高速公路超速預警系統設計

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近年來，我國高速公路因超速行駛肇事的道路交通事故頻發，事故次數、死亡人數年年攀升。據交通管理部門統計，1995年～2004年10年間，由于超速行駛事故造成約10．6萬人死亡。2007年，全國因超速引發的交通事故共33487起，造成11478人死亡、36633人受傷、直接財產損失1．34億元，事故次數位列第二，而死亡人數和直接財產損失都位于首位，這些統計數據表明，不安全車速已成為誘發交通事故的主要原因之一，如何及時對超速現象進行預警，幫助駕駛員矯正超速行為，從而避免交通事故的發生已經成亟待解決的問題。

1超速預警系統總體設計

超速預警是交通安全事件預警的一種，是交通安全預警理論在超速現象中的具體應用，所以預警體系構建符合道路交通安全預警的一般流程，即：交通運行監測—事件識別—信息診斷與評價—預控對策實施。關鍵在于如何第一時間內實現監測、識別、分析違規現象并將警告信息及時給駕駛員?；诖?，構建高速公路超速預警系統如圖1所示，該系統涵蓋車輛在高速公路上行駛過程中超速監測預警、后期信息存儲、查詢的全過程，工作原理如下：

1）建立入口數據庫：高速公路每一入口對進入車輛實施信息采集，包括車型、顏色、號牌等，構造駛入高速公路入口車輛數據庫，該數據庫與監控中心及出口收費站共享。

2）現場取證：在路段上易于發生超速的地點設置雷達測速設備、抓拍控制器、攝像機、閃光燈等設備，用于車速檢測，同時捕捉超速車牌照圖片，將采集到的信息存儲至超速提醒管理機，并由超速提醒管理機進行超速分析后完成兩類信息傳輸，一是將超速車輛所處車道位置信息傳輸給交換機，二是將采集的超速車輛完整信息和拍照圖像傳輸給監控中心。

3）預警：交換機接收到超速提醒管理機傳輸的信息后，控制檢測點后一定距離的可變信息屏顯示超速信息，諸如“第二行車道超速”，對車輛進行預警，同時，監控中心對接收的信息進行車牌識別，鏈接車管所數據庫進行分類篩選，搜索車主的移動通訊方式，以移動通訊方式對駕駛員進行二次提醒。

4）后期處理：預警完成后監控中心將超速車輛相關信息傳輸給交警管理終端和各出口收費站進行備案，實現車輛駛至出口收費站時自動報警，從而對違規車輛進行處罰，并將處罰記錄傳輸給交警管理終端，對于未能在收費站完成處罰繳費的車輛，交警部門以通訊等方式通知車主進行繳費，車主均可在事后通過交警管理終端的查詢模塊進行超速事件和處理情況事后查詢。

2系統關鍵技術

超速預警系統設計由于實現了超速檢測、預警信息、后期處罰、事件查詢等超速管理工作的無縫銜接，需要多種設備集成應用，多個管理機構共同參與。因此，對信息采集的有效性、信息分析的準確性、信息傳輸的高效性具有較高要求，這也是該系統能夠良好運行的關鍵。

2．1信息采集

對超速車輛進行準確檢測并收集其信息是超速預警實現的前提，本文設計的預警系統中，為準確檢測出超速車輛，設置測速雷達和高清攝像機兩套車速檢測設備，在易于發生超速現象的路段，設置測速雷達，當有車輛通過時由測速雷達檢測出其車速并同時完成兩路信息傳輸，一是將車型、速度值、檢查地點直接傳輸給超速提醒管理機進行存儲；二是將速度值傳遞給抓拍控制器，抓拍控制器根據預設的速度閾值判定車輛是否超速，若超速，抓拍控制器將啟動抓拍命令傳遞給攝像機，則高清攝像機同時開啟閃光燈進行連續抓拍，抓拍結束后將圖片傳輸至超速提醒管理機。在整個環節中，由于采用兩套不同的設備進行超速信息采集，能夠降低單一設備的錯檢率，提高信息采集的準確性，為下一步信息的準確分析奠定基礎。

2．2超速確認

超速管理機接收到來自雷達測速儀和攝像機各自傳來的信息后，將信息按照采集時間序列分類存儲，這樣便于將雷達測速儀和攝像機采集的同一車輛信息對應起來，同時，對圖片信息進行超速確認分析，將連續拍攝圖片中的車輛位置與路上同一固定參照物進行相對位置標定，結合攝像機拍攝角度計算出兩圖片拍攝間隙車輛在路上的行駛距離，根據照片拍攝的幀間時間計算出拍攝幀間時間內的車輛平均行駛速度，并與速度閾值進行比較，判斷是否超速。為了盡可能測量出車輛行駛地點的車速，可選用小幀間差模式進行拍攝，這樣連拍的照片間車輛位移較小，與地點車速較接近。當圖片速度檢測完成后，超速提醒管理機將兩種速度檢測結果進行對比，若兩次檢測結果均為超速，則將車道信息傳輸給交換機預警，將全部信息傳輸給監控中心做進一步的車牌識別。

2．3車牌識別

整個過程中，車輛號牌的準確識別是非常重要的環節。要達到良好的識別效果，關鍵取決于兩個因素，一是抓拍的號牌圖片必須清晰，二是字符識別中選擇的算法合理可行。其中圖片清晰是字符準識別的前提，這就要求抓拍設備必須具有很高的快門速度，在車輛高速行駛條件下仍然能夠連續拍攝獲取清晰的圖像。另外，識別算法的選擇必須保證有較高的準確性和響應速度，能在較短時間內完成車牌識別，及時啟動預警方案。

2．4信息傳輸

信息傳輸是整個預警系統的重要組成部分，涉及高速公路出、入口收費站、監控中心、車管所、交警等多個管理部門，檢測設備與信息分析設備、信息設備間均需要實現大量不同類別的信息傳輸，信息傳輸方式在保證傳輸質量的前提下必須考慮容量大、傳輸距離長、速度快、抗干擾能力強等要求。為了達到這一目標，可以考慮將不同接收點的信息首先進行分類處理，信息傳輸采用有線與無線相結合的方式進行，對于數據量小，格式簡單的信息采用無線傳輸方式，數據量大、形式復雜的信息采用光纖傳輸，以提高傳輸速度。

3結束語

本文介紹高速公路超速預警系統設計及其關鍵技術，為實現超速違規檢測、預警、處罰的全過程管理模式提供設計方案，對減少高速公路超速違規，預防交通事故具有重要作用。但本文主要完成的是方案框架設計，沒有進行具體的技術問題探討，有待進一步進行研究。