交通非现场执法基于云计算网络安全治理超限超载中的关键技术应用

黄杰、刘海涛、黄峥琳

[1.中天科技（清远）有限公司，广东 清远 511500；2.广州聚杰智能称重实业有限公司，广东 广州510425]

0 引言

近年来，非现场执法治理方式已成为缓解我国公路拥堵，确保道路行车安全性以及公共交通安全性的重要方式。该治理方式主要是在智能化技术监测的基础条件下，实现对交通运输违法案件的远程记录及处理。同时，在运行过程中，能够在监测范围内，实现全天候动态化监督及跟踪控制目标。相比于传统的公路治理方式，非现场执法治理方式能够有效提升对密闭罐车速度的检测效率和精准性，更加精准地打击密闭罐车超限超载问题。此外，通过构建非现场执法系统，实现构建公路管理跨部门联动机制，可有效解决公路管理工作中执法力量薄弱等问题，推动我国公路执法工作朝更加公平及精准的方向发展。

1 相关概念

1.1 超限与超载概念

超限与超载是一对相互关联又存在显著区别的概念，在定义违法行为的执法主体及处罚标准上，均存在一定区别。超限的定义主要来自《中华人民共和国公路法》（以下简称《公路法》）、《超限运输车辆行驶公路管理规定》（以下简称《规定》）[1]。根据《公路法》第四十九条、第五十条，超限是指货物运输车辆载重超过公路工程技术标准要求，包括外形几何超限（超长、超高、超宽）和车货总质量超限，超限主要研究的是密闭罐车装载与公路两者之间的关系。超载的定义主要来自《中华人民共和国道路交通安全法》（以下简称《道交法》）。根据《道交法》第四十八条、第四十九条，超载的定义是汽车的载重超过其核定载重，还包括人员超载。超限的管理及执法主体是交通部门，在《公路法》中有明确规定；超载的管理和执法主体是公安交通管理部门，在《道交法》有明确规定。

1.2 公路交通运输超限超载概念

公路交通运输超限超载，即相关企业过于重视经济利益，采用不适当、不合理的管理方式，盲目提高车辆的运输量及运输能力，使车辆实际运输物件数量与运输质量超出相关标准限度。超限超载问题是公路交通运输中的常见问题，其容易导致重大交通事故与安全事故，造成严重的损失，甚至会威胁危害司机、乘客、其他车辆及行人的生命财产安全。此外，公路交通运输超限超载会严重破坏公路工程设施，造成各方面的损失，因此必须对此问题加以关注和重视[2]。

1.3 非现场执法概念

非现场执法在我国首先由交警部门应用在整治超速违法行为上，有别于现场执法的“现场取证，事后处理”“查处分开”的执法形式。治超非现场执法通过在公路或桥梁上设置不停车超限检测系统（主要由动态称重子系统、车辆识别子系统、车辆外廓尺寸检测子系统、视频监控子系统、信息发布指示子系统等构成），对车辆超限超载违法行为进行自动采集和自动取证，经人工分拣确认后，管理部门可按照相关法律法规进行非现场处罚。治超非现场执法为相关部门提供了强有力的治超手段。

2 设计建设密闭罐车科技治超站及非现场执法的意义

为了确保非现场执法管理系统能够平稳地运行，在执法过程中，要考虑到事故区域现场设备的安装位置、设备所面临的外部工作环境、集成电路的运行稳定性、监控方案的配套合理性等。同时，为了确保对密闭罐车的运行速度及载重质量等数据信息的动态抓取，还需要对称重设备以及速度控制设备等信息系统进行全面的管理工作，并建立起与之相配套的执法管理机制和运行办法，这对我国形成密闭罐车超限超载非现场执法工作模式有重要意义。

密闭罐车超限超载非现场执法的场外设备空间布局模式主要包括以下三种类型。

2.1 固定监测站与非现场执法工作相联动

这种方式主要通过在固定治超站的前方2km 区域内，建立一个治理超限超载的非现场执法设备点，在车流量较大的情况下，进一步帮助监测人员分担治理密闭罐车超限超载的工作量。监测设备进行初步检测之后，会对一些涉嫌超限超载的通行车辆给出预警信息，这些密闭罐车会按指示标识进入附近的固定治超站。在站内对密闭罐车的重量、长宽高进行精准测量，并最终判定密闭罐车是否存在超限超载的行为。此模式简单来说便是前期进行相应筛选，最终在站内完成后期执法操作流程。

2.2 流动治理平台与非现场执法系统联动

流动治理平台的应用转变了传统公路治理模式中大面积撒网治理的执法模式，能够配合非现场执法系统，更加精准地判断超限及超载车辆当前所处的空间位置，且能根据系统判断的定位，精准地将这些密闭罐车截获[3]。实现与警方扣押车辆动态信息共享的目标，便于在第一时间获取车辆超限超载的证据，进而及时在公路中查处超限超载的密闭罐车。

2.3 在重点路段及桥梁路段单独设置非现场执法系统

一些日常拥堵率较高的主干道及桥梁的出入口来说，均为检测超限超载密闭罐车的重要位置。因此，在这些重点位置区域，应当独立设置非现场执法系统及设备基础，以通过不停车动态检测、信息提示预警及违章处理等多种方式，实现对公路重点位置超限超载问题的综合治理。此外，对于这些重点位置固定治理站的绕行道路阶段，也可以设置非现场执法跟踪设备，以进一步解决超限超载密闭罐车绕行及逃避检测的问题。

3 基于车辆动态石英称重传感装置的称重系统

3.1 主要技术原理

一种专用于车辆动态称重的石英称重传感装置，包括箱体、芯片组件、传导组件、传感组件，在箱体上固定安装传导组件，在传导组件上固定连接传感组件。车辆的车轮经过传感装置时，车轮上的载荷压力下压传感装置，从而带动移动板在穿孔内下移，使滑杆在滑孔内纵向移动，带动活塞在活塞缸的滑腔内下移。同时，移动板能够带动连接板下移，从而使连接杆带动下压板向下移动，让凸块对石英称重传感装置进行均匀挤压，从而将车轮上的载荷力传导至石英称重传感装置芯片上，产生电荷信号。当活塞移动至滑腔底部时，收纳槽内的连接端头在第二弹簧的弹力作用下穿插在接触孔内，使得芯片反馈电荷信号经过电荷放大器与数据线相连接，从而使数据传输到数据处理终端。系统工作原理如图1、图2 所示。

图1 石英称重传感装置工作原理图

图2 轮载力载荷计算原理图

3.2 应用优势

3.2.1 提高精准度

由于密闭罐车改装情况比较普遍，且非常隐蔽，通过传感装置的波形及瞬时速度计算车辆的轴数、总重、超限量、速度、超限率，并快速对比登记信息，精确计算数值（差值2.5%）。

车辆动态称重的石英称重传感装置工作图如图3所示。使用最前沿的200m 激光测距传感装置，能够达到工业级激光测距模块精度±0.15m。采用900 万像素，抓拍密闭罐车正面、侧面、上下左右等不同角度，快速识别车辆固定轴型、轴数、轴重、车牌等。通过数据接口，将称重和测距信息准确完整地传输给数据服务器，进行对比。例如，某密闭罐车在高速收费站过磅超载10 余吨，通过治超站核定实测值59640kg（限制值48800kg），超过核定载重质量22%。

图3 车辆动态称重的石英称重传感装置工作图

3.2.2 大范围与小细节同步呈现

采用高耦合性的设计，称重、长宽高数据与抓拍图片通过同步触发机制进行匹配，数据匹配率高，可防止关联错误引起处罚纠纷。经过大量技术更新和试验，充分考虑静止和运动状态下重量数据采集，LMS 二维激光测距传感器结合新型5+1 石英式动态汽车衡，每套衡器安装六排国产石英称重传感装置和一排轨迹检测传感器，对不同轴数、不同驱动轴数车的超限标准进行单独划分，检测数据与车辆一一对应、匹配，改进称重算法，提高容错率和精度，有效地将衡器的置信度提高至99%[4]。

4 交通执法中有效治理超限超载的对策

4.1 对非现场执法系统中的数据信息进行多次审核

首先，针对所有设置非现场执法系统及相关设备的道路，都需要安排相应的计量检测人员及维护人员进行定期检测。将检测信息提交到后台备案，从而确保非现场执法系统获取的数据信息、视频资料的合法性合规性。其次，对于已经进入后台系统的合法数据，要安排专人进行多次审核，实现对数据内容的深度分析及挖掘，并根据数据信息的内部规律，设置合理的上浮系数，确保数据的真实性和有效性。最后，针对这些超限超载数据的分发问题，可以遵循差异性原则进行处理。将违规车辆的数据信息交由属地交通执法部门管理，并实现对数据的分发和共享。

4.2 建立配套的执法考核体系

执法考核体系在密闭罐车超限超载非现场执法治理系统中有重要作用。因此，必须对执法操作的全过程进行动态化监督及考核，保证最终的执法执行效果。在执法考核体系设置过程中，需要对整个执法过程的效率、案件监督的全面性、案件结果判断的准确性进行考核。设置考核标准时，需要根据不同路段的区位条件差异性，遵循具体问题具体分析的原则。尤其是针对一些曾经因超限超载引发过重大安全事故的路段，应设置重点的监测指标，并建立严格的考核评价体系。

5 应用效果评估

5.1 推进“科技治超”把保护人民生命财产安全落到实处

广东近年来科技治超数据显示，每小时检测8 万余台车辆，年平均检查车辆约为900 万辆次，卸载货物重量在120 万吨以下，未发生超载超限引发的纠纷。说明从源头抓超载超限，能够减少交通事故发生率，减少对公路的损坏，不能仅为当地人民群众造福，对我国国民经济发展也能起到积极的推动作用，对环境和不正当行业竞争治理更具深远的意义[4]。

5.2 企业在科技治超设计建设的双赢

中天科技（清远）有限公司及广州聚杰智能称重实业有限公司发明了一种基于云计算的网络安全智能监测预警管理系统和一种智能化双模无死角不停车称重检测装置的专利，发明和授权生产车辆动态称重石英称重传感装置，同时积极参与广东、四川、广西、河南、湖北、江西、陕西等治超站及非现场执法系统项目，提供设计和建设服务。通过不断提升技术改造和科技攻关能力，在不到7 年的时间里成功完成多个以科技治超为主的工程项目的设计和施工。

6 结语

综上所述，相比于传统的现场治理方式，非现场执法治理模式能够大幅度提升治理效率，且在治理过程中，能有效节约公路执法团队的人力、物力，保障执法人员在执法过程中的安全性。目前，这种非现场执法治理模式，已经在全国范围的试点中取得了理想的治理效果。下一步应进一步完善相关法律、法规与机制，规范非现场执法系统的数据审核方式，优化非现场执法的考核机制等，多措并举，提升密闭罐车超限超载运输治理水平。