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        機動車區(qū)間測速系統(tǒng)時間同步問題的探討

        2021-12-20 00:49:09陳曉娟宋詞陳豐羅兵張嵩輝
        汽車與安全 2021年10期
        關(guān)鍵詞:道路交通

        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)定的當機動車速度小于100km/h時,測速誤差應(yīng)不超過-6~0km/h和當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。

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