陳曉娟 宋詞 陳豐 羅兵 張嵩輝

摘 要：時間同步是機動車區(qū)間測速系統(tǒng)中影響車輛平均速度實時精準的指標。在實際運行中，常常因此項參數(shù)出現(xiàn)偏差而導(dǎo)致區(qū)間測速系統(tǒng)測速準確度難以做到實時精準。本文結(jié)合實踐，針對實測多套機動車區(qū)間測速系統(tǒng)的時間同步問題展開探討。

關(guān)鍵詞：道路交通；區(qū)間測速；時間同步；實時精準；校時

1機動車區(qū)間測速系統(tǒng)的原理

其中：v為車輛行駛的平均速度，單位為km/h；L為測速區(qū)間距離，單位為m；t1為車輛進入測速區(qū)間的時間，t2為車輛離開測速區(qū)間的時間，t1、t2 的單位為s。

測速區(qū)間距離和車輛行駛通過的時間這兩個參數(shù)的準確度直接影響所測車輛平均速度的準確度，故須依據(jù)《機動車區(qū)間測速技術(shù)規(guī)范》（GA/T 959-2011），對機動車區(qū)間測速系統(tǒng)進行專業(yè)檢測，確定系統(tǒng)測速區(qū)間的長度值、車輛行駛通過測速區(qū)間的時間。當(dāng)起點和終點位置不變時，區(qū)間距離只須在首次檢測時測量即可。因此，影響車輛平均速度的主要因素為機動車通過測速區(qū)間的行駛時間，即t2-t1。區(qū)間測速原理如圖1：

2機動車區(qū)間測速系統(tǒng)時間同步涉及的標準規(guī)范

時間同步是機動車區(qū)間測速系統(tǒng)的核心指標之一，需要滿足行業(yè)標準《機動車區(qū)間測速技術(shù)規(guī)范》（GA/T 959-2011）中第5.4時鐘同步要求“具有與北京時間同步的功能”和第5.11誤差要求“b）24h內(nèi)計時誤差不得超過1.0s”[1]。區(qū)間測速系統(tǒng)時鐘同步的目的有兩個：一是獲得記錄拍攝車輛圖片的準確時間并疊加顯示在圖片上；二是保證車輛進出測速區(qū)間的時間準確無誤。為此，區(qū)間測速系統(tǒng)時鐘同步不僅要保證區(qū)間測速系統(tǒng)時間與北京時間同步，還要保證系統(tǒng)內(nèi)區(qū)間測速起點和終點監(jiān)控設(shè)備時鐘同步，這樣才能確保抓拍的車輛平均速度實時精準。

3 機動車區(qū)間測速系統(tǒng)有關(guān)時間同步遇到的實際問題

據(jù)對2018年以來江西省范圍內(nèi)經(jīng)專業(yè)機構(gòu)檢測的62套道路區(qū)間測速系統(tǒng)問題統(tǒng)計情況看，存在時間同步問題的系統(tǒng)有22套，占檢測總數(shù)的35.5%。專業(yè)機構(gòu)現(xiàn)場時間同步檢測采用的方法為：檢查區(qū)間測速系統(tǒng)是否具有與北京時間同步的功能，用標準速度儀上的UTC時間減去8小時為北京時間。檢測中發(fā)現(xiàn)涉及時間同步的問題有以下幾種情況：

情況一：交通指揮中心的校時服務(wù)器對區(qū)間測速攝像機進行時間同步，施工單位采用的是軟件校時方式來進行時間同步，設(shè)定同步周期為24小時。檢測的結(jié)果為系統(tǒng)平均速度大于標準速度或者小于標準速度，且超出了《機動車測速儀》GB/T 21255規(guī)定的當(dāng)機動車速度小于100km/h時，測速誤差應(yīng)不超過-6～0km/h和當(dāng)機動車速度大于或等于100km/h時，測速誤差應(yīng)不超過機動車速度的-6%～0%[2]。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)是因為區(qū)間測速起點攝像機和終點攝像機的時間不同步，攝像機在一個同步周期內(nèi)會產(chǎn)生時間偏差，導(dǎo)致車輛區(qū)間平均速度的偏差。

解決方法：因為目前常用的區(qū)間測速系統(tǒng)均采用NTP時間同步的方式。NTP用于分布式時間服務(wù)器和客戶端之間進行時間同步，它是一個跨越廣域網(wǎng)或局域網(wǎng)的復(fù)雜時間同步協(xié)議，通?？蛇M行毫秒級同步。其工作原理是客戶端定期的發(fā)送查詢請求給服務(wù)器，服務(wù)器收到請求后再發(fā)送時間報文給客戶端，從而得到時間的同步[3]。NTP協(xié)議在應(yīng)用時為了簡單，可以屏蔽認證機制，在這種情況下，對網(wǎng)絡(luò)的資源占用很小，且抓拍攝像機在進行時間同步時需要時間很短，對正常工作沒有影響。所以縮短系統(tǒng)時鐘同步校準周期（建議校準周期設(shè)置在5min內(nèi)），能縮短攝像機在一個同步周期內(nèi)會產(chǎn)生時間的偏差，從而解決導(dǎo)致車輛區(qū)間平均速度偏差的問題。

情況二：區(qū)間測速系統(tǒng)中攝像機長時間斷電重啟造成車輛速度值偏差很大，經(jīng)分析后發(fā)現(xiàn)該臺攝像機通電重啟時還未到系統(tǒng)原設(shè)定的時鐘同步周期點，導(dǎo)致測速區(qū)間進口抓拍和出口抓拍攝像機時鐘時間不在同一個時間同步周期內(nèi)，所以時間出現(xiàn)偏差和不同步，造成車輛速度值偏差很大。例如，測速區(qū)間進口抓拍攝像機時間快于測速區(qū)間出口抓拍攝像機時，在區(qū)間測速系統(tǒng)中會造成車輛通過區(qū)間的用時變小，根據(jù)速度計算公式可得區(qū)間測速系統(tǒng)判定車輛速度值變大。反之測速區(qū)間進口抓拍攝像機時間慢于測速區(qū)間出口抓拍攝像機時，在區(qū)間測速系統(tǒng)中會造成車輛通過區(qū)間的用時變大，導(dǎo)致區(qū)間測速系統(tǒng)判定車輛速度值變小。

解決方法：修改抓拍像機中的應(yīng)用軟件程序，當(dāng)攝像機出現(xiàn)重啟時必須先與后臺服務(wù)器做時鐘同步校時后再進行正常抓拍，或者在與后臺服務(wù)器做時鐘同步之前的抓拍數(shù)據(jù)舍棄。如在無法修改抓拍像機中的應(yīng)用軟件程序的情況下，可調(diào)小校時周期（1min～10min），降低出現(xiàn)該問題的時間。

情況三：區(qū)間測速設(shè)備校時服務(wù)器不是使用同一個校時，在實測的62套區(qū)間測速系統(tǒng)中，這類問題在早期的時候出現(xiàn)比較多，尤期是高速公路區(qū)間測速系統(tǒng)，有的區(qū)間測速系統(tǒng)橫跨兩個交警大隊，而他們又有自己各自的校時服務(wù)器，相當(dāng)于一套區(qū)間測速系統(tǒng)中的幾臺設(shè)備終端分別和不同的校時服務(wù)器進行校時，造成設(shè)備校時系統(tǒng)復(fù)雜、混亂，校時周期以及校時服務(wù)器本身之間很難做到一致，最終導(dǎo)致各抓拍設(shè)備時間不同步的問題。

解決方法：讓所有設(shè)備都只與同一個校時服務(wù)器校時，確保所有設(shè)備時間同步。

情況四：前端攝像機與校時服務(wù)器長時間斷網(wǎng)，但起點攝像機、終點攝像機與前端服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)是聯(lián)通的，系統(tǒng)還能對區(qū)間通行的超速車輛進行抓拍，但抓拍的車輛平均速度會出現(xiàn)偏差。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)是測速區(qū)間進口抓拍和出口抓拍攝像機不能與校時服務(wù)器做時鐘同步，導(dǎo)致攝像機時鐘出現(xiàn)偏差，造成抓拍的車輛速度值偏差。

解決方法：建議修改抓拍攝像機和終端服務(wù)器中的應(yīng)用軟件程序，當(dāng)攝像機出現(xiàn)長時間無法與后臺服務(wù)器做時鐘同步的情況下，終端服務(wù)器應(yīng)當(dāng)舍去在無法進行時鐘同步期間所抓拍的數(shù)據(jù)，以確保抓拍的車輛平均速度準確無誤。

情況五：系統(tǒng)采集的車輛車速與車輛實際平均速度偏差較大檢測中發(fā)現(xiàn)測試車輛每次以大致相同的平均速度經(jīng)過該區(qū)間，與系統(tǒng)內(nèi)記錄的速度值偏差很大。調(diào)整系統(tǒng)后臺距離參數(shù)后，問題還是存在且無規(guī)律性。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)原因為時間同步程序運行過程中遺漏個別前端子系統(tǒng)，（按時間同步程序設(shè)定的步驟，前端子系統(tǒng)時鐘時間與服務(wù)器時鐘時間不一致時則把前端子系統(tǒng)時鐘時間更正為服務(wù)器時鐘時間）。檢查引起車速偏差較大的子系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)其時鐘時間與服務(wù)器時鐘時間不一致，所以檢測系統(tǒng)測出的平均速度值偏差較大。

解決辦法：對同步周期程序進行修改，每個攝像機與服務(wù)器比對時鐘時間后都對服務(wù)器發(fā)送一個反饋信號，避免遺漏。

4機動車區(qū)間測速系統(tǒng)時間同步對抓拍平均速度的影響

下面以測速區(qū)間距離5km、限速80km/h的國道為例，計算時間同步及誤差對區(qū)間測速系統(tǒng)抓拍的車輛平均速度的影響，詳見表1。

5結(jié)束語

機動車行駛速度管理是日常交通安全管理工作的一項重要內(nèi)容，機動車區(qū)間測速系統(tǒng)作為目前高速公路、國省道等道路常用的測速系統(tǒng)之一，非常有必要探討其工作運行的穩(wěn)定性、準確性、可靠性。筆者結(jié)合工作實踐，總結(jié)分析了區(qū)間測速系統(tǒng)在專業(yè)檢測及測試中時間同步存在的問題，提出了相應(yīng)的對策，舉例說明了時間同步對區(qū)間測速系統(tǒng)抓拍車輛平均速度的影響，指出其影響和存在的問題均為區(qū)間測速系統(tǒng)時間同步的設(shè)置不當(dāng)所致，且這些問題均為軟故障。表面上系統(tǒng)錄入的區(qū)間長度準確，車輛平均速度的算法無誤，但由于時鐘同步這一不引人注意的參數(shù)出現(xiàn)偏差導(dǎo)致區(qū)間測速系統(tǒng)測速準確度難以做到實時精準。而這類問題僅憑肉眼無法識別、容易被忽略，只有通過專業(yè)檢測才能發(fā)現(xiàn)此類軟故障，從而提出有針對性的系統(tǒng)升級改造措施，確保區(qū)間測速系統(tǒng)抓拍取證規(guī)范、準確、可信。

參考文獻

[1]公安部道路交通管理標準化技術(shù)委員會.機動車區(qū)間測速技術(shù)規(guī)范：GA/T 959-2011[S].北京：中國標準出版社，2011.

[2] 中華人民共和國公安部.機動車測速儀：GB/ T21255-2019[S]北京：中國標準出版社，2019.

[3] 張旭博，黃河，廖章梁 . NTP 協(xié)議安全分析 [J].通信技術(shù)，2020，53.

延伸閱讀

為保證區(qū)間測速違法行為取證有效，除本文提到的時間同步問題外，還應(yīng)設(shè)置配套的標志、違法信息項的采集。

一、關(guān)于區(qū)間測速配套標志，根據(jù)《機動車區(qū)間測速技術(shù)規(guī)范》GA/T 959-2011的要求，實施區(qū)間測速的路段應(yīng)在起點前方200m～1000m處設(shè)置預(yù)告標志，并在起點和終點分別設(shè)置起點標志和終點標志[1]。機動車區(qū)間測速告知標志與限制速度標志配合使用。機動車區(qū)間測速告知標志的樣式參照《機動車區(qū)間測速技術(shù)規(guī)范》GA/T 959-2011附錄A。標志中漢字高度與尺寸按《道路交通標志和標線 第2部分：道路交通的標志》GB 5768.2-2009的3.7.2和3.7.7的要求，得出下表：

限制速度標志屬于禁令標志的一種，按照《道路交通標志和標線 第2部分：道路交通的標志》GB 5768.2-2009的表7的要求如下：

二、關(guān)于區(qū)間測速違法信息項，根據(jù)《機動車區(qū)間測速技術(shù)規(guī)范》GA/T 959-2011的要求違法合成圖片疊加應(yīng)包括：號牌號碼、 號牌種類、 車輛類型、駛?cè)霑r間、 駛出時間、 違法地點、 違法行為、 平均速度、 限速值、 區(qū)間編號、 區(qū)間名稱、 區(qū)間距離、設(shè)備編號、 防偽碼、 測速方向。