淺談交通安全智能檢查站系統的研發

郭靜

摘 要：隨著計算機技術、通信技術、自動化技術的發展，信息化已成為當今世界經濟和社會發展的大趨勢，信息化水平也是衡量一個地區現代化發展水平的重要標志。公路客運車輛、危化品運輸車輛、校車由于承載的主體具有特殊性，其安全問題一直是社會關注的焦點，更是交通安全源頭監管的重中之重，被稱之為需強化管理的重點車輛。加強對這些重點車輛的管控，是遏制重特大道路交通事故的有效手段，也是交警部門面臨的重大課題之一。該系統采用車輛固有信息自動識別，與實際情況進行銜接，真實有效，車輛智能提醒防止車輛漏檢，并可以實現任意車輛查驗，減少了現場民警的勞動負擔。通過查驗與取證結合，還可與PGIS及卡口系統對接實現進一步的緝查布控，具有較大的社會意義和推廣價值。

關鍵詞：智能檢查站 交通安全 車載智能提示 智能查驗

中圖分類號：U495 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（a）-0021-02

1 項目背景

根據近年來的統計，公路客運車輛、危化品運輸車輛、校車由于它承載主體的特殊性，被稱之為需強化管理的重點車輛。目前，交管系統針對重點車輛的監管采用了多種手段，建立起了統一的重點車輛監管平臺。通過車管部門聯系轄區運輸企業落實主體責任；通過秩序部門路面執勤結合卡口、緝查布控等系統基本實現了重點車輛監管的覆蓋。由于運輸行為時間長、范圍廣，涉及企業人員眾多，交管系統的警力有限，影響了監管效果的進一步發揮。交管業務管理平臺、卡口系統、緝查布控系統的建立極大的減輕了交警的勞動強度，提高了執法有效性。針對重點車輛管理也先后采用過“信息卡”、“管理軟件”等方式，起到了一定效果。

2 項目目標

在現有車輛檢查站和相關信息系統基礎上，開發重點車輛查驗系統。通過信息系統將車輛、檢查站、支隊以及相關信息系統結合起來，實現重點車輛查驗的無縫銜接和智能查驗。

2.1 提高查驗工作的針對性、準確性、有效性

實現車輛信息、駕駛人信息的自動識別、自動調取、重點提示報警以及后臺綜合分析。并通過和卡口系統、緝查布控系統、車駕系統的實時銜接從而有效提高查驗工作的針對性、準確性和有效性。

2.2 規范重點車輛安全行駛

通過車輛行駛過程智能提醒、行為監管等措施實現重點車輛的安全駕駛。

2.3 規范民警查驗流程，提高工作效率，降低工作強度

通過智能設備以及后臺綜合信息系統，提高民警的工作效率，降低民警的工作強度。

該系統由于綜合采用多種智能識別分析技術，將改變原有的工作流程及模塊，該系統使用后各部分工作流程將有如下變化：（1）重點車輛駕駛人，在駕駛過程中，臨近檢查站系統自動提示需進站檢測。在駕駛過程中，自動提示道路限速以及危險道路情況在駕駛過程中，分析連續行駛里程，提示疲勞駕駛等信息。在駕駛過程中，記錄檢查站進站次數及經過次數等信息。（2）查驗民警，車輛進站后，系統自動識別車輛號牌及駕駛證信息，提取相關重點查驗數據。民警依據系統提示數據進行核對及查驗。民警在系統中確認后放行，否則記錄查扣數據。（3）支隊管理人員，實時統計查詢各查驗點的車輛查驗情況；分析車輛行駛軌跡及進行區間測速；統計民警工作情況；智能分析未進入查驗點的重點車輛及緝查布控重點車輛。

3 項目內容

系統包括車載智能提示儀、智能查驗站以及智能查驗系統三部分組成。通過車上的駕駛行為智能提示、檢查站的智能取證和數據自動提取以及平臺的數據綜合統計分析，實現重點車輛的平臺化整體監管。

3.1 車載智能提示儀

車載智能提示儀采用ARM系統，結合RFID技術和北斗/GNSS定位技術，實現重點車輛駕駛行為的提示和監管見圖1。

3.2 智能檢查站

智能檢查站通過車牌智能、駕駛證的智能識別，調取車輛、駕駛人、違法、緝查布控以及卡口等相關數據，提示查驗民警查驗重點，保證有效查驗，見圖2。

3.3 智能查驗系統

智能查驗系統是相關數據的交換中心，也是查驗系統的分析核心。該部分綜合車輛、查驗站以及車駕違法，緝查布控以及卡口等數據，實現重點車輛行駛行為的分析與監管。為執法、教育以及規范運輸企業起到數據支撐作用，見圖3。

4 關鍵技術難點與創新點

由于系統涉及車輛檢查站以及支隊管理部分，技術涉及智能識別、微功耗計算、大規模數據分析以及異構系統互聯等技術。作為交通安全智能檢查站系統，其采用技術有ARM技術和北斗定位技術，在該項目執行過程中可能遇到如下技術難點。

4.1 ARM技術

ARM嵌入式處理器是一種32位高性能、低功耗的RISC芯片，ARM微處理器一般都具有體積小、功耗低、成本低、性能高、速度快的特點，目前ARM芯片廣泛應用于工業控制、無線通信、網絡產品、消費類電子產品、安全產品等領域，如交換機、路由器、數控設備、機頂盒、STB及智能卡都采用了ARM技術，并在將來取得更廣泛的應用。ARM處理器的優勢對于如今大量出現的32位嵌入式應用，ARM處理器的優勢主要有以下幾個方面。

（1）高性能、低功耗、低價格。把ARM處理器的性能拿來和一些有名的通用處理器（如Pentium）相比是不合適的，因為他們各自針對的應用需求是不同的。ARM針對嵌入式應用，在滿足性能要求的前提下，力求最低的功率消耗。ARM結構的優點是能兼顧到性能、功耗、代碼密度、價格等幾個方面，而且做得比較均衡。在性能/功耗比（MIPS/W）方面，ARM處理器具有業界領先的性能。基于ARM核的芯片價格也很低，目前armCortexM的芯片價格可低至10元人民幣左右。

（2）豐富的可選擇芯片ARM只是一個核，ARM公司自己不生產芯片，采用授權方式給半導體生產商。目前，全球幾乎所有的半導體廠家都向ARM公司購買了各種ARM核，配上多種不同的控制器（如LCD控制器、SDRAM控制器、DMA控制器等）和外設、接口，生產各種基于ARM核的芯片。目前，基于ARM核的各種處理器型號有好幾百種，用戶可以根據各自的應用需求，從性能、功能等方面考察，在許多具體型號中選擇最合適的芯片來設計自己的應用系統。由于ARM核采用向上兼容的指令系統，用戶開發的軟件可以非常方便地移植到更高的ARM平臺。endprint

（3）廣泛的第三方支持。因為現在許多產品的開發，不是一個簡單的處理器加幾百條指令、語句就可以解決的，要用到32位處理器，一般都要有編譯器、高效的開發工具（仿真器及調試環境）、操作系統、協議等，這些東西都不是一個芯片生產商可以解決的，需要許多第三方的支持。用戶采用ARM處理器開發產品，既可以獲得廣泛的支持，也便于和同行交流，加快開發進度，縮短產品的上市時間。

（4）完整的產品線和發展規劃ARM核根據不同應用需求對處理器的性能要求，有一個從ARM7、ARM9到ARM10、ARM11，以及新定義的CortexM/R/A系列完整的產品線。

4.2 北斗/GNSS定位

北斗導航系統是覆蓋中國本土的區域導航系統。覆蓋范圍東經約70～140°，北緯5～55°。GPS是覆蓋全球的全天候導航系統，能夠確保地球上任何地點、任何時間能同時觀測到6～9顆衛星。

北斗導航系統是在地球赤道平面上設置2顆地球同步衛星，衛星的赤道角距約60°。GPS是在6個軌道平面上設置24顆衛星，軌道赤道傾角55°，軌道面赤道角距60°。GPS導航衛星軌道為準同步軌道，繞地球一周11h58min。

北斗導航系統是主動式雙向測距二維導航。地面中心控制系統解算，供用戶三維定位數據。GPS是被動式偽碼單向測距三維導航。由用戶設備獨立解算自己三維定位數據。“北斗一號”的這種工作原理帶來兩個方面的問題，一是用戶定位的同時失去了無線電隱蔽性，這在軍事上相當不利；另一方面由于設備必須包含發射機，因此在體積、重量上、價格和功耗方面處于不利的地位。

北斗導航系統三維定位精度約幾十米，授時精度約100ns。GPS三維定位精度P碼目前已由16m提高到6m，C/A碼目前已由25～100m提高到12m，授時精度目前約20ns。

北斗導航系統由于是主動雙向測距的詢問--應答系統，用戶設備與地球同步衛星之間不僅要接收地面中心控制系統的詢問信號，還要求用戶設備向同步衛星發射應答信號，這樣，系統的用戶容量取決于用戶允許的信道阻塞率、詢問信號速率和用戶的響應頻率。因此，北斗導航系統的用戶設備容量是有限的。GPS是單向測距系統，用戶設備只要接收導航衛星發出的導航電文即可進行測距定位，因此GPS的用戶設備容量是無限的。

該系統充分應用ARM處理器的優勢和北斗定位技術優勢實現系統所需要的功能，這也是系統創新點所在。

5 結語

該系統通過一個平臺以地理信息為切入點，將卡口、電子警察、信號燈、誘導屏、警員、警車、車輛駕駛人信息、事故信息、違法信息、緝查布控信息等分散在不同系統的信息進行共享互通，并根據業務需要進行分析處理及指揮調度，從而提高整體的交通智能化水平。

參考文獻

[1] 斯洛斯等著，沈建華譯.ARM嵌入式系統開發：軟件設計與優化[M].北京：北京航天航空大學出版社，2005.

[2] 陸淵章.ARM嵌入式系統基礎與項目開發技術[M].北京：電子工業出版社，2014.

[3] 楊拴昌.2013-2014年中國北斗導航產業發展[M].北京：人民出版社，2014.

[4] 隋亞剛.城市智能交通控制理論與應用[M].北京：水利水電出版社，2011.endprint