公交车电子监控系统技术浅析.doc

公交车电子监控系统技术浅析 引言 随着智能交通系统（Intelligent Transportation System，简称ITS）在大中城市的推广和电子监控技术的飞速发展，公交管理部门不但需要了解车辆所在位置和车辆行驶状况等信息，还希望能获取现场的图像，直观地了解车辆运营情况，这要求公交车有一个完整的电子监控系统。 公交车电子监控系统结合了行驶记录仪、GPS定位系统、车载数字视频监控等功能，采用下列先进技术：汽车电子技术、数字视音频编码技术、卫星定位技术、无线网络传输技术、恶劣环境下大容量数据存储技术等，为城市公交集中调度管理和远程视频监控提供完整的解决方案。公交车电子监控系统不但是城市智能交通系统的重要组成，也是城市治安监控系统重要的补充。 1公交车电子监控系统 公交车电子监控系统由车载终端机、无线网络传输系统、中心调度管理平台等几部分组成。 系统组成结构如下图所示： 1.1车载终端机 车载终端机对视频信号、GPS卫星定位信号、行驶记录仪和报警信号进行采集、分析、处理和保存，重要数据实时上传至管理中心。 公交车电子监控终端机主体是车载硬盘录像机，硬盘录像机将前端摄像机采集的模拟视频信号进行数字编码压缩、存储，并接入GPS接收机和车辆行驶记录仪相关数据统一存储在硬盘中，重要数据可实时上传，历史数据可备事后调查使用。 1.2无线网络传输系统 无线网络传输子系统作为整个系统的神经网络，负责终端到中心的数据传输。车载终端对采集到的数据分析整理后，通过无线网络传输系统的平台将车辆行驶信息、GPS定位信息、车内视频图像等网传至调度管理中心，供管理人员调度使用。 1.3中心调度管理平台 中心调度管理平台由管理服务器、流媒体服务器、GIS电子地图服务器、调度服务器、存储服务器等组成。对车载终端机和指挥中心主机进行统一管理，系统还可接入公安110指挥中心，在发生重大事件时可及时上传相关数据，供相关领导及时做出判断决策。 2公交车监控相关技术的发展趋势 公交车监控结合了多项先进的电子技术，包括卫星定位技术、数字视频编码技术、恶劣环境下大容量数据存储技术、无线网传技术和娱乐节目广播功能等。 2.1卫星定位技术 车载终端机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指挥中心可获取公交车辆的行驶轨迹、速度和方向等信息，并做出调度决策。 2.2数字视频编码技术 数字视频编码算法从最早的MPEG-1发展到目前的MPEG-4和H.264。车载监控对视频数据编码压缩比要求高，采用最先进的H.264编码技术比MPEG-4 压缩效率提高30以上，是目前最优秀的编码方式，适用于低码流下的数据存储和窄带宽（如：无线网络环境）下网络传输。在CDMA无线网络环境下使用H.264编码技术，可实现CIF格式（352288）的图像每秒46帧的视频图像效果。 随着硬盘容量的不断增大，录像时间和内容也越来越长、越来越多，三路视频录像CIF格式使用160GB的硬盘可使用15天左右，在硬盘录满后还能对录像进行覆盖，循环使用硬盘空间。 2.3恶劣环境下大容量数据存储技术 公交运行在颠簸、振动的环境下，对数据存储非常不利。目前，国内外硬盘录像机厂家针对硬盘减振问题主要使用橡胶、弹簧等原料做成的避振器械对硬盘或整机进行减振；也有的厂家在机械减振的同时加入电子减振功能，即在机械减振的基础上，使用电子振动感应器获取外部冲击信号，收到冲击信号后驱动硬盘磁头部分复位到安全区域，避免振动对硬盘的损坏。采用对硬盘进行减振处理或使用抗振效果好的FLASH闪存，可达到数据安全存储的效果。 2.4无线网传技术 由于公交车移动范围大，需要车载终端具备无线网络传输功能，将实时定位信息和视频图像传输至指挥中心，同时驾驶员和中心可通过无线传输模块的语音功能进行交互。目前，可提供的无线网络平台有中国移动的GPRS/EDGE网络和中国联通的CDMA网络。下表对运营商的无线网络传输理论速度进行比较： 无线网络传输理论速度比较表 传输方式理论上行速率实际测试速率GPRS85.6Kbps20 KbpsCDMA153.6Kbps60 KbpsEDGE118Kbps50 Kbps 从上表来看，目前运营商的无线网络速度不是很高，只能传输单帧或低帧率（26帧）的视频流信号，视频图像流畅性不好，管理中心只能从低帧率的图像获取车辆基本运营情况，并做出相应的判断。在未来3G网络建设完成后，随着网络速率提高，视频图像效果将会得到成倍的改善。 2.5娱乐节目广播功能 车载终端可以使用剩余的硬盘空间进行娱乐节目广播，5GB的硬盘空间可记录20小时以上的视频节目。不少车载硬盘录像机厂家在产品中加入了娱乐播放功能，利用多余的硬盘空间存储录像节目，为公交公司提供公交车内广告和娱乐节目播放，做到一机多用，以提高设备利用率。 3小结 公交车电子监控系统将分散的多个子模块集中到一个平台上进行统一管理，全方位地监控公交车运营情况；公交调度管理人员利用该系统可直观的了解车辆上运行状况，并可调用视频图像和语音对讲功能和司机进行交流。该技术既节约了公交公司电子附加设备的支出，又减少维护管理人员，还可利用车载机的娱乐节目播放功能播放广告以提高公司收入。 公交电子监控