瞬时测速与区间测速关系,连续区间测速

陈晓娟陈辞罗锋张兵宋会

摘要:在机动车区间测速系统中，时间同步是影响平均车速实时精度的一个指标。在实际运行中，这一参数的偏差往往导致区间测速系统难以实时准确。结合实践，对多套机动车区间测速系统的时间同步进行了探讨。

关键词:道路交通；区间速度测量；时间同步；实时准确性；时机

1机动车区间测速系统原理

式中:V为车辆的平均速度，单位为千米/小时；l为测速区间的距离，单位为m；T1为车辆进入测速区间的时间，t2为车辆离开测速区间的时间，t1和t2的单位为s。

车辆的间隔距离和通过时间这两个参数的准确性直接影响到车辆平均速度测量的准确性。因此，根据《车辆区间测速技术规范》(GA/T 959-2011)，车辆区间测速系统应进行专业测试，以确定系统测速区间的长度和车辆的通过时间。当起点和终点不变时，只能在第一次测试时测量间隔距离。因此，影响车辆平均速度的主要因素是机动车通过测速区间的行驶时间，即t2-t1。区间测速原理如图1所示:

机动车区间速度测量系统时间同步的标准规范

时间同步是机动车区间测速系统的核心指标之一，需要满足行业标准《机动车区间测速技术规范》(GA/T 959-2011) [1]中5.4时钟同步要求“具有与北京时间同步的功能”和5.11误差要求“b)b)24h内的计时误差不应超过1.0s”。区间测速系统的时钟同步有两个目的:一是获取记录拍摄车辆图片的准确时间并叠加在图片上；二是保证车辆进出测速区的时间准确。因此，区间测速系统的时钟同步不仅要保证区间测速系统的时间与北京时间同步，还要保证系统内区间测速起点和终点的监控设备的时钟同步，以保证抓拍的车辆平均速度的实时准确性。

3机动车区间测速系统时间同步中遇到的实际问题

据2018年以来江西省专业机构检测的62套道路区间测速系统统计，有22套系统存在时间同步问题，占检测总数的35.5%。专业现场时间同步检测采用的方法是:检查区间测速系统是否具有与北京时间同步的功能，将标准速度表上的UTC时间减去8小时作为北京时间。检测中发现的与时间同步相关的问题如下:

情况1:交通指挥中心的定时服务器同步区间速度摄像机的时间。建设单位采用软件计时方式进行时间同步，同步周期设定为24小时。测试结果表明，该系统的平均车速高于标准车速或低于标准车速，超过了GB/T 21255《机动车车速表》的要求。当机动车速度小于100km/h时，测速误差不应超过-6 ~ 0 km/h，当机动车速度大于或等于100km/h时，测速误差不应超过-6% ~ 0% [2]。经过分析发现，区间测速的起始摄像头和结束摄像头时间不同步，在一个同步周期内摄像头会有时间偏差，导致车辆区间平均速度的偏差。

解决方案:目前常用的区间测速系统都采用NTP时间同步。NTP用于分布式时间服务器和客户端之间的时间同步。它是跨广域网或局域网的复杂时间同步协议，通常可以执行毫秒级同步。其工作原理是客户端定时向服务器发送查询请求，服务器收到请求后向客户端发送时间消息，从而得到时间同步[3]。NTP可以屏蔽认证机制，因为它在应用上很简单。这种情况下，网络资源很少，抓拍摄像头同步时间所需时间很短，对正常工作没有影响。因此，缩短系统时钟的同步校准周期(建议将校准周期设置在5min以内)可以缩短摄像机在一个同步周期内的时间偏差，从而解决车辆间平均速度偏差的问题。

情况二:区间测速系统中，摄像头长时间断电重启，导致车速值偏差较大。经分析发现，该摄像头在开机重启时未达到系统原先设定的时钟同步周期点，导致测速区间入口抓拍摄像头和出口抓拍摄像头的时钟时间不在同一个时间同步周期内，时间出现偏差，不同步，导致车速值偏差较大。例如，当测速区间入口处的抓拍相机时间快于测速区间出口处的抓拍相机时间时，在区间测速系统中，车辆通过区间的时间会减少。根据速度计算公式，区间测速系统可以确定车速值将增加。相反，当测速区间入口处的抓拍相机时间比测速区间出口处的抓拍相机慢时，区间测速系统中车辆通过区间的时间会增加，从而导致区间测速系统确定的车速值降低。

解决方案:修改捕获摄像机中的应用软件程序。摄像机重启后，必须与后台服务器同步后才能正常抓拍，否则与后台服务器时钟同步前的抓拍数据会被丢弃。如果不能修改snap相机中的应用软件程序，可以调整校准周期(1 min ~ 10 min)来减少这个问题的时间。

情况三:区间测速设备的时间服务器不使用同一时间。在实测的62套区间测速系统中，前期就出现了这类问题，尤其是高速公路区间测速系统。有些区间测速系统横跨两个交警大队，有自己的时间服务器，相当于一套区间测速系统中的几个设备终端分别用不同的时间服务器校准时间，造成设备计时系统复杂混乱，计时周期和

解决方案:让所有设备与同一个时间服务器同步时间，保证所有设备的时间同步。

情况四:前端摄像头长时间与学校服务器断开连接，但起始摄像头和结束摄像头的网络与前端服务器连接。该系统还可以抓拍通过区间的超速车辆，但抓拍的车辆平均速度会有偏差。通过分析发现，测速路段出入口的摄像头无法与学校服务器的时钟同步，导致摄像头时钟出现偏差，抓拍的车速值出现偏差。

解决方案:建议修改抓拍相机和终端服务器中的应用软件程序。当摄像头长时间无法与后台服务器同步时，终端服务器应丢弃时钟同步失败期间的抓拍数据，以确保抓拍的车辆平均速度准确。

情况五:系统采集的车速与车辆实际平均速度偏差较大。发现测试车辆每次以大致相同的平均速度通过该路段，与系统记录的速度值偏差较大。调整系统的背景距离参数后，问题依然存在，没有规律性。经过分析，发现原因是时间同步程序运行过程中遗漏了部分前端子系统(根据时间同步程序设置的步骤，如果前端子系统的时钟时间与服务器时钟时间不一致，前端子系统的时钟时间将被校正为服务器时钟时间)。检查导致车速偏差较大的子系统，发现其时钟时间与服务器时钟时间不一致，因此检测系统测得的平均车速值偏差较大。

解决方法:修改同步周期程序，每个摄像头与服务器比较时钟时间后向服务器发送反馈信号，避免遗漏。

4机动车区间测速系统时间同步对平均捕获速度的影响。

以下面这条距离5km，限速80km/h的国道为例，计算时间同步和误差对区间测速系统抓拍的车辆平均速度的影响。详情见表1。

5结束语

机动车速度管理是日常交通安全管理的重要组成部分。作为高速公路、国道和省道上常用的测速系统之一，对其稳定性、准确性和可靠性进行探讨是非常必要的。结合工作实践，总结分析了专业检测中区间测速系统时间同步存在的问题，提出了相应的对策，举例说明了时间同步对区间测速系统捕获车辆平均速度的影响，指出其影响和存在的问题都是区间测速系统时间同步设置不当造成的，这些问题都是软故障。地面系统输入的区间长度准确，平均车速的算法正确。然而，由于时钟同步偏差这一不引人注目的参数，区间测速系统很难达到实时精度。但这类问题肉眼无法识别，容易被忽视。只有通过专业测试才能发现这样的软故障。因此，有针对性地提出了系统升级措施，以确保区间测速系统的采集取证规范、准确、可信。

参考

[1]公安部道路交通管理标准化技术委员会。车辆区间测速技术规范:GA/T 959-2011[S]。北京:中国标准出版社，2011。

[2]中华人民共和国公安部。机动车车速表:GB/ T21255-2019[S]北京:中国标准出版社，2019。

[3]张，黄何，廖.NTP协议的安全性分析[J].通信技术，2020，53。

阅读延伸

为了保证区间测速违法行为的有效取证，除了本文提到的时间同步外，还应设置配套标志，采集违法信息项。

1.关于区间测速的配套标志，根据《机动车区间测速技术规范》GA/T 959-2011的要求，实施区间测速的路段应在起点前方200m~1000m处设置警示标志，起点标志和终点标志应分别设置在起点和终点处[1]。机动车区间测速警示标志与限速标志配合使用。机动车区间测速告示牌样式见GA/T 959-2011《机动车区间测速技术规范》附录A。根据《道路交通标志和标线第2部分:道路交通标志》(GB 5768.2-2009)中3.7.2和3.7.7的要求，标志中汉字的高度和尺寸如下: