浅谈交通安全智能检查站系统的研发

郭静

摘 要：随着计算机技术、通信技术、自动化技术的发展，信息化已成为当今世界经济和社会发展的大趋势，信息化水平也是衡量一个地区现代化发展水平的重要标志。公路客运车辆、危化品运输车辆、校车由于承载的主体具有特殊性，其安全问题一直是社会关注的焦点，更是交通安全源头监管的重中之重，被称之为需强化管理的重点车辆。加强对这些重点车辆的管控，是遏制重特大道路交通事故的有效手段，也是交警部门面临的重大课题之一。该系统采用车辆固有信息自动识别，与实际情况进行衔接，真实有效，车辆智能提醒防止车辆漏检，并可以实现任意车辆查验，减少了现场民警的劳动负担。通过查验与取证结合，还可与PGIS及卡口系统对接实现进一步的缉查布控，具有较大的社会意义和推广价值。

关键词：智能检查站 交通安全 车载智能提示 智能查验

中图分类号：U495 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（a）-0021-02

1 项目背景

根据近年来的统计，公路客运车辆、危化品运输车辆、校车由于它承载主体的特殊性，被称之为需强化管理的重点车辆。目前，交管系统针对重点车辆的监管采用了多种手段，建立起了统一的重点车辆监管平台。通过车管部门联系辖区运输企业落实主体责任；通过秩序部门路面执勤结合卡口、缉查布控等系统基本实现了重点车辆监管的覆盖。由于运输行为时间长、范围广，涉及企业人员众多，交管系统的警力有限，影响了监管效果的进一步发挥。交管业务管理平台、卡口系统、缉查布控系统的建立极大的减轻了交警的劳动强度，提高了执法有效性。针对重点车辆管理也先后采用过“信息卡”、“管理软件”等方式，起到了一定效果。

2 项目目标

在现有车辆检查站和相关信息系统基础上，开发重点车辆查验系统。通过信息系统将车辆、检查站、支队以及相关信息系统结合起来，实现重点车辆查验的无缝衔接和智能查验。

2.1 提高查验工作的针对性、准确性、有效性

实现车辆信息、驾驶人信息的自动识别、自动调取、重点提示报警以及后台综合分析。并通过和卡口系统、缉查布控系统、车驾系统的实时衔接从而有效提高查验工作的针对性、准确性和有效性。

2.2 规范重点车辆安全行驶

通过车辆行驶过程智能提醒、行为监管等措施实现重点车辆的安全驾驶。

2.3 规范民警查验流程，提高工作效率，降低工作强度

通过智能设备以及后台综合信息系统，提高民警的工作效率，降低民警的工作强度。

该系统由于综合采用多种智能识别分析技术，将改变原有的工作流程及模块，该系统使用后各部分工作流程将有如下变化：（1）重点车辆驾驶人，在驾驶过程中，临近检查站系统自动提示需进站检测。在驾驶过程中，自动提示道路限速以及危险道路情况在驾驶过程中，分析连续行驶里程，提示疲劳驾驶等信息。在驾驶过程中，记录检查站进站次数及经过次数等信息。（2）查验民警，车辆进站后，系统自动识别车辆号牌及驾驶证信息，提取相关重点查验数据。民警依据系统提示数据进行核对及查验。民警在系统中确认后放行，否则记录查扣数据。（3）支队管理人员，实时统计查询各查验点的车辆查验情况；分析车辆行驶轨迹及进行区间测速；统计民警工作情况；智能分析未进入查验点的重点车辆及缉查布控重点车辆。

3 项目内容

系统包括车载智能提示仪、智能查验站以及智能查验系统三部分组成。通过车上的驾驶行为智能提示、检查站的智能取证和数据自动提取以及平台的数据综合统计分析，实现重点车辆的平台化整体监管。

3.1 车载智能提示仪

车载智能提示仪采用ARM系统，结合RFID技术和北斗/GNSS定位技术，实现重点车辆驾驶行为的提示和监管见图1。

3.2 智能检查站

智能检查站通过车牌智能、驾驶证的智能识别，调取车辆、驾驶人、违法、缉查布控以及卡口等相关数据，提示查验民警查验重点，保证有效查验，见图2。

3.3 智能查验系统

智能查验系统是相关数据的交换中心，也是查验系统的分析核心。该部分综合车辆、查验站以及车驾违法，缉查布控以及卡口等数据，实现重点车辆行驶行为的分析与监管。为执法、教育以及规范运输企业起到数据支撑作用，见图3。

4 关键技术难点与创新点

由于系统涉及车辆检查站以及支队管理部分，技术涉及智能识别、微功耗计算、大规模数据分析以及异构系统互联等技术。作为交通安全智能检查站系统，其采用技术有ARM技术和北斗定位技术，在该项目执行过程中可能遇到如下技术难点。

4.1 ARM技术

ARM嵌入式处理器是一种32位高性能、低功耗的RISC芯片，ARM微处理器一般都具有体积小、功耗低、成本低、性能高、速度快的特点，目前ARM芯片广泛应用于工业控制、无线通信、网络产品、消费类电子产品、安全产品等领域，如交换机、路由器、数控设备、机顶盒、STB及智能卡都采用了ARM技术，并在将来取得更广泛的应用。ARM处理器的优势对于如今大量出现的32位嵌入式应用，ARM处理器的优势主要有以下几个方面。

（1）高性能、低功耗、低价格。把ARM处理器的性能拿来和一些有名的通用处理器（如Pentium）相比是不合适的，因为他们各自针对的应用需求是不同的。ARM针对嵌入式应用，在满足性能要求的前提下，力求最低的功率消耗。ARM结构的优点是能兼顾到性能、功耗、代码密度、价格等几个方面，而且做得比较均衡。在性能/功耗比（MIPS/W）方面，ARM处理器具有业界领先的性能。基于ARM核的芯片价格也很低，目前armCortexM的芯片价格可低至10元人民币左右。

（2）丰富的可选择芯片ARM只是一个核，ARM公司自己不生产芯片，采用授权方式给半导体生产商。目前，全球几乎所有的半导体厂家都向ARM公司购买了各种ARM核，配上多种不同的控制器（如LCD控制器、SDRAM控制器、DMA控制器等）和外设、接口，生产各种基于ARM核的芯片。目前，基于ARM核的各种处理器型号有好几百种，用户可以根据各自的应用需求，从性能、功能等方面考察，在许多具体型号中选择最合适的芯片来设计自己的应用系统。由于ARM核采用向上兼容的指令系统，用户开发的软件可以非常方便地移植到更高的ARM平台。endprint

（3）广泛的第三方支持。因为现在许多产品的开发，不是一个简单的处理器加几百条指令、语句就可以解决的，要用到32位处理器，一般都要有编译器、高效的开发工具（仿真器及调试环境）、操作系统、协议等，这些东西都不是一个芯片生产商可以解决的，需要许多第三方的支持。用户采用ARM处理器开发产品，既可以获得广泛的支持，也便于和同行交流，加快开发进度，缩短产品的上市时间。

（4）完整的产品线和发展规划ARM核根据不同应用需求对处理器的性能要求，有一个从ARM7、ARM9到ARM10、ARM11，以及新定义的CortexM/R/A系列完整的产品线。

4.2 北斗/GNSS定位

北斗导航系统是覆盖中国本土的区域导航系统。覆盖范围东经约70～140°，北纬5～55°。GPS是覆盖全球的全天候导航系统，能够确保地球上任何地点、任何时间能同时观测到6～9颗卫星。

北斗导航系统是在地球赤道平面上设置2颗地球同步卫星，卫星的赤道角距约60°。GPS是在6个轨道平面上设置24颗卫星，轨道赤道倾角55°，轨道面赤道角距60°。GPS导航卫星轨道为准同步轨道，绕地球一周11h58min。

北斗导航系统是主动式双向测距二维导航。地面中心控制系统解算，供用户三维定位数据。GPS是被动式伪码单向测距三维导航。由用户设备独立解算自己三维定位数据。“北斗一号”的这种工作原理带来两个方面的问题，一是用户定位的同时失去了无线电隐蔽性，这在军事上相当不利；另一方面由于设备必须包含发射机，因此在体积、重量上、价格和功耗方面处于不利的地位。

北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。GPS三维定位精度P码目前已由16m提高到6m，C/A码目前已由25～100m提高到12m，授时精度目前约20ns。

北斗导航系统由于是主动双向测距的询问--应答系统，用户设备与地球同步卫星之间不仅要接收地面中心控制系统的询问信号，还要求用户设备向同步卫星发射应答信号，这样，系统的用户容量取决于用户允许的信道阻塞率、询问信号速率和用户的响应频率。因此，北斗导航系统的用户设备容量是有限的。GPS是单向测距系统，用户设备只要接收导航卫星发出的导航电文即可进行测距定位，因此GPS的用户设备容量是无限的。

该系统充分应用ARM处理器的优势和北斗定位技术优势实现系统所需要的功能，这也是系统创新点所在。

5 结语

该系统通过一个平台以地理信息为切入点，将卡口、电子警察、信号灯、诱导屏、警员、警车、车辆驾驶人信息、事故信息、违法信息、缉查布控信息等分散在不同系统的信息进行共享互通，并根据业务需要进行分析处理及指挥调度，从而提高整体的交通智能化水平。

参考文献

[1] 斯洛斯等著，沈建华译.ARM嵌入式系统开发：软件设计与优化[M].北京：北京航天航空大学出版社，2005.

[2] 陆渊章.ARM嵌入式系统基础与项目开发技术[M].北京：电子工业出版社，2014.

[3] 杨拴昌.2013-2014年中国北斗导航产业发展[M].北京：人民出版社，2014.

[4] 隋亚刚.城市智能交通控制理论与应用[M].北京：水利水电出版社，2011.endprint