利用激光透视仪检测中小客车超载解决方案

□ 文/余建平

超载的定义

在百度百科上，超载的定义是指交通运输工具的实际装载量超过核定的最大容许限度，货运超载通常是指机动车运输的货物超过货运机动车的装载能力。而超员，意思是超过定员。

现状描述

超员及超载

无论是对于货运汽车还是客运汽车，超载都是非常危险的一种行为。不但会被交通管理部门处罚，一旦发生交通事故，便极有可能造成金额巨大的财产损失，更有可能导致让人追悔莫及的群死群伤事故。

大多数情况下，超载行为都发生在大型货运或客运汽车上。为了应对运输途中高昂的过路过桥费成本，不少驾驶员都会采取超限载货、载客的方式来弥补。尤其是对于大型货车，超载使得它们的车身变得异常沉重，常常出现压坏路面、桥梁的现象，造成数额巨大的社会财产损失；另外，超载令大货车的行驶速度变慢，尤其是在爬坡时难以达到正常车速，很容易对后方车辆造成阻碍，降低道路的通行效率。

而对于客车来说，因为超员载客所导致的交通事故更是非常容易演变成重大群死群伤事件，给无数家庭造成无法弥补的伤痛。

超员的危害

危害一：会让车不稳定

超员导致车辆超出其载重量，会增加司机在行车过程中的不稳定性，使得车辆惯性加大、制动距离加长，危险性也相应增大。

危害二：容易爆胎、失控

如果严重超员，车辆极易因轮胎负荷过重、变形过大引发爆胎、突然偏驶、制动失灵、转向失控等。

危害三：让逃生和抢救变难

特别是发生交通事故、车辆自燃等意外情况时，客车超员给乘客逃生、抢救伤员带来极大困难。

危害四：更易铤而走险

超员车辆往往躲避检查，和执勤交警“捉迷藏”，不是超速行驶就是夜间行驶。

危害五：无座乘客最危险

超员的那部分乘客几乎没有任何安全设施保护，一旦发生紧急情况如车辆侧翻等，将是首先伤亡的人员。

超员的检测

对于客车超员目前大部分解决方式分为车内和车外两种类型的检测方式，分为车内检测系统和公路检测系统。

车内检测系统：是通过在客车上安装检测系统（比如客车超载监控系统等），都是利用单片机+传感器的方式，通过视频、红外、称重传感器的检测。其中，视频和红外的检测是对乘客上下车动作做的智能检测、识别等技术分析上下车的具体人数，如果超过客车预定载客量就会提示和报警。这种解决方案是对车内人数准确的监视，才能判断出是否超载，来避免交通事故的发生，从而达到防患于未然的现实意义。称重传感器的解决方案是利用视频判断乘客上车或者下车的行为，同时在车辆门口安装称重传感器从测量每个经过门口的乘客和行李的重量，根据乘客的上下车来增加或者减去乘客的重量，计算出客车的装载重量，如果超载会报警，从而实现对超载现象的控制。

公路检测系统：是在道路上修建“称重系统检测区域”，通过动态称重系统可自动检测到车辆的速度、轴重、轴数、轴距、整车重和通过时间等信息，并自动分离车辆，形成一条完整的车辆称重信息，上传至上位机系统。车辆在驶入动态称重区的同时已进入车牌识别检测区，车牌识别系统对车辆车牌进行识别，并将识别结果上传至检测站软件系统。检测站软件系统匹配上传的车辆称重数据和车辆车牌等数据，并按照超限车辆判别标准的要求设置超限限值,自动判别车辆是否超重、是否超速并显示在公路前方情报板；根据用户设置，可向外部显示设备提供提示信息。每辆车都会形成一条完整的过车信息，包括车辆速度、轴重、轴数、轴距、整车重、车牌、车速、通过时间、是否超限，并上传至分中心数据库，方便对过车记录的查找、共享和分析。

车内超载监控系统的解决方案往往都具有一定的主观性或积极性，都是在客运公司和客车司机积极配合的情况下，实现在车内安装。安装后从被动监控到主动控制，使得客车司机及乘务人员从主观上认识到超员、超载的危害，在开车前会主动检查车辆状况、座位状况、安全带状态，要求乘客必须系好安全带才上路。这样的车辆即使遇到道路上的交警或者“称重系统检测”也不会视而不见或者逃之夭夭。但是当人多车少，乘客坐车心切,加之客车司机被利益驱使的时候,客车超载成了一种普遍现象，尤其是没有安装车内超载监控系统的各类中小型客车。

据公安部交管局数据统计，2017年以来，全国共接报涉及人员伤亡的旅游客运车辆道路交通事故189起，造成 87 人死亡、377 人受伤。

分析

客车分类：客车按总体结构可分为单车和列车。单车是基本车型，按客车总重或设置座位数常分为大、中型（车长小于6m，乘坐人数大于9人且小于20人）、小型（车长小于6m，乘坐人数小于等于9人）、微型。

客车超员是引发群死群伤事故的罪恶根源，每年的重特大事故多与超员载客有关。交管部门披露，客车超员在客车发生的交通事故中，所占总量在七成以上。

中小客车的超员车辆中私家车车辆占了一定的比例，往往都是：搭个顺风车或者距离比较近，而且抱着侥幸的心理。还有就是家庭轿车是5座车坐满5名大人再抱着一个小孩，7座的SUV坐了8个人等等……

客车的超员的大多数车辆是一些我们俗称的“蓝牌车”也就是黑车，因为处于“自由、游击”状态，认为没有任何约束、监管机制而更加的变本加厉了。超员超载是客运司机直接获得最大利润的手段，在同样远的路程、油耗相差不大的情况下，多载一个乘客就多增加一份收入，但危险也由此产生。客车超员给机动车的性能、操作带来相当大危害，刹车制动方向难以控制，容易引发重大群体性伤亡事故。特别是接送上学孩子的黑面包车，本来规定也就是十个人左右，最后能装下20甚至更多个孩子的新闻报道比比皆是。

超载都是为了受到了利益的驱使，而我国对于超载的处罚力度明显还不够之外，就是监察力度和数量不够……尤其后者在我国广大乡镇、农村道路上显得更为突出。

解决方案

设计思路

虽然自上世纪九十年代以来到现今的十三五规划，我国的交通系统建设随着各类道路的建设，无论是道路交通管理、公共交通管理、高速公路管理还是出行信息服务、公交都市建设等方面都处于快速发展的状态。但是交通安全的意识的普及依然无法追赶中国司机普遍的意识欠缺，同时智能交通系统的建设也暂时不能普及建设到我国广阔疆土上的各类行政等级不同的公路（国道、省道、县道、乡道和村道）上。这就导致了各类“老司机”对以建设的各类智能交通设施的熟悉认知和准确应对操作，比如：超速行驶的遇到卡口测速系统时候减速通过后继续超速、超员车辆外贴反光膜逃避检查或者行李箱藏人、绕道行驶规避所有存在的智能交通设施（卡口或者闯红灯电子警察）的点位等。

针对本文中讨论的中小客车超员问题，有如下的解决思路。除了前面讲过的客车超载监控系统和动态称重系统外，其余的就是靠交警的现场检查：通过对车辆的行驶状态、轮胎状态来判断。但是交警的力量毕竟有限，如果使超员检测成为一种常态的检查措施，就必须具备现有智能交通系统中卡口或者电警的共性，可以以视频或其他方式直观的检测和监测到超员车辆的内部状态。

基于军品激光技术的车辆超员检测系统主要使用激光透视仪作为检测设备，该设备是依托航天科工集团国家级重点实验室和中国西南智慧交通创新中心研发孵化的产品，属于军民融合的产物。激光透视仪基于可见光/近红外成像技术，结合激光主动照明技术和玻璃透视成像技术研制。受2010年8月香港游客菲律宾遭劫持事件的影响与启发，科员人员基于成熟的可见光、近红外成像技术，结合激光主动照明技术和玻璃透视成像技术，研制生产出了“激光透视眼”警用装备，有效填补国内视频监控空白。

主要性能：1.白天，“透视眼”可以在几百米外隔空透视，入夜后，“透视眼”的视力更好，透视距离是白天的一倍以上；2.被监测对象无感知、实时高清成像、画面效果好、有效监测距离远；3.昼夜全天时远程监测，特别是对于封闭的玻璃幕墙室内或车内现场，可在400米左右远距离穿透玻璃实时监测封闭环境内的状况，并将实时视频图像传回监视器上，为事件处置决策提供相关信息。

应用领域：在公安侦查破案、特警反恐防暴、边防缉私、平安城市建设等领域都有广泛应用前景，对警方使用人员也有具体的安全操作规范要求。

系统结构

利用激光透视仪检测中小客车超员的解决方案，可使用固定式和便携式两种方式。固定式可以设计安装在高速路及国道、省道等车流量大的地方；便携式设备主要在一些不具备安装条件的点位，以及临时的、短期的检查。

超载系统配合卡口系统建设，并与卡口系统形成有机的整体完成各类功能检测。系统设计时，前端系统可以一同设计。

系统构成

超载系统主要是安装在路侧，对车辆侧面进行检测，卡口系统可以对车辆前、后端进行检测。前端示意图如图1。

▲图1

系统流程（如图2）

▲图2

行驶车辆进入到系统检测区域后，同时触发卡口系统检测和超载系统进行检测。超载系统从车辆两侧对车型和车辆内部进行检测，查看并记录车辆内部情况，通过系统合成图片后，对常规物品和人数以及人脸进行识别。并判断人数是否和座位数量相符，车内物品是否符合正常规定等。如果发现人数或者物品违规现场和后端都可进行报警提示，结合卡口系统对车辆前端的抓拍合成取证信息，通知进行拦截检查。

系统功能

l 超载检测功能

具有非接触性和非干涉性，可在400米外穿透玻璃帷幕等透光障碍，回传实时画面，全时监测封闭环境内的活动状况。

图像提取：可以对单幅图片或者视频流两种形式进行识别，视频流可以分解成一系列的单幅图片，选择有利于识别的图像进行处理。

场景分类：对复杂场景检测时检测多个目标，并精确区分机动车/二轮车/三轮车/行人，分割出完整的目标车辆。

轮廓识别：对所得到的车辆图像进行图像对比度增强和二值化等处理，得到一幅完整的车辆轮廓图像。

车型/车款/车身颜色识别：根据车辆轮廓的结果匹配度车辆，并根据人工智能深度学习的算法计算得出，系统可以根据结果进行车型鉴定。

车辆分类：识别车辆的结果进行车辆分类，包含车型、车子品牌、车年款，同时通过平台合一了解更全面的车辆的资料，显示车辆正常载客数量。车辆类型特征识别，包括：轿车、越野车（SUV）、商务车、小型货车、大型货车、轻客、小型客车、大型客车、微型面包车、皮卡等车辆类型。对提交的图片中的车辆进行车辆类型的识别，以判断其为轿车、越野车（SUV）、商务车、小型货车、大型货车、轻客、小型客车、大型客车、微型面包车、皮卡等。

人头检测：图像预处理（上述图像对比度增强、二值化变换）后对人脸的正面和侧脸进行定位（包括：粗定位、精准定位、特征定位等等），同时特征提取和识别。

物品检测：对旅客行李物品之外的物品进行检测，对于超大、超高、超长的物品进行判别。

● 卡口相关功能

车辆捕获功能

车辆图像记录功能

车型判别功能

图片、视频防篡改功能

全天候高清成像

支持超速抓拍模式

系统效果

利用此方式检查、监测中小客车超员、超载，不仅可以进行精准的检测和记录，还可以通过图片合成技术将原始的检测抓拍图片形成有效的追责依据。

中小客车超员检测系统的设计，并不是通过高科技手段“窥探”车内的隐私，而是希望借助科技的力量，在检查、检测出超员行为的同时予以纠正，避免不幸的事故的发生。同时也希望每一位客运司机（客车驾驶人）以安全为纲，严格落实安全主体责任，加强对客运车辆的性能维护和运行监管，加强对自身（客车驾驶人）的教育管理，切勿为了短时利益而超员载客；更希望每一位客车驾驶人严格遵守交通法规，不要超员载客。