1.目前道路監(jiān)管前端系統(tǒng)概述
目前的道路監(jiān)管前端系統(tǒng)大概有超速記錄系統(tǒng)、卡口記錄系統(tǒng)、區(qū)間測速記錄系統(tǒng)、闖紅燈記錄系統(tǒng)幾種形式，分別具有不同的功能，完成不同的需求，并且各自有相應的國家(推薦)標準。
上述幾種系統(tǒng)都是通過軟件和硬件的互相配合進行抓拍，側(cè)重于通過圖片形式記錄、存儲路面車輛通行情況。由于軟硬件構(gòu)成基本相同，超速記錄系統(tǒng)將逐步被卡口記錄系統(tǒng)所整合，而區(qū)間測速記錄系統(tǒng)又是由2套卡口記錄系統(tǒng)組成。所以，卡口記錄系統(tǒng)是zui基本的道路監(jiān)管前端系統(tǒng)。
目前的卡口記錄系統(tǒng)有線圈卡口記錄系統(tǒng)、視頻卡口記錄系統(tǒng)、視頻+雷達卡口記錄系統(tǒng)、雷達卡口記錄系統(tǒng)幾種。
1.1線圈卡口記錄系統(tǒng)
線圈卡口記錄系統(tǒng)是前端采用地感線圈檢測方式，每車道埋設(shè)兩個有線或無線地感線圈，利用電磁感應的原理，實時檢測通行車輛。并控制攝像機抓拍通行車輛高清圖片，同時控制頻閃燈進行補光。車輛檢測單元實時檢測通行車輛行駛速度。由于存在需要對路面進行切割、鉆孔等破壞性作業(yè)、施工以及后期維護成本高等缺點，逐漸被視頻卡口記錄系統(tǒng)取代。
1.2視頻卡口記錄系統(tǒng)
視頻卡口記錄系統(tǒng)通過檢測預設(shè)視頻區(qū)域內(nèi)像素的改變量來觸發(fā)抓拍過往車輛，由線圈卡口記錄系統(tǒng)到視頻卡口記錄系統(tǒng)是技術(shù)上的一次大進步，從硬件到軟件都有根本性的區(qū)別，但視頻卡口記錄系統(tǒng)對環(huán)境的亮度有一定要求，在清晨、傍晚、薄霧、陰天等光線較暗或車身顏色與背景色相近時，車輛捕獲率會明顯下降，同時視頻卡口記錄系統(tǒng)采用隨機生成速度值方式，無法提供準確的速度計量值，于是出現(xiàn)了視頻+雷達卡口記錄系統(tǒng)。
1.3視頻+雷達卡口記錄系統(tǒng)
視頻+雷達卡口記錄系統(tǒng)中，采用卡口平板窄波型雷達，但雷達處于從屬地位，雷達檢測到車輛后，連續(xù)提供速度值給攝像機，從而獲得準確的速度計量值，但無法保證攝像機每次都能夠接收到雷達數(shù)據(jù)。同時，系統(tǒng)對于環(huán)境亮度的要求仍然無法保證車輛捕獲率。隨著平板窄波雷達國產(chǎn)化后，雷達卡口記錄系統(tǒng)迅速崛起。
1.4雷達卡口記錄系統(tǒng)
雷達卡口記錄系統(tǒng)中，仍采用卡口平板窄波型雷達且雷達處于主導地位，雷達檢測到車輛后，將抓拍信號和車輛速度值同時發(fā)送給攝像機，攝像機接收到抓拍信號后抓拍并且將速度值與圖片相匹配，隨即生成車輛的完整記錄。雷達卡口記錄系統(tǒng)以其車輛定位準確、捕獲率高、抗*力強、能夠全天氣狀態(tài)工作等優(yōu)點已經(jīng)成為目前主流卡口記錄系統(tǒng)。
隨著國內(nèi)電子車牌的興起、推廣以及相關(guān)標準的即將制定，未來的卡口記錄系統(tǒng)將基于電子車牌技術(shù)。
2、電子車牌簡介
“電子車牌”全稱為“汽車身份特征信息和管理基礎(chǔ)信息的數(shù)字化標準信源”，是汽車的電子*，2007年經(jīng)國家科技部認證并隸屬于“國家科技支撐計劃”重點專項。系統(tǒng)基于RFID 技術(shù)，由電子標簽、讀寫器、天線和基站組成，是車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中重要的組成部分，是相關(guān)其他系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息源。
電子標簽中存儲有車輛信息(車牌號、車輛類型、車架號、整車zui大質(zhì)量、使用年限、稅費繳納、車輛所有人信息、車輛所有人社會信用代碼以及該電子標簽的ID號等等)，具有防拆、防磁、防水、可加密、大容量等特點。系統(tǒng)的基本工作原理為：正確安裝了電子標簽的車輛駛?cè)胩炀€的射頻信號覆蓋區(qū)域，接收到讀寫器發(fā)出的特殊射頻信號，產(chǎn)生感應電流，內(nèi)部電路進入工作狀態(tài)，自動發(fā)送出車輛信息，讀寫器接收車輛信息并解碼后，送到基站通過后臺軟件系統(tǒng)進行進一步處理，系統(tǒng)根據(jù)相關(guān)程序判斷該卡的合法性，針對不同的設(shè)定做出相應的處理，發(fā)出指令控制執(zhí)行機構(gòu)動作。
目前使用的交通流量檢測設(shè)備的精度不高，特別是無法判斷車型，而基于RFID 技術(shù)的電子車牌系統(tǒng)的車輛捕獲率、車牌獲取準確率要高于其他形式的系統(tǒng)，可全天候、全天氣狀態(tài)工作，不受自然環(huán)境干擾，采集到的車輛信息數(shù)據(jù)具有準確、全面、實時等特點，信息上傳后經(jīng)公安交通統(tǒng)一管理平臺整合、更新、反饋，與其他部門(如金融、保險、社保、民航等)的統(tǒng)一管理平臺互通互聯(lián)，進行數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)跨行業(yè)、跨部門、跨領(lǐng)域的綜合應用，共同構(gòu)建平安城市系統(tǒng)。
3、目前電子車牌系統(tǒng)的主要技術(shù)指標
3.1讀取時間：
<1秒。
3.2讀取成功率：
99.95%以上。
3.3讀取距離：
0～30米。
3.4定位精度：
偏低。
3.5允許車輛行駛速度：
180公里/小時。
3.6全天候、全天氣狀態(tài)工作：
系統(tǒng)基于RFID 技術(shù)，可全天候、全天氣狀態(tài)工作，不受自然環(huán)境干擾。
4、目前電子車牌系統(tǒng)的使用現(xiàn)狀
4.1 國內(nèi)主要使用城市
國內(nèi)電子車牌應用處于起步階段，基于電子車牌的車輛管理沒有統(tǒng)一模式和成熟經(jīng)驗。
重慶于2012年開始使用，重慶電子車牌是國內(nèi)*例省級范圍內(nèi)大規(guī)模應用的城市智能交通管理項目，通過解決“無法準確識別車輛身份及資質(zhì)”難題，同時建設(shè)以城市為中心的“區(qū)域性道路交通電子收費系統(tǒng)”，逐步實現(xiàn)車輛管理、路網(wǎng)動態(tài)監(jiān)測、車流統(tǒng)計與分析以及各種交通稅費的動態(tài)稽征、出行服務與大眾出行路況信息發(fā)布等功能，打造了“暢通重慶”的精品工程。
北京將于明年出臺電子車牌標準。唐山、南京、深圳、廈門、蘭州、宜賓等城市也準備使用電子車牌。
4.2主要使用國家
英國于2004年開始使用，主要用于收取擁堵費。馬來西亞主要用于車輛防盜。墨西哥
于2004年開始使用，主要用于跟蹤記錄出入墨美邊境的車輛。美國于1991年開始使用，主要用于提高美加邊境運輸效率和途中貨物的安全和可視。新加坡所有車輛都安裝了類似于電子車牌的電子標識卡，很好地解決了交通控制和交通收費方面的問題。
5、基于電子車牌的道路監(jiān)管前端系統(tǒng)的幾種形式
我們知道，道路監(jiān)管系統(tǒng)根據(jù)不同需求有著不同的解決方案，根據(jù)可以對每一條道路的每一個車道(的每一個時段)進行精細化管理的特點，基于電子車牌的道路監(jiān)管前端系統(tǒng)可以有以下幾種形式：
5.1“電子車牌”卡口記錄系統(tǒng)
5.1.1系統(tǒng)特點：
無需記錄圖片、無需測量速度值，系統(tǒng)成本低。
5.1.2系統(tǒng)簡介：
通過電子車牌單一技術(shù)手段統(tǒng)計車流量、車型流量給ITS系統(tǒng)使用。隨著各大城市的老城區(qū)交通日益擁堵，未來可以根據(jù)符合條件的統(tǒng)計結(jié)果征收進入擁堵區(qū)的相關(guān)車輛的擁堵費，從而限制無關(guān)車輛進入擁堵區(qū)，鼓勵使用公共交通工具出行。
5.2“電子車牌+攝像機”卡口記錄系統(tǒng)
5.2.1系統(tǒng)特點：
無需測量速度值，統(tǒng)計車流量、記錄不按車道行駛車輛。
5.2.2系統(tǒng)簡介：
在不需要測速或不宜測速的路段，主要通過實時監(jiān)控路況和車流量來了解路面是否出現(xiàn)異常情況。在車站、廣場前面的路段或其他公共區(qū)域，可以查處非法營運車輛、不按車道行駛車輛、也可配合紀檢監(jiān)察部門加強對公車的監(jiān)管。
5.3“電子車牌+雷達”卡口記錄系統(tǒng)
5.3.1系統(tǒng)特點：
無需記錄圖片、需要測量速度值，統(tǒng)計車流量、車速分布情況。
5.3.2系統(tǒng)簡介：
在不需要抓拍圖片的路段，主要通過實時監(jiān)控車輛速度和車流量來了解路面是否出現(xiàn)異常情況。這種形式的系統(tǒng)將是未來卡口的主要形式，將廣泛分布在城區(qū)、省道和高速公路路段，是智能交通網(wǎng)絡(luò)的信息源，為ITS系統(tǒng)和其他系統(tǒng)提供大量的、詳細的基礎(chǔ)信息，使得實時路況播報、實時導航、交通誘導、交通干預成為可能，從而更好地為廣大司乘人員服務。
5.4“電子車牌+攝像機+雷達”卡口記錄系統(tǒng)
5.4.1系統(tǒng)特點：
需要記錄圖片和速度值，統(tǒng)計車流量，軟件中的號牌識別功能只起檢測車輛是否套牌的輔助作用。
5.4.2系統(tǒng)簡介：
滿足GA/T 497-2009公路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng)通用技術(shù)條件。能夠?qū)崿F(xiàn)其中所有的技術(shù)要求，另外具有目前雷達卡口無法具備的2個新功能：一是根據(jù)車型限速，使得藍牌貨車和黃牌貨車限速相同，在藍牌貨車與黃牌車的電子標簽里增加專項信息并提供給攝像機，二者限速不再根據(jù)號牌顏色而是根據(jù)車型，以便限制藍牌貨車的超速行駛現(xiàn)象。二是根據(jù)車型設(shè)置抓拍張數(shù)，攝像機根據(jù)藍牌貨車和黃牌貨車電子標簽里的專項信息自動抓拍2張，*張抓拍車頭，顯示車輛前部特征，第二張抓拍車輛中后部，顯示車輛裝載情況，規(guī)范車輛載貨的超寬、超高、超長等現(xiàn)象，并根據(jù)相關(guān)規(guī)定進行非現(xiàn)場處罰。
5.5“電子車牌+攝像機+雷達”區(qū)間測速記錄系統(tǒng)
5.5.1系統(tǒng)特點：
需要記錄圖片、平均速度值，統(tǒng)計車流量。
5.5.2系統(tǒng)簡介：
滿足GA/T 959-2011機動車區(qū)間測速技術(shù)條件。能夠?qū)崿F(xiàn)其中所有的技術(shù)要求，另外，如前所述，具有目前區(qū)間測速記錄系統(tǒng)無法具備的2個新功能：一是根據(jù)車型限速，二是根據(jù)車型設(shè)置抓拍張數(shù)。
5.6“電子車牌+視頻錄像”卡口記錄系統(tǒng)
5.6.1系統(tǒng)特點：
在電子車牌普及的未來，無需雷達，僅使用視頻抓拍和測速。
5.6.2系統(tǒng)簡介：
隨著視頻軟件的日益完善，技術(shù)人員不斷發(fā)明新的算法，在不遠的未來，其功能將發(fā)生質(zhì)的轉(zhuǎn)變，視頻測速得以實現(xiàn)并滿足國家標準的測速精度，獲得國家法律許可。同時發(fā)明新的視頻壓縮技術(shù)和視頻檢索軟件，在性能更高的硬件支持下，從視頻中提取有效圖片且具有zui小的重復率并按統(tǒng)一模式保存。系統(tǒng)同時也具有根據(jù)車型限速的新功能。
5.7“電子車牌”區(qū)間測速記錄系統(tǒng)
5.7.1系統(tǒng)特點：
在電子車牌普及的未來，無需攝像機和雷達，系統(tǒng)成本低，安裝調(diào)試簡單快捷，系統(tǒng)可靠性高。
5.7.2系統(tǒng)簡介：
車輛在通過距離固定的2套“電子車牌”卡口記錄系統(tǒng)時，分別記錄時間，通過軟件可以計算出平均速度值，同時也具有根據(jù)車型限速的新功能。
6、基于電子車牌的道路監(jiān)管(前端)系統(tǒng)需要解決的相關(guān)問題
6.1響應時間：
參照GB/T 21255-2007《機動車測速儀》，響應時間應不大于0.5s。這里的0.5s指的是系統(tǒng)從車輛進入測定區(qū)域開始到形成記錄為止所需要的時間，可以認為0.5s是“探測時間”、“抓拍時間”、“合成時間”三者的和，三者分別對應于“電子車牌子系統(tǒng)”、“ 攝像機子系統(tǒng)”、“ 抓拍軟件子系統(tǒng)”。所以，電子車牌本身的響應時間應該是其中的“探測時間”，亦即其響應時間要小于0.5s。
6.2允許車輛行駛速度：
參照目前ITS行業(yè)的雷達和機動車測速儀產(chǎn)品技術(shù)指標，電子車牌子系統(tǒng)的zui大允許車輛行駛速度應該為250km/h，針對高速行駛的車輛應該能夠及時捕獲并與攝像機聯(lián)動。
6.3車輛定位：
車輛定位必須準確，其一是因為目前主流卡口系統(tǒng)的攝像機都是采用定焦鏡頭，同時考慮到夜間效果，光圈偏大，景深較短，清楚成像的縱深區(qū)域較短，其二是因為夜間補光范圍的縱深區(qū)域較短。如果車輛定位不準確，車輛位置相差過大，很可能連肉眼都無法看清號牌，導致相應的違章行為無法取證。
6.4相鄰車道干擾問題：
一個標準車道寬度為3.75米，車輛正常行駛中，應該行駛在本車道的中心線上，如果出現(xiàn)不同程度的車輛跨線行駛現(xiàn)象，電子車牌子系統(tǒng)在100%捕獲時能否不重復捕獲或遺漏。另外還有大量的非標準車道，分布在省道、縣道、鄉(xiāng)道、城區(qū)非主干道路段，寬度3～5米，也應該既保證本車道的捕獲率，又能夠避免相鄰車道干擾。
6.5與攝像機、雷達的數(shù)據(jù)通信觸發(fā)協(xié)議：
目前的雷達卡口系統(tǒng)中，雷達與攝像機的數(shù)據(jù)通信觸發(fā)有RS232、 RS485和TTL電平3種方式，是選用RS232，還是選用RS485，或是選用TTL電平，或是選用無線通信，要綜合考慮目前主流方式以及今后技術(shù)發(fā)展方向來確定。
6.6主、輔觸發(fā)方式如何協(xié)調(diào):
系統(tǒng)中，電子車牌與攝像機聯(lián)動抓拍為主觸發(fā)方式，雷達與攝像機聯(lián)動抓拍為輔助觸發(fā)方式，在無法通過主觸發(fā)方式(如電子車牌損壞、丟失、未安裝、人為破壞等)與攝像機聯(lián)動抓拍時，如何及時啟動輔助觸發(fā)方式，或者采用其他何種技術(shù)手段來協(xié)調(diào)二者以避免重復捕獲。
6.7視頻測速:
相關(guān)公司、廠家積極研發(fā)新的算法，使得視頻測速成為可能且越來越，并且通過計量檢定，獲得國家法律認可。開創(chuàng)全新的測速方法。
6.8制定國家標準:
由公安部牽頭，工信部、標準化委員會等部門參與，盡快制定、頒布、實施“電子車牌道路監(jiān)管系統(tǒng)通用技術(shù)條件”國家(推薦)標準，明確相關(guān)術(shù)語和定義，統(tǒng)一相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)指標要求，引導企業(yè)規(guī)范生產(chǎn)，指導省市各職能部門按規(guī)定監(jiān)督執(zhí)法或進行相關(guān)工作。
6.9與其他系統(tǒng)平臺信息共享:
例如，國務院于7月2日印發(fā)了《社會信用體系建設(shè)規(guī)劃綱要(2014—2020年)》，其中明確提出，建立自然人、法人和其他組織機構(gòu)統(tǒng)一社會信用代碼制度。同時配合其他相關(guān)制度或規(guī)定，推動在社會經(jīng)濟活動中廣泛使用統(tǒng)一社會信用代碼，公民通過查詢代碼，就可以知道自己的金融、工商登記、稅收繳納、社保繳費、交通違章等各類信用信息。
6.10如何防止電子車牌被克隆:
盡管通過芯片固化技術(shù)可以使每個電子車牌都有*的、不可修改的ID號碼，且不可拆卸或拆卸自毀，但仍然不能防止電子車牌被克隆，從而給下一步工作帶來不便。
6.11修訂相關(guān)法規(guī):
修訂相關(guān)交通法規(guī)，進一步加大對各種交通違法行為的處罰力度，大幅度提高交通違法成本，技術(shù)取證和法律管理雙管齊下，使人們切實做到文明出行，真正體驗到駕駛的樂趣，共同打造平安道路、和諧交通。
7、結(jié)束語
隨著國家道路橋梁的不斷建設(shè)和道路通行里程的不斷提高，基于電子車牌的道路監(jiān)管前端系統(tǒng)將成為保障交通安全、提供便捷出行的一個必要的技術(shù)手段，為后端各個系統(tǒng)提供各種詳盡的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。同時，隨著計算機領(lǐng)域和ITS行業(yè)軟、硬件的飛速發(fā)展，未來基于電子車牌的道路監(jiān)管前端系統(tǒng)將會越來越完善，越來越科學，越來越人性化，還會出現(xiàn)更多的形式，更好地為我們的工作和生活提供服務，從而使得智能交通能夠真正融入到平安城市的建設(shè)之中，成為平安城市*的一個子系統(tǒng)。
