一、背景介绍

　　近年来，随着车载监控应用系统的普及，各大中型危险品运输企业纷纷选用“3G车载网络视频监控系统+GPS车辆行驶记录仪”，来加强对运输车辆的全程监控，可以解决从任务派车到安全运输监控到车辆及驾驶员的安全监督管理等一系列安全管理，可以有效的监控运输过程，尽可能的降低运输的安全隐患，并提高了企业的运营效率，一举解决了乘客诸多问题。

　　3G车载网络视频监控系统综合了车载数字视频处理、车辆行驶记录系统、GPRS/CDMA移动通讯网络系统和GIS/GPS全球卫星定位技术，它能够跨地域对机动性强、数量众多的移动目标实现有效监控、紧急救援和提供各种信息服务。

　　3G车载网络视频监控系统由车载监控录像系统、无线数据传输系统(包括3G音视频传输和GPS全球卫星定位)、中心控制管理系统三部分构成，其信息传递依靠GIS/GPS系统。只要卫星信号覆盖的地方，就可以对所有车载目标都能够得到有效的跟踪、监控管理。

　　3G+GPS车载监控系统，它综合了车载数字视频处理、车辆行驶记录系统、GPRS/CDMA移动通讯网络系统和GIS/GPS全球卫星定位技术，它能够跨地域对机动性强、数量众多的移动目标实现有效监控、紧急救援和提供各种信息服务。 3G车载网络视频监控系统由车载网络视频服务器、无线数据传输系统(包括EIDO/WCDMA音视频传输和GPS全球卫星定位)、中心平台系统三部分构成。只要卫星信号覆盖的地方，就可以对所有车载目标都能够得到有效的跟踪、监控管理。

　　车载监控构架由车载终端、传输网络和监控中心组成三层联网式综合监管系统，提供车辆防盗、反劫、行驶路线监控、车内车外视频图像实时无线传输、事故快速响应、呼叫指挥等功能，以解决现有车辆的动态管理问题。车载监控采用车辆安装车载视频服务器，外接摄像机。视频服务器通过3G/Wi-Fi网络，监控中心能够对车辆内的图像进行实时监控和传送，并采用了双码流技术，本地录像采用CIF分辨率，网络传输采用CIF /QVGA/QCIF分辨率，实现本地编码存储和远程存储。

　　项目建设完成后，可实现以下功能目标：

　　1、实时监控车辆运输过程

　　3G+GPS车载网络视频服务器可实现多信息的实时监控，车载行驶记录终端可实时监控或随时抽检车辆的行驶状态和实时位置等信息，系统自动对信息进行处理和存贮，能够实时了解车辆的行驶状态和运行环境，及时发现环境或人为问题，包括随意停车，无关搭乘等。

　　2、运输过程信息查询

　　可随时查询危险品、剧毒化学品生产及运输企业的信息，涉及剧毒化学品管理的法律法规的发布及剧毒化学品名录。可查询托运单位名称、运输单位名称及运输路线，运输相关车辆和运输相关人员，运输剧毒化学品的名称、数量及相关公路运输通行证的有效期等。

　　3、紧急事件的应急联动

　　包括事故现场的交通管制、事故现场周边人员疏散、事故的紧急救援等，相关信息可以实时发送到监控指挥中心，便于对事故的及时处理。

　　4、运输结束后的信息处理

　　车辆到达运输目的地后，可通过有线/无线网络下载查询车辆行驶记录仪与录像文件资料。存贮的图像和数据信息能被打印、回放，以便于检查车辆运行轨迹和系统操作日志。

　　5、运输全程定位监控

　　通过3G无线网路和GPS卫星定位系统，可以将定位信号输送到车辆监控调度中心。监控调度中心通过上传的信息，通过服务中心实现车辆的定位导航、服务救援轨迹记录等功能。

　　6、报警功能的实现

　　3G+GPS车载网络视频服务器具有报警输入接口，可以连接任何种常规的报警设备。当有报警发生时，报警信息即被远传到监控中心，在监控中心的GIS地图上该车辆对应的图标会不停闪烁，监控人员用鼠标点击该车辆对应的图标，该车辆的信息(如车牌号、行车路线等)和司机信息(如姓名、年龄、驾龄等)会自动显示出来;与该车辆对应的视频信号会通过EVDO或WCDMA传输到监控中心，监控人员立即可以对该辆车进行远程监控。结合GPS和电子地图，警方可以立即了解到该车辆的位置，据此迅速出警。

　　二、总体设计

　　大巴及车站监控系统由三部分组成：前端信号采集处理系统、数据传输系统、指挥中心管理平台。该解决方案重点描述车载硬盘录像机及配套设计。

　　1、前端摄像机

　　系统前端在车头挡风玻璃、前门、后门、车厢以布置一个540TVL高清晰防暴彩转黑半球摄像机。其中车头挡风玻璃安装的摄像机不需要红外功能。

　　车头摄像机：安装在车头，摄像范围是车辆行驶正前方，记录车辆行驶路径前方动态;

　　前门摄像机：安装在驾驶位的左后方，主要监控前门上客情况、票箱及司机的相关情况;

　　车厢摄像机：安装在车厢走廊的前端，主要监控车内全部乘客的情况;

　　后门摄像机：安装在车厢中间正对后门的位置，主要监控后门下客情况

　　前端摄像机技术要求：

　　IP67防暴外壳，防砸、防撬、防穿透透明罩

　　室内吸顶安装，美观大方，隐蔽性好

　　成像装置：1/3" SONY CCD

　　DSP数字信号处理技术

　　水平清晰度：480线，540线，650线可选

　　高灵敏度

　　高信噪比

　　自动增益，电子快门

　　自动白平衡

　　背光补偿

　　专业光学球罩

　　HC-100HPIR系列高清晰度红外防暴半球摄像机为最新款高强度红外防暴半球彩色摄像机，在设计上充分考虑到人为破坏和意坏损害的因素，采用了高强度的防暴外罩。内置红外灯，解决低照度甚至无照明条件下得到相对清晰的图像，适合室内低照度或无照明条件下使用。一体化组件式结构，包含摄像机、镜头、红外灯、半球护罩。室内吸顶安装，美观大方。该系列半球摄像机为高清晰度(480线，540线，650线可选)，高灵敏度，高信噪比，自动增益，电子快门，自动白平衡，背光补偿设计。

　　2、数据传输设计

　　系统采用运营商的3G无线网络平台。

　　3、车载终端主机

　　车载终端主机，启动后主动与监控中心VPDN专网上的转发服务器建立连接，并与转发服务器保持心跳连接，确保车载终端主机链路通畅。在报警按钮启动后，终端主机向转发服务器发出报警请求，并主动上传图像;监控中心需调用车内数据时，由转发服务器向车载终端发出请求，得到请求后立即将视频上传至转发服务器。同时实时上传GPS定位信息。

　　系统在驾驶室布置一台7英寸或8英寸彩色LCD显示屏，用于驾驶员观察车内情况。驾驶员提供遥控器切换显示车内情况，可选择单路画面，也可浏览四分割画面;管理员可通过遥控器实现基本功能外的相关功能如：资料查询、系统升级、数据资料下载等功能。显示屏由车载硬盘录像机供电。

　　车载监控核心设备是嵌入式车载数字硬盘录像机。采用嵌入式处理器和嵌入式操作系统，结合IT领域各项最新技术，如视音频压缩/解压缩、大容量硬盘记录、TCP/IP网络等技术、无线网络传输技术，代码固化在FLASH中，使得系统运行更稳定。它采用特殊的减振加固技术，可在车辆运行的颠簸、振动的恶劣外部环境下正常使用。

　　车载嵌入式网络硬盘录像机同时具备数字视音频录像机(DVR)和数字视音频服务器(DVS)的特性，既可本地独立工作，也可连网组成一个强大的安全监控网。

　　1.1、视音频数据编码功能

　　前端采集到的模拟视音频信号接入数字硬盘录像机进行数字化压缩处理。首先将模拟视音频进行数字编码，再进行压缩处理，处理后的数据根据需求进行存储。

　　编码采用MPEG-4h或者H.264格式。

　　1.2、录像功能

　　车载移动网络监控系统具有视频信号和音频信号的实时硬件同步采集压缩、记录硬盘、实时视音频预览、视音频信号切换、本地录像文件回放、实时无线网络传输、远程文件回放和下载等功能。

　　1.3、录像功能

　　系统可在本地利用CRT或者LCD显示屏显示车内监控图像，并通过显示屏对系统进行操作。

　　1.4、无线网络视频传输功能

　　产品配备无线网络传输模块，采用基于运营商(中国联通WCDMA、中国电信EVDO或中国移动TD-SCDMA)的网络传输视音频信号，适合不同网络环境下视频数据的远程传输。

　　同时设备支持WIFI功能，可利用专有的WLAN进行大量数据的下载和上传。

　　1.5、GPS定位模块

　　车载数字硬盘录像机集成GPS功能模块接口，GPS功能可将接收到的全球卫星定位系统GPS(Global Position System)的定位信息通过无线网络传输系统定时发送至公交调度管理中心，车辆调度管理人员在监控中心可获取大巴辆的行驶轨迹、速度和方向等信息，并做出调度决策。

　　1.6、远程报警功能

　　系统支持远程报警功能，在报警按钮按下或者系统异常时，设备向监控中心上报报警信息，并把报警图片实时上传到监控中心，并根据相应的报警机制进行处理。

　　1.7、存储设备

　　建议产品采用无机械部件的SD卡或者SSD硬盘，使硬盘录像机在车上颠簸时也可以长时间稳定运行。

　　使用普通的磁介质硬盘必须具备良好的硬盘隔振设计。

　　1.8、延时关机功能

　　延时关机是指在断开点火控制信号后，设备延时到用户事先设定的时间(5分钟～3小时)进入安全关机模式，自动关机。

　　1.9、宽幅输入电源适应功能

　　车辆大多采用直流24V电源，行驶过程电源稳定在24～28V之间，但是在车辆点火时汽车电源会突然降低到16V左右，下降过程约为40ms，然后恢复至正常电压范围内(24～28V)。输入电源的瞬间降低可能导致车载设备出现故障，如：重新启动、设备死机等，因此对车载终端提出输入电源宽幅适应的要求。

　　针对大巴对电源宽幅适应的特殊要求，车载数字硬盘录像机采用宽幅输入电源，其适应范围为直流8～36V，满足各种类型大巴的应用。

　　电源经过特殊的设计，具备断路、短路、过流、过载保护功能，对设备保证正常运行起了重要作用。电源具备直流12V/5V输出功能，可以满足车载硬盘录像机、数据备份仪、液晶显示屏、摄像机等相关设备的供电需求。

　　1.10、设备状态上传功能

　　监控中心可实时了解设备运行情况，并做出处理。

　　设备循检功能，管理服务器定期对终端进行循检，了解设备运行状况，循检内容包括设备是否在线、软硬件有无出错信息，车辆运行情况等;

　　在遇到视频信号遮挡、视频信号丢失、硬盘出错、非法访问等异常情况的时候，设备即时向监控中心和车上CRT监视器传输出错信息，提请管理人员进行维护。

　　由于3G无线网络带宽的限制，长时间传输视频图像不太现实，为了解决该问题，设备有针对性的支持图片定时上传、报警时触发上传图片功能。

　　1.11、抗恶劣环境

　　车载数字硬盘录像机能满足公交行业的对设备抗振、防爆、防尘、防水(溅水)、防潮、抗高温的特殊要求，进行长时间工作。

　　2、监控中心管理平台

　　监控中心管理服务器可接收转发服务器转发的终端报警信号，并在屏幕上显示终端自动上传的图像。

　　系统也可以调用任意一台车辆的视频信号，只需在GIS电子地图平台上点击所需浏览的车辆图标，即可显示车辆行使图像。

　　远程监控客户端通过访问中心服务器，对其所辖区域内的任何一辆在线车载设备，可以进行视(音)频浏览、车辆定位、历史行车轨迹查询、报警信息查看、图片抓拍、远程录像存储、下载前端设备录像、设备在线升级等多项操作，是功能完善的车载监控软件。

　　2.1、现场监控

　　现场监控主要实现对行驶中的车辆的视频、音频、GPS信号、传感器报警等进行监控，并且可以和车辆通过网络进行实时对讲。

　　2.2、车辆列表模块

　　可以实现对车辆进行分级管理，最多可以支持四级，支持车辆信息模糊查找，支持车辆在线情况统计。

　　2.3、地图模块

　　在地图上实时显示车辆的位置，及行车轨迹，可以支持在一个地图中同时显示多辆车，可以支持多地图同时显示。

　　2.4、视频模块

　　主要实现对现场视频的监控，视频和地图模块可以交换，视频布局可以实现4、9、16、32画面切换，可以实现多标签卡浏览，多标签卡可以输出到其它显示器：

　　2.5、仪表盘模块

　　可以实时显示车辆信息，经纬度信息、行驶速度、方向、温度，加速度信息等

　　2.6、报警信息模块

　　实现显示车辆上传送过来的报警信息，并且可以联动声音、录像。

　　2.7、本地回放

　　回放本地PC的录像，同时可以在地图上显示车辆位置及行车轨迹，车的速度、加速度等信息通过仪表盘进行显示。

　　2.8、远程回放

　　回放设备上的录像，同时可以在地图上显示车辆位置及行车轨迹，车的速度、加速度等信息通过仪表盘进行显示。

　　2.9、系统配置

　　配置主要由车辆管理模块、本地参数配置模块、远程设备配置模块、日志查询模块、用户管理模块组成。