道路车辆智能监测记录系统建设研究

王明 李志林 董可然 顾家悦

1. 公安部交通管理科学研究所 2. 无锡华通智能交通技术开发有限公司

引言

道路车辆智能监测记录系统（俗称卡口车辆监控系统）是智能交通管理系统重要组成部分之一，以卡口车辆监控系统为基础，依托公安部交通管理局统一部署的公安交通集成指挥平台或各地市自建的机动车缉查布控系统，实现车辆缉查布控、道路交通状况判断、车辆组成分析、车辆行驶轨迹追踪等分析，并结合路面民警对预警车辆进行拦截处置，卡口车辆监控系统的科学建设是有效打击假牌、套牌、超速、失驾、毒驾等违法行为的重要基础。

一、建设现状分析

在政策引领下，各地公安交管部门纷纷建设和应用卡口车辆监控系统。卡口车辆监控系统建设通常需要达到一定的覆盖规模，一个中等规模城市，卡口车辆监控系统建设成本需要几千万，每年维护成本几百万，然而，由于缺少顶层设计和统一指导，目前国内各地在建设和应用过程中普遍存在重复建设、标准不一、漏管控、设备在线率低、车辆捕获率低、车牌识别率低、重点区域未采集驾驶人面部特征、运维跟不上等问题，使得卡口车辆监控系统对交管业务支撑作用远达不到预期效果。

（一）缺乏统筹，重复建设情况严重

卡口车辆监控系统的建设主体一般包括市级交通管理部门、区县级交通管理部门、市县公安局、交通部门以及建设部门的新改扩道路配套等，另外，卡口车辆监控系统通常都是分阶段建设的，因此，由于建设单位不同、建设年份不同、时间跨度大、建设标准不统一，往往导致点位重复、标准不一、无法共享以及应用效果差等情况。

（二）标准宏观，建设差异较大

涉及到卡口车辆监控系统布设要求的政策文件主要为《道路交通信息监测记录设备设置规范》（GAT1047）、公安部交管局《全国机动车缉查布控系统联网工作指导意见》等，提出卡口布点要在公路省际、市际、县际交界处设置，其他要求仅仅停留在科学、合理、联网等要求上，对于卡口布点、建设思路、设备配置、建设原则等都无系统要求。

（三）运维不足，设备运行状态差

根据全国卡口车辆监控系统建设情况调研，目前各地市卡口车辆监控设备平均在线率在70%～80%左右，车牌识别准确率也通常在60%～70%之间，离标准要求日间车辆号牌号码识别准确率应不小于95%；夜间车辆号牌号码识别准确率应不小于90%还有很大差距。主要是因为运维机制不健全使得前端设备供电故障、设备损坏等原因导致。

（四）研判分析，后台分析需求更高

新时代城市交通治理需要大数据研判分析支撑，这对前端设备建设提出更高要求，包括酒驾、毒驾、遮挡号牌、假牌、套牌等重点违法行为分析碰撞分析，都需要以卡口监测设备采集数据为基础，前端设备建设的科学性，直接决定交通管理效能的发挥。

另外，目前对于卡口车辆监控系统前端设备建设的指导文件和研究文献很少。在指导文件方面，全国层面没有针对卡口车辆监控系统建设相关指导意见，北京、杭州、武汉、苏州等部分城市结合城市特点，发布智能交通管理设施设置要求，但卡口车辆监控系统只作为小部分内容进行简单阐述，实际建设过程中指导意义较弱；在研究文献方面，王涛对边界卡口科学布点进行分析研究，但研究内容仅限于公共安全防控方面，没有基于交通管理方面的研究，姜良维、陈小忠等从关键部件的设计角度开展了一系列研究，没有涉及外场点位宏观建设研究。

针对现状存在的问题，结合工程实践经验，本文研究卡口车辆监控系统前端设备建设的基本原则、建设思路、应用场景以及设备配置等，旨在推动道路车辆智能监测记录系统智慧化、科学化建设，为公安交通管理部门大范围开展车辆缉查布控和预警拦截、车辆轨迹和交通流量分析、交通违法行为甄别查处等业务应用提供更高水平支撑。

二、卡口车辆监控系统概述

卡口车辆监控系统是对通过监测点的车辆信息进行自动采集和处理的系统。卡口车辆监控系统主要应用在城市的进出口、交通要道、高速公路的出入口、重点路段等位置，对通过监控区域的每一辆机动车进行连续全天候实时不间断、无遗漏的记录，应用视频检测技术获取过往车辆的前部特征图像、驾驶人图像和车辆全景图像，自动记录车辆号牌颜色、车牌号码、行驶方向、车速、经过时间等各种参数。可实现对假牌、套牌、酒驾、醉驾、逾期未年检、逾期未报废、肇事逃逸等“黑名单”车辆进行监测和报警，为公安交通管理部门进行重点违法专项打击、交通运行分析等提供重要线索和依据。

卡口车辆监控系统由前端图像采集子系统、通信网络传输子系统及中心数据处理子系统三个基本体系组成，如图 1所示。前端图像采集子系统由集成式高清摄像设备、车辆检测设备、补光装置、通信传输设备以及配套设施组成，采集的数据通过网络传输子系统传输到中心管理子系统中，中心数据处理子系统通常包括厂家管理系统、建设的统一接入平台或者公安交通集成指挥平台等，实现前端设备进行统一管理，接收、存储前端设备回传的车辆通行信息。

三、卡口车辆监控系统建设内容

结合各地在卡口车辆监控系统建设和应用过程中存在的问题，根据工程实践经验，系统研究卡口车辆监控系统前端设备建设的基本原则、应用场景、设置模式以及设备配置等，推进卡口车辆监控系统的智慧化、科学化建设。

（一）基本原则

卡口车辆监控系统前端设备建设应当遵循以下基本原则：

1. 选择平直道路布点

前端卡口布点应当选择在平直道路上，在具有一定坡度的道路上建设卡口，车辆减速风险较大；在弯曲道路上建设卡口，车辆转弯后前方突然出现卡口设备，急于减速可能产生追尾等事故。

2. 确保摄像机无遮挡

道路两侧通常建设有树木，卡口摄像机被树叶遮挡经常发生，卡口点位选择中应避免摄像机被树木遮挡，为了不影响过车信息采集。

3. 尽量靠近取电点

前端设备取电是个重要难题，取电位置过远，需要更多的线缆以及管道敷设工作，取电位置远近直接影响整个建设成本，因此，卡口点位建设应尽量靠近取电点。

4. 杆件横臂长度足够

为了便于摄像机等设备安装，卡口支撑杆件横臂根据实际情况，伸展至最内侧车道四分之三处为宜。

5. 合理规划布设线缆

对于同断面布设的两个方向的卡口，应通过顶管或者开挖方式布设过路管道和线缆，避免空中“飞线”等方式布设。

（二）建设思路

按照“主城优先、由内而外、逐级部署”原则，逐步实现重要交界处、重要节点、缉查布控点、主城路网、环线、国道、省道、县道等卡口车辆监控系统覆盖。在进出城道路、桥隧出入口、餐饮娱乐业集中的周边道路、执法服务站和重点执勤岗适当配置具备人脸抓拍卡口和车辆前后特征抓拍卡口，实现涉牌涉证、失驾、毒驾等查处难度高的隐形违法精准打击。

1. 重要交界处

按照标准规范和公安部交管局《全国机动车缉查布控系统联网工作指导意见》要求，省界、市界、区县交界为卡口建设首先需要全覆盖的位置，如图2所示。

2. 重要节点覆盖

根据公安部交管局《关于进一步推进城市道路交通管理勤务机制改革的指导意见》要求，卡口车辆监控系统要实现重点区域、重点路段、重要节点全覆盖。因此，对于隧道、桥梁、事故多发点、大型综合体、省市政府、重要区域进出通道等位置，应重点进行规划建设。

3. 缉查布控点覆盖

根据缉查布控要求，结合交通管理实战业务需要，着重实现包括以下区域的卡口车辆监控系统覆盖建设：

（1）酒驾热点区域覆盖。针对餐饮娱乐业集中的周边道路，结合网络平台代驾热力图研判分析酒后代驾重点区域，针对开展高清像素卡口摄像机布设，通过数据的比对、分析，实现酒驾违法行为预警、取证，并依托下游酒驾查控点实现交通违法现场查缉。

（2）执法服务站前端点位覆盖。根据《全国主干公路交通安全防控体系建设三年规划》要求，交通安全执法服务站以及到达该站之前2至10公里处，应建设缉查布控卡口设备并接入系统。

（3）执勤岗位覆盖。结合路面固定执勤岗位置，在上游道路进行卡口点位布设，从而有效支撑卡口勤务实施。

4. 由内而外，逐级封空

为了充分掌握车辆行驶路径，本着“资源集约、服务实战”的原则，以主城区中心位置为起点，以一环、二环、三环等逐级往外，对主干路、次干路、重要支路、国省道、县乡道等进行覆盖，如图3所示。

（三）应用场景

依据现场道路条件不同，机动车-机动车间有无绿化带隔离、机动车与非机动车间有无绿化带隔离、有无辅道、非机动车道是否过宽等情况，归纳最常见的几种应用场景如下：

1. 机-机之间无绿化带隔离，机-非之间无绿化带隔离

这种场景下通常有三种设置方式，同断面设置方式、错位设置方式以及双向全覆盖设置方式。

同断面设置方式如图4所示，这种方式依据现场条件将杆件设置于人行道上，单向配置卡口摄像机、补光装置及车辆检测设备。当车辆顺着行车方向行驶时，能够有效进行车辆前部抓拍；当车辆逆着行车方向行驶时，能够有效进行车辆尾部抓拍，这种设置方式存在车辆绕行，躲避检测情况。

错位设置方式如图5所示，这种方式依据现场条件将杆件设置于人行道上，单向配置卡口摄像机、补光装置及车辆检测设备。当车辆顺着行车方向行驶时，能够有效进行车辆前部抓拍；当车辆逆着行车方向行驶时，能够有效进行车辆尾部抓拍，这种设置方式车辆无法绕行躲避检测。

双向全覆盖设置方式示意图如图6所示，这种方式依据现场条件将杆件设置于人行道上，双向配置卡口摄像机、补光装置及车辆检测设备。车辆顺着行车方向行驶和逆着行车方向行驶时，都能够有效进行车辆前部和尾部抓拍，这种设置方式，车辆无法绕行躲避检测。

2. 机-机之间无绿化带隔离，机-非之间有绿化带隔离

这种场景下通常有三种设置方式：同断面设置方式、错位设置方式以及双向全覆盖设置方式，与场景一不同之处在于杆件基础可设置在机-非绿化带上，具体设置示意图如图7、图8、图9所示。

3. 机-机之间有绿化带隔离，机-非之间无绿化带隔离

这种场景下通常为同断面设置方式，这种方式依据现场条件将杆件设置于人行道上，单向配置卡口摄像机、补光装置及车辆检测设备。当车辆顺着行车方向行驶时，能够有效进行车辆前部抓拍，这种设置方式车辆无法绕行或者逆行躲避检测，具体设置如图10所示。

4. 机-机之间有绿化带隔离，机-非之间有绿化带隔离

这种场景下通常为同断面设置方式，这种方式依据现场条件将杆件基础设置在机-非绿化带上，单向配置卡口摄像机、补光装置及车辆检测设备。当车辆顺着行车方向行驶时，能够有效进行车辆前部抓拍，这种设置方式车辆无法绕行或者逆行躲避检测，具体设置如图11所示。

5. 道路两侧设有辅路

这种场景下，依据现场条件将杆件基础设置在主路与辅路之间绿化带上，单向配置卡口摄像机、补光装置及车辆检测设备。当车辆顺着行车方向行驶时，能够有效进行车辆前部抓拍，这种设置方式车辆无法绕行或者逆行躲避检测，具体设置如图12所示。

6. 非机动车道较宽，且出入口较多

这种场景下依据现场条件将杆件基础设置在人行道或者机-非绿化带上，如图13、图14所示。机动车道和非机动车道单向分别配置卡口摄像机、补光装置及车辆检测设备。当车辆顺着行车方向行驶时，能够有效进行车辆前部抓拍；当车辆逆着行车方向行驶时，能够有效进行车辆尾部抓拍，这种设置方式车辆无法绕行躲避检测。

7. 车辆前部和尾部同时抓拍

这种场景下双向配置卡口摄像机、补光装置及车辆检测设备。车辆顺着行车方向行驶和逆着行车方向行驶时，都能同时进行车辆前部和尾部抓拍，这种设置方式车辆无法绕行躲避检测，具体设置如图15所示。

（四）设备配置

不同道路、不同区段交通特征不同，交通管理需求不同，应根据不同道路、不同区段，有针对性地进行设备配置。

1. 卡口摄像机

随着视频图像技术的发展，卡口摄像机更新换代速度很快，目前主流300W和900W摄像机，根据标准规范中规定的摄像机水平像素与车道数关系以及工程实践经验，300W像素摄像机监测车道最好不超过两车道（按通常3.5m车道），900W像素摄像机监测车道最好不超过四车道（按通常3.5m车道），如需采集驾驶人面部信息进行人脸识别比对，目前至少需要配置900W对应两车道或者一车道，使人脸抓拍像素达到100×100。

2. 补光装置

根据标准规范要求，卡口车辆监控系统宜采用频闪式补光装置进行环境补光，需要记录驾驶人面部信息时，日间可增加脉冲方式补光装置，并在夜间不得使用脉冲式补光装置，因此，在配置频闪式补光装置基础上，选择具有打击失驾、毒驾、关键路段等具有驾驶人面部信息需求的点位科学增设脉冲式补光装置。另外，对于环境要求较高，且对驾驶人面部信息要求比较强烈的道路，可适当选用环保相机。

3. 车辆检测设备

卡口车辆监控设备配套的车辆检测设备主要包括雷达、地感线圈和激光等，主流采用雷达或者地感线圈，地感线圈成本相对较低，但易受车辆碾压损坏，施工维护麻烦；雷达采购成本较大，低速排队情况测速效果较差，施工维护便捷，应根据实际道路环境科学进行配置。

四、应用案例

为了提高道路“打、防、管、控”的精确性，实现城市交通精准治理，武汉市在推动智能交通管理系统建设方面做了大量工作。在总结现有道路车辆智能监测记录系统前端设备建设的经验教训基础上，本着“科学布点，资源节约、精细设计、服务实战”的原则，进一步加大交通数据采集系统建设力度，提高智能卡口设施密度，为研判交通态势、打击交通违法行为打下坚实基础，如图16所示。

五、相关建议

（一）顶层规划，共建共享

协同市建委、市规划局等制定卡口车辆监控系统等智能交通管控设备建设技术指引，出台统一建设标准，推动建设部门、市交通管理部门、区县交通管理部门等按照统一标准进行建设，或者归口由一个部门负责建设工作，推动新改扩道路与卡口车辆监控设备的规划、设计、建设、验收“四同步”，促进卡口车辆监控系统等的建设，由碎片化向一体化方向发展。

（二）积极沟通，最优取电

卡口车辆监控设备的取电方式需要提前与当地供电部门沟通，根据当地实际情况确定取电的优先方式，实地选点勘察过程中取电点才能有据可循，根据以往工程经验，取电优先顺序通常为：市政公共用电，小区居民公共用电，村庄、新城区用电（偏远地区），小区物业、商业等非居民设施的专用电，工厂、医院等非居住小区的专用电等。

（三）维护及时，机制健全

根据《道路交通技术监控设备运行维护规范》，卡口车辆监控设备的使用年限为5年，每年的设备维护费用为设备价格的6%～14%，并且随着使用年限增加，维护费用逐年增加。为了保证设备正常运转，应当有充足的经费保障，并且需要建立完善的日常维护和应急维修工作机制。

六、结语

随着“情指勤督”四位一体警务机制改革的逐步落地，“情报主导勤务”对卡口车辆监控系统这一重要信息采集手段也提出了更高要求，亟需前端智慧化、科学化建设做支撑。卡口车辆监控系统前端设备的建设应当本着“科学布点、资源节约、精细设计、服务实战”的原则。推进落实情报主导警务，一方面需要前端设备的科学系统规划、精细化设计，另一方面也需要后台应用功能研发、模型构建、数据碰撞。以业务需求为根本出发点，通过前端建设与后台功能相融合，才能实现交通管理精确打击、精准防控。