淺談無線視頻監(jiān)控在城市交通中的應(yīng)用

公共交通安全狀況概述

隨著中國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，人民生活水平持續(xù)提高，有車一族的隊伍日趨龐大，城市中車輛的保有量也逐年上升，這給城市交通帶來極大的壓力，城市交通的擁堵現(xiàn)象成了家常便飯?，F(xiàn)在全國城市公交車保有量在30萬輛左右，按照建設(shè)部的發(fā)展計劃，2010年全國公交車的保有量已達到50-60萬輛的規(guī)模，北京、上海、深圳等城市公交車都在萬輛以上。

在這種背景下，大中城市紛紛推出了自己的城市智能交通系統(tǒng)規(guī)劃，希望通過合理規(guī)劃和先進的交通控制手段緩解城市交通中的老大難問題。在很多的城市智能交通系統(tǒng)規(guī)劃中，均提出了公交優(yōu)先的原則，這充分凸顯出公交對緩解城市交通擁堵的重要作用，很多城市的公交公司也相應(yīng)提出了公交智能系統(tǒng)規(guī)劃，公交智能系統(tǒng)可以改善公交乘客的乘車信息服務(wù)，改進公交公司運營調(diào)度與企業(yè)管理，同時也進一步緩解城市的交通壓力。作為公交智能系統(tǒng)的一個重要組成部分，車輛、站臺和車場的視頻監(jiān)控系統(tǒng)在其中發(fā)揮了越來越重要的作用，它可以為公交行業(yè)提供最直觀和方便的運行信息，幫助公交行業(yè)優(yōu)化線路，有效調(diào)度車輛，提高服務(wù)質(zhì)量。

同時，公交車輛和站臺都是客流密集的地方，對公共安全要求非常高。由于種種原因，公交車上的爭執(zhí)、偷盜，性騷擾等行為還比較突出，如何提高公車的安全性，如何有效遏制公車違法案件的發(fā)生，是政府、公安部門和公交部門一直關(guān)注的問題。解決這一問題的一個行之有效的辦法就是通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)違法分子，制止違法事件，可以迅速破案，同時也對違法分子起到威懾作用。

目前，公共交通安全主要有如下問題仍需解決。

·乘客攜帶危險品上車而駕駛員沒有察覺，不法分子利用車內(nèi)比較擁擠的環(huán)境作案，駕駛員無法及時報警或事后無法提供證據(jù)協(xié)助警察破案，導(dǎo)致不法分子長期逍遙法外;

· 車輛在運行過程中，因為路況較差或交通擁擠而發(fā)生碰撞等事后，事后無法認定責任;

·駕駛員在駕駛過程中，可能有精神不集中違規(guī)操作，各種操作記錄無法記錄，甚至有個別駕駛員消極怠工，邊打電話邊開車、肆意超速而無人提醒，存在巨大安全隱患;還有個別駕駛員通過不法手段牟取利益，乘客之間、乘客與駕駛員之間發(fā)生糾紛，各執(zhí)一詞，運營公司因為缺乏事發(fā)現(xiàn)場資料無法區(qū)分責任，從而產(chǎn)生不必要的損失。在某些嚴重事故中，因為車輛環(huán)境被破壞，設(shè)備損壞導(dǎo)致事發(fā)數(shù)據(jù)無從收集。

基于以上考慮，在公交行業(yè)實施視頻監(jiān)控系統(tǒng)已成為迫切之需，該系統(tǒng)可提高公車安全性，促進打擊公車犯罪活動，進一步提高公交行業(yè)的服務(wù)質(zhì)量，改善城市交通。

自2009年上旬起，中國正式步入3G時代，各大運營商相繼建設(shè)各自的3G網(wǎng)絡(luò)，為無線視頻的傳輸提供了良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。在這種大背景下，許多廠家推出了多種基于3G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臒o線車載視頻監(jiān)控設(shè)備，并迅速在全國各地得到應(yīng)用，建立了一系列公共安全管理系統(tǒng)。這些監(jiān)控系統(tǒng)在各地均取得了良好的效果，不僅能提供車輛的當前位置信息，還能對車內(nèi)外情景進行實時遠程監(jiān)控錄像，防止駕駛員違規(guī)操作，在突發(fā)事件中能讓指揮中心獲得第一手現(xiàn)場資料并實施應(yīng)急計劃，對維護運營安全、提高運營效率、維護公司運營形象和增強公司競爭力提供了很大幫助。

功能實現(xiàn)

目前國內(nèi)公共交通安全現(xiàn)狀來看，系統(tǒng)功能上應(yīng)從如下方面考慮：公共交通車內(nèi)外視頻的遠程實時監(jiān)控、存儲與查詢;公交管理部門與駕駛員之間的雙向通話;車輛行駛軌跡、車速等狀態(tài)的記錄與查詢;車輛的自動報站;車輛行駛數(shù)據(jù)的采集;車輛的智能調(diào)度、自動排班以及各項考核;緊急狀態(tài)下的各項應(yīng)急聯(lián)動;車內(nèi)外及站臺廣告信息的實時推送與更新;媒體文件(廣告、電影)的播放與推送;站臺監(jiān)控與到站預(yù)估;預(yù)留功能;公交車查詢系統(tǒng)，建立市內(nèi)交通查詢網(wǎng)絡(luò)。

系統(tǒng)設(shè)計原則

系統(tǒng)架構(gòu)

為了實現(xiàn)以上功能，本方案按照如下進行設(shè)計：

本系統(tǒng)中，前端無線車載硬盤錄像機里的數(shù)據(jù)卡(單卡/多卡)通過運營商3G網(wǎng)絡(luò)將視頻數(shù)據(jù)等傳送至基站(BTS)，接入Internet后傳送至后臺管理平臺，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，后臺在對數(shù)據(jù)進行相關(guān)管理操作。

目前，3大運營商的3G網(wǎng)絡(luò)分別為中國電信EV-DO(上行1.8Mbps，下行3.1Mbps)、中國聯(lián)通(600050,股吧)W-CDMA(上行5.76Mbps，下行7.2Mbps)、中國移動TD-SCDMA(上行384Kbps，下行2.8Mbps)，許多廠家產(chǎn)品均予以支持，并同時支持多網(wǎng)混合，用戶可根據(jù)當?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)實際鋪設(shè)情況進行自主選擇。下面介紹車載監(jiān)控架構(gòu)。

· 整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu);

· 平臺側(cè)軟件架構(gòu)。

整個平臺軟件部分包括：CMS管理中心、設(shè)備接入服務(wù)器、用戶接入服務(wù)器、負載均衡服務(wù)器、網(wǎng)管服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、公交應(yīng)用網(wǎng)元等一系列服務(wù)，在大型公交調(diào)度應(yīng)用平臺建設(shè)時，建議用戶將不同的服務(wù)器安裝到同一操作系統(tǒng)的不同PC上。

系統(tǒng)設(shè)計原則

安全可靠性

公交車載監(jiān)控系統(tǒng)的安全可靠性可分為數(shù)據(jù)安全可靠性、設(shè)備運行安全可靠性以及車載系統(tǒng)對車輛運營的安全可靠性三個方面。

·數(shù)據(jù)安全可靠性要求系統(tǒng)中各項數(shù)據(jù)在傳輸過程中采用加密策略、數(shù)據(jù)支持VPDN虛擬網(wǎng)絡(luò)傳輸、系統(tǒng)用戶在登錄過程中采用認證策略、各級用戶具有鑒權(quán)策略;

· 設(shè)備運行安全可靠性要求設(shè)備在運行過程中具有良好的容錯能力和自我恢復(fù)能力，同時在惡劣網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下保持優(yōu)秀視頻質(zhì)量;

·系統(tǒng)對車輛運營的安全可靠性要求設(shè)備在安裝后，對車輛運行不產(chǎn)生不良影響，如安裝位置不對影響乘客;各種線路設(shè)計不合理導(dǎo)致車輛短路起火;設(shè)備功率過大導(dǎo)致車輛油耗過大以及無法發(fā)動等。

統(tǒng)一性

· 要求系統(tǒng)軟硬件中每個子系統(tǒng)之間都按照國際或國內(nèi)標準進行集成，并保持高度獨立性;

· 要求設(shè)備各種接口都按照國際或國內(nèi)標準進行預(yù)留，方便對接以及維護;

· 統(tǒng)一建設(shè)，統(tǒng)一管理，從而達到服務(wù)的規(guī)范化和管理的高效化。

穩(wěn)定性

要求前端設(shè)備能適應(yīng)高溫、低溫、高濕度、長期顛簸、電壓變化較大的工作環(huán)境并能長期穩(wěn)定運行。

可拓展性

系統(tǒng)軟件的設(shè)計采用分層的模塊化結(jié)構(gòu)，以達到修改設(shè)置靈活、業(yè)務(wù)擴充迅速，各項功能可根據(jù)需求進行擴充，后臺系統(tǒng)在車輛增加的情況下，不影響原業(yè)務(wù)運行可快速方便的進行擴容。

系統(tǒng)性能特點

實用性

充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源和設(shè)備資源，根據(jù)用戶需求定制特色監(jiān)控平臺;操作界面人性化、系統(tǒng)易用;系統(tǒng)維護盡量集中、簡單，避免多系統(tǒng)、多方面的維護。

系統(tǒng)功能

本系統(tǒng)是基于創(chuàng)世科技產(chǎn)品設(shè)計的智能公交系統(tǒng)解決方案，針對公交行業(yè)的特殊需求，在整個系統(tǒng)中提供了一系列軟硬件，下面對這些產(chǎn)品整合成系統(tǒng)后所具有的功能做詳細的敘述。這些功能，光靠其中某一種產(chǎn)品都是無法實現(xiàn)的，是多個軟硬件配合形成的一套完整的系統(tǒng)方案。

多畫面實時視頻監(jiān)控

系統(tǒng)支持四路CIF實時上傳，通過3G無線網(wǎng)絡(luò)可將車內(nèi)、前門、后門、車前方路況、駕駛員操作、投幣機等圖像傳輸至后臺管理系統(tǒng);利用先進的視頻壓縮技術(shù)以及無線通信技術(shù)，能夠適應(yīng)超低帶寬下、移動狀態(tài)下的視頻傳輸;每路畫面獨立傳輸，用戶可以自主選擇打開或關(guān)閉某一路圖像;四路同傳每路8-10幀。

錄像存儲

現(xiàn)在國內(nèi)大多數(shù)公交監(jiān)控只做到前端硬盤存儲錄像，一旦發(fā)生公交車爆炸或失火等事故，硬盤遭到損壞，錄像文件將會丟失，為事后調(diào)查帶來諸多不便，因此錄像不僅要有前端硬盤存儲，還有服務(wù)器存儲、客戶端存儲，以保證錄像文件不會丟失，真正做到事后有據(jù)可查。

GPS功能

GPS定位，車輛所在位置可在地圖上實時顯示，在監(jiān)控客戶端以及電子地圖上，有車輛行駛速度以及行駛方向顯示，以便管理中心實時了解車輛狀態(tài);支持車輛軌跡跟蹤，可以用各色曲線在地圖段進行標記;系統(tǒng)支持車輛行駛路線的規(guī)劃，并可給用戶推薦各點之間的最佳線路圖;當車輛在該路段超速時，系統(tǒng)自動對速度進行記錄并向司機以及監(jiān)控客戶端發(fā)出警報信息，直到超速狀態(tài)解除;支持對車輛活動范圍進行限制，當車輛超出該區(qū)域或進入該區(qū)域時，系統(tǒng)報警并記錄，有效駕駛員減少繞路行為。

自動報站功能

· 報站器支持音視頻文件的錄入，支持文字與語音轉(zhuǎn)換功能;

· 報站器支持上/下行線路選擇與切換，單行最多支持64個站牌;

· GPS的采集與對應(yīng)站點錄入功能。

到達某一站把在該站采集到的經(jīng)緯度坐標直接填寫到某一路車文件夾的Excel表格中站點的對應(yīng)位置即可。

站前里程：設(shè)置公交車進站前多少米開始報站;

站點采集之后，填到相應(yīng)的Excel表格某一站對應(yīng)的經(jīng)緯度中，通電開機后，GPS信號燈亮就可以實現(xiàn)自動報站了。

· 文字與語音播報

當車輛到站時，系統(tǒng)自動進行語音報站并以文字形式在LED屏上顯示，離站時自動報離站信息;

· 支持手動報站與自動報站切換，防止因系統(tǒng)意外故障而導(dǎo)致報站系統(tǒng)癱瘓。

數(shù)據(jù)采集與信息共享等等

車輛智能調(diào)度

· 線路直線規(guī)劃功能。將每路公交車線路根據(jù)GPS以直線方式顯示，車輛所在站點得以直觀顯示，如果排班正常，則所有車輛應(yīng)大體均勻分布在各站之間，如出現(xiàn)車輛擁擠現(xiàn)象，則說明排版可能不合理或者該站遇到意外情況，需要排查;

· 信息發(fā)布功能，監(jiān)控中心可以將各種應(yīng)急信息推送到指定車輛、指定線路上所有車輛以及各個站臺;

· 歸場管理。各車輛在非當班時是否歸場，歸場所在地在何處，有效防止非當班車輛作其他用途;

· 自動排班功能。過去公交的排班系統(tǒng)需要人力排班，可能會出現(xiàn)不合理使用車輛、人員以及無法應(yīng)帶高峰平緩期的問題。在本系統(tǒng)中，排班人員只需要輸入該線路代號、所轄車輛以及駕駛員數(shù)目、駕駛員工號以及高峰平滑期的時間段，系統(tǒng)即可自動進行排班，有效提高了工作效率，節(jié)省人力資源，同時避免了排班不合理等現(xiàn)象;

·車輛管理功能。系統(tǒng)支持對相關(guān)車輛車牌號、公司內(nèi)部編號、駕駛員號碼、姓名、年齡、聯(lián)系方式以及所屬線路等進行錄入和改變，方便公交公司對車輛進行管理;

· 營收管理。系統(tǒng)支持將每輛車輛每日營收額進行錄入統(tǒng)計，數(shù)據(jù)積累后可對每臺車輛每位駕駛員以及售票員的營收做出統(tǒng)計分析;

·公交線路規(guī)劃。支持對公交線路進行編排，以及對站牌所在位置進行GPS信息的錄入以及改變，當有新的站牌需要錄入時，僅需要在系統(tǒng)中錄入相關(guān)站牌的名稱以及GPS位置;

· 相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能。系統(tǒng)具備告警統(tǒng)計、工作績效統(tǒng)計分析、客流統(tǒng)計、營收統(tǒng)計、準點率統(tǒng)計及賴站分析等功能。

雙向語音功能

在車輛前端可以以“拾音器+喇叭”或“駕駛員手麥”方式和監(jiān)控中心進行語音通話，駕駛員可將前端情況匯報至監(jiān)控中心，同時監(jiān)控中心可對駕駛員進行應(yīng)急指揮;車載系統(tǒng)支持G711、G723.1、AMR、ADPCM等多種編碼方式，碼流小，聲音清晰連貫。

車輛狀態(tài)監(jiān)控以及數(shù)據(jù)采集

利用GPS系統(tǒng)，可直觀看到車輛實時狀態(tài)如斷線、駐車、超速、越界、緊急報警等;支持多種限速模式，如全路段限速、分路段限速、關(guān)鍵點限速等，超速可報警，包括前端語音向駕駛員告警，后臺管理系統(tǒng)告警并記錄。圖表與報表統(tǒng)計當前速度曲線、歷史速度曲線、超速信息統(tǒng)計、車輛到達各站時間等?？衫密囕d數(shù)據(jù)采集器采集車輛油耗以及駕駛員各種操作(如加速、左拐等)等信息，并保存在后臺數(shù)據(jù)庫中以供分析和事故鑒定。

緊急聯(lián)動

在緊急情況下，如超速、前方擁堵、車內(nèi)乘客出現(xiàn)安全問題時，可觸發(fā)緊急聯(lián)動，同時駕駛員在遇到危機情況時，可按下隱蔽位置的報警按鈕向管理中心求助，觸發(fā)緊急聯(lián)動，同時進行聯(lián)動錄像存儲，以保障各種情況下錄像文件的存儲。

廣告信息下發(fā)

公交車內(nèi)人群的高流動性十分適合廣告投放，后臺管理中心可利用廣告推送平臺將廣告信息發(fā)送至車載無線硬盤錄像機，再投放至車內(nèi)LED顯示屏上進行滾動播放，廣告信息也可以推送至各個公交等候站臺。該功能可擺脫了過去需要專人定期上車更換信息的弊端，減少了人力物力，增加了公交運營企業(yè)收益。

多媒體文件播放

在該系統(tǒng)中車載硬盤錄像機可內(nèi)置SD卡，可將多媒體文件如電影、廣告、音樂、城市宣傳片等多媒體文件存儲在SD卡中，駕駛員可通過遙控器對其控制播放，緩解乘客疲勞，豐富公共乘坐環(huán)境。

站臺監(jiān)控

公交站臺是該系統(tǒng)不可缺少的一部分，在公交站的等候人群，可根據(jù)站臺LED屏實時發(fā)布的車輛、城市天氣、購物廣告、實時滾動新聞等信息，方便了乘客的出行，同時提高了城市形象。