標準進行單獨劃分，檢測數據與車輛一一對應、匹配，改進稱重算法，提高容錯率和精度，有效地將衡器的置信度提高至99%[4]。

4 交通執法中有效治理超限超載的對策

4.1 對非現場執法系統中的數據信息進行多次審核

首先，針對所有設置非現場執法系統及相關設備的道路，都需要安排相應的計量檢測人員及維護人員進行定期檢測。將檢測信息提交到后臺備案，從而確保非現場執法系統獲取的數據信息、視頻資料的合法性合規性。其次，對于已經進入后臺系統的合法數據，要安排專人進行多次審核，實現對數據內容的深度分析及挖掘，并根據數據信息的內部規律，設置合理的上浮系數，確保數據的真實性和有效性。最后，針對這些超限超載數據的分發問題，可以遵循差異性原則進行處理。將違規車輛的數據信息交由屬地交通執法部門管理，并實現對數據的分發和共享。

4.2 建立配套的執法考核體系

執法考核體系在密閉罐車超限超載非現場執法治理系統中有重要作用。因此，必須對執法操作的全過程進行動態化監督及考核，保證最終的執法執行效果。在執法考核體系設置過程中，需要對整個執法過程的效率、案件監督的全面性、案件結果判斷的準確性進行考核。設置考核標準時，需要根據不同路段的區位條件差異性，遵循具體問題具體分析的原則。尤其是針對一些曾經因超限超載引發過重大安全事故的路段，應設置重點的監測指標，并建立嚴格的考核評價體系。

5 應用效果評估

5.1 推進“科技治超”把保護人民生命財產安全落到實處

廣東近年來科技治超數據顯示，每小時檢測8 萬余臺車輛，年平均檢查車輛約為900 萬輛次，卸載貨物重量在120 萬噸以下，未發生超載超限引發的糾紛。說明從源頭抓超載超限，能夠減少交通事故發生率，減少對公路的損壞，不能僅為當地人民群眾造福，對我國國民經濟發展也能起到積極的推動作用，對環境和不正當行業競爭治理更具深遠的意義[4]。

5.2 企業在科技治超設計建設的雙贏

中天科技（清遠）有限公司及廣州聚杰智能稱重實業有限公司發明了一種基于云計算的網絡安全智能監測預警管理系統和一種智能化雙模無死角不停車稱重檢測裝置的專利，發明和授權生產車輛動態稱重石英稱重傳感裝置，同時積極參與廣東、四川、廣西、河南、湖北、江西、陜西等治超站及非現場執法系統項目，提供設計和建設服務。通過不斷提升技術改造和科技攻關能力，在不到7 年的時間里成功完成多個以科技治超為主的工程項目的設計和施工。

6 結語

綜上所述，相比于傳統的現場治理方式，非現場執法治理模式能夠大幅度提升治理效率，且在治理過程中，能有效節約公路執法團隊的人力、物力，保障執法人員在執法過程中的安全性。目前，這種非現場執法治理模式，已經在全國范圍的試點中取得了理想的治理效果。下一步應進一步完善相關法律、法規與機制，規范非現場執法系統的數據審核方式，優化非現場執法的考核機制等，多措并舉，提升密閉罐車超限超載運輸治理水平。