公路非现场执法治超工程建设的运营体系研究及应用

朱志方

(福建省交通科研院有限公司，福州 350000)

近年来，随着政府还贷二级公路取消收费、机动车保有量快速增长、国省道通行条件改善等因素影响，我省境内普通国省道车辆通行量持续增大， 且大部分为重型载货车辆，对国省道公路桥梁、路面造成损坏，公路养护成本居高不下和道路交通安全隐患问题更加突出。 根据国家和省交通运输厅关于加强道路交通安全和迎接2020年交通运输部国省干线检查的工作部署和要求， 为进一步改善和提升我省普通国省道通行条件和安全保障能力，预防和减少道路交通安全事故，更有效地保障群众交通出行安全，势必要加大超限超载治理力度、全力推进技术监控系统建设。

经过多年的发展和努力， 南平市初步建立了交通公安联合治超为依托， 以固定检测和交警流动稽查相结合的治超路面监控体系，但是由于公路路网较为发达，存在重在车辆绕行现象，为了继续巩固和扩大治超成效，采用公路科技治超， 通过技术手段实现对全路网违法超限超载行为的全时段监控与自动化取证， 将有效延伸管理的范围，缓和执法力量不足的矛盾，推动进一步治超执法模式的转型和升级，调整治超体系和治理能力现代化水平，利用信息网络技术实现在线即时监督监测，24 h 全天候监管的执法模式，是解决当前执法过程中，执法时效不及时、取证困难、安全保障力度弱、治超效果不明显等问题的有效手段。稳步推进不停车检测动态执法，实现违法行为的自动在线筛查、实时取证；推进执法案件(文书)数字化，推进数据全网共享，服务于道路治超执法。

1 项目背景

南平市位于福建省北部的咽喉要道， 西北与江西省接壤，东南与宁德市交界，西南与三明市毗，连辖2 个市辖区、5 个县、代管3 个县级市，是公路货物运输的重要通道。

经过多年建设， 到2019 年底全市公路总里程达到15684 km，其中高速公路6 条1045 km、国道7 条1319 km、省道5 条308 km、 县道2243 km、 乡道5603 km、 村道5166 km、桥梁5249 座(高速公路1422 座、普通公路3827座)、隧道344 座(高速公路331 座、普通公路13 座)，基本形成了以高速公路和普通国省道干线公路为骨架， 以农村公路为基础，结构合理、层次分明、四通八达的公路网。

全市公路货运主要依托高速公路和普通过生干线公路，2019 年 货 运 量 为3983.92 万t， 货 运 周 转 量 为1432282.97 万t·km， 货运总体呈现由南到北的流向特点， 国道205 是南平市货运主通道， 特别是进入浦城县后，货运车辆大幅增多，公路运输压力增大。 货运以过境量为主，初步估算过过境量约占到60%，市内货运主要集中在国道205 周边，起终点以建瓯市、建阳区为主。

全市共设置交通公安联合治超站6 个， 均分布在国道沿线，分别为国道205 浦城七里头站、国道237 武夷山葛仙站、建阳花溪口站、建瓯瑶坪站、国道316 南平下岚站、光泽册下站。

在6 个交通公安联合治超站中，南平下岚站，建阳花溪口站电子抓拍系统已经建设完成， 光泽册下站电子抓拍系统在建，武夷山葛仙站正在进行迁址建设，浦城七里头站、建瓯瑶坪站因国道205 改线和市区管制货车绕行，治超站前已无货车通行， 站前设置电子抓拍系统已市区引导车辆进站检测功能， 电子抓拍系统将随搬迁系统建设同时进行。

2 治超工程建设的需求与内涵

2.1 定义内涵

公路治超非现场执法试点建设工程(以下简称试点工程)是指交通综合行政执法机构、公安交通管理机构根据《公路法》《道路交通安全法》《公路安全保护条例》等法律法规及有关规定，依法履行保护公路设施安全，保障道路交通和人民生命财产安全的需要， 通过设置普通公路车辆路面动态检测技术监控，高速公路入口、卸载点和货运源头称重检测，及相应配套设施，形成完善的治超监控网络，对货运车辆进行实时检测，并将数据进行传输、存储、整合、执法、再应用的综合工程。

2.2 需求分析

(1)路面监控网络仍需完善

由于路面动态检测技术监控及配套卸载点还未开展建设， 主要依靠6 个交通公安联合治超站(仅有3 个在用，1 个正在建设，2 个计划搬迁)已无法满足卸载、消除违法的基本功能要求。 同时， 已建的交通公安联合治超站，高速公路入口不停车称重检测、重点货运源头称重检测、交通流量调查点、公安卡口视频监控、交通执法执勤等前端动静态感知设备卫星城执法监管体系， 对超限超载车辆发现难、查处难。

(2)源头治理能力有待提高

全市公布的84 家重点源头的单位中，仅有32 家安装了称重监控设备，约占总比例的38%。此外，全市货运量为3983.92 万t，货运周转量为1432282.97 万t·km，货物运输企业340 家。 紧靠现有治理能力，难以做到全面监管。

(3)信息平台建设仍需加强

目前依靠进行执法，交通、公安等部门及相关企业建设的联合治超站、高速公路入口不停车称重检测、交通流量调查点、公安卡口视频监控、交通执法执勤车、重点货运源头称重检测等前端动静态感知设施为组网， 相关治超成员单位建设的营运车辆动态监控系统、 高速公路超限超载黑名单管理系统、公安交管车辆管理系统、道路运政管理系统、 大件运输许可系统等后端数据资源未共享， 且处在前后端中间的执法信息系统不具备将前端外场设备、后端应用系统数据互联互通的功能，尚未实现应用协同。

3 非现场执法治超系统的基本原理

非现场执法治超[1]基于多源头数据采集与多源车辆数据交互决策，在采集数据间相互修正和验证的过程中，将交互决策策略应用到车辆超载违法运输的判定。 在公路非现场执法系统的基础上按标准化可接入高速公路入口超限和出口计重、公路源头治超、公路交通量调查、公路超限检测站等系统的数据信息，通过数据采集、对比、分析，提高数据的准确性，完善完整的证据链，提高保证违法认定的客观性和公正性。

非现场执法治超系统包含的子系统有： 含前端检测设备技术监控、应用软件系统、监测监控中心场所、运行支撑基础设施，以及相关运行保障体系建设，如图1 所示。

前端检测设备技术监控主要包括普通公路车辆路面动态检测技术监控、高速公路入口不停车称重检测、卸载点称重检测、重点货运源头称重检测等。

应用软件系统主要包括治超数据中心和治超联网管理信息系统。

治超数据中心主要实现对非现场执法所需的内外部数据资源以及其他相关电子文档的存储， 包括前置中间库、基础数据库、业务数据库、主题数据库、共享数据库建设，并通过数据交换中心为各相关业务系统之间的互联、互通、互享、互动提供支持，为异构数据及异构软硬件平台之间提供协同机制。

治超联网管理信息系统包括治超基础信息管理、音视频监控管理、超限超载运行监管、治超指挥调度管理、治超综合分析评价、移动应用等，实现各类治超业务深度综合再应用。

监测监控中心场所主要包括中心大厅、 会商室、机房、显示系统、监控大屏、供电系统、空调系统、新风系统、防雷接地系统、会议系统、音响系统、门禁系统等的设计、装修、安装、部署等建设内容。 通过监测监控中心实现非现场执法业务开展相关的监控管理和指挥调度。

运行支撑基础设施主要包括支撑该试点工程运行的“三类设备”(网络传输设备、机房配套设备、安全设备)和“六大系统”(操作系统、主机系统、存储系统、数据库管理系统、备份管理系统、安全系统)等软硬件设施。

运行保障体系主要包括标准规范体系、 信息安全保障体系、建设与运维保障体系。标准规范体系包括试点工程建设中应遵守的国家、 交通运输部和地方相关行业技术标准规范； 信息安全保障体系为试点工程提供安全支撑，依据严格的安全管理制度与安全技术规范，实现对系统各层面的安全防护； 建设与运维保障体系是确保试点工程全过程顺利实施， 保障项目建设成果长期稳定运行与可持续发展的基础。

图1 非现场执法治超系统框架

4 非现场执法治超系统的工作流程

当车辆驶入检测区域后， 系统得到车辆的重量、速度、轴距、车牌、轮廓(长×宽×高)数据等信息，检测完成后得到车辆数据并按照相关标准对车辆进行超限超载判断，若车辆超载，前方可变情报板将显示超载车辆的车牌号，提示该车车主车辆可能超限。

通讯系统会将现场采集的数据传送至区域治超管理平台， 在系统平台中结合相邻时段通过多站点数据对比综合判断出车辆是否超限。

结合路面上的视频车牌识别系统判断该车辆的行驶轨迹， 把数据推送给附近的执法点并对超限车辆进行精准拦截，提高执法效率和准确性。

非现场执法治超系统的工作流程如图2 所示。

5 异构环境下多源车辆数据交互决策

5.1 多源数据的采集和匹配

图2 非现场执法治超系统工作流程

多源数据的采集和匹配关系到平台执法的准确性。本文采用了前端称重区域多源数据采集控制及匹配技术[2]。 当系统进行车辆数据采集时，由核心的称重仪表向摄像机、高宽仪等外部设备发送统一的触发信号，保证车辆通过检测区域时采集的各个子系统特征量如重量、车牌、长×宽×高、视频等信息一一正确匹配。 为提升各子系统数据的匹配率，在系统进行车辆数据传输时，制定了标准的通讯协议、接口，并按照规范化格式传输到管理平台，以便各个子系统可以对同一车辆进行准确处理，多源数据采集与匹配流程如图3 所示。

图3 多源数据采集与匹配流程

5.2 多源数据的交互验证

多源数据采集系统的每个子系统采集到的数据并非都是单一的车辆信息，而是多元的车辆信息，整个多源采集系统得到的车辆数据中， 多种车辆数据存在着多次测量的情况。 重量采集系统可以得到车辆的轮重、轴重、轴组重、总重、轴数、速度、轴距等信息，通过轴数和轴距信息可以分析出货运车辆的类型。车牌、视频采集系统可以获取车辆的车牌、颜色、类型等信息，通过分析过车的视频流数据甚至可以得到过车速度信息及车长、 车宽的数据。 车辆尺寸采集系统通过激光测距原理可以得到车辆的长度、宽度和高度信息，同时还可以分析出车辆的速度信息。 车辆速度采集系统可以准确获取车辆的通过速度信息。

除了重量、 轴数及轴距等信息仅能通过称重子系统获取，车牌信息通过车牌识别子系统获取外，其他所有信息均存在着多源测量的清况。 通过对多源采集的信息进行交叉验证可以分析出各个子系统的工作情况，将异常子系统的相应数据进行适当修正， 提升数据采集的准确性。

6 非现场执法治超系统综合平台及应用

非现场执法治超系统综合平台[3](图4)也叫公路区域治超综合管理平台，它是基于MVC(模型-视图一控制器)模式框架开发，登录系统后，同一用户可以拥有访问多个执法站点的权限。 任何与Web 服务器互联的计算机只要安装了浏览器，都可以访问Web 服务器，并根据拥有的权限对管理系统进行各种操作。当系统需要升级时，只需对服务器进行软件升级， 用户自动就能使用新版本的管理系统，摆脱对客户端软件的依赖。

以南平市非现场执法治超系统综合平台为例在数据资源建设和系统业务功能两个主要方向介绍其平台的应用。

在数据资源建设上，应满足《交通运输部办公厅关于印发全国治超联网管理信息系统省级工程建设指南的通知》(交办公路〔2018〕77 号)，以及省交通综合行政执法系统的数据对接要求，实现交通公安联合治超站、前端检测设备技术监控、交通流量调查点等数据自动采集，元数据与数据接口标准符合 《交通运输部关于印发全国治超检测站点规范化建设试点工程实施方案的通知》(交公路发〔2005〕613 号)，开展前端感知设备、后端应用系统数据采集及服务发布接口标准研究。

在系统业务功能上，将所采集的数据进行再应用，与后端治超业务管理无缝对接，建成综合治超“一张网”。开展大数据应用，治超指挥调度与智能研判，完成治超成效评价、超限超载大数据分析，支撑公路治超非现场执法工作开展， 实现对违法超限超载行为的全面监控和精确打击，推进治超管理上下游协同、全链条联动管理。

图4 公路区域治超综合管理平台结构构造

通过数据的采集、修正和验证等一系列的分析，最终的多源数据采集与匹配、 交互验证均在建设应用软件系统上进行。 南平市非现场执法治超系统综合平台应用软件系统建设内容包括市级治超数据中心、 市级治超联网管理信息系统，由市级交通综合行政执法机构统筹建设，系统需要实现数据权限、用户访问权限分区域、分级别管控，供市、县(区、市)、站各级管理部门使用，县级管理部门不在另行开发业务管理系统。 市级交通综合行政执法机构对照上级管理部门、本级机构，以及治超成员单位已建系统的功能， 根据非现场执法业务实际需求开展系统建设，对已建设并投入运行的，建议通过系统升级改造的方式满足本级业务需求，避免重复建设。应用软件框架图如图5 所示。

图5 应用软件框架

7 结语

公路区域治超系统是基于多源数据架构， 提出集动态称重、视频识别、雷达测速、互联网等技术于一体的多元车辆数据采集技术，解决了货运车辆超载、超限等违法行为检测盲区，规范了货运车辆运输秩序，提升了道路安全治理，实现了对超限超载运输车辆的全天候监控，有效延伸了管理的时空范围，缓解了执法力量不足的矛盾；同时建立了车辆多源数据判定体系， 解决了多源采集时的数据污染，提升了采集数据准确度，保证了违法认定的客观性、公正性，还对潜在的超限运输车辆形成一定威慑。随着公路数据化、信息化越来越高，公路区域治超系统是一种趋势所在，目前该系统已在各省逐步运用起来，但由于该系统需要多源数据融合， 并需要多部门、 多单位、不同设备的协同，这就需要制定统一的数据传输协议和网络安全，因此该系统具有一定的局限性，仍需进一步完善。