公交车载视频监控系统专业方案.doc

公交视频监控智能调度系统
系统总体设计
1.1 设计思路
建设本系统思想内核是借助先进科学技术，结合人性化地设计理念，构造一套精密、复杂、庞大公交车联网视频监控管理系统，为公共交通运营体系提供可视化管理服务，进而为公众出行提供便捷服务，为公众出行安全提供有力保障。
1.2 系统构架

图1车载监控系统构架

1.2.1 公交车载监控系统构架

图2车载监控系统构架
公交车监控系统架构由三某些构成：车载前端系统、传播网络和中心管理系统。
车载前端系统由车载监控子系统和车载调度子系统。车载监控系统通过车载DVR主机、摄像机、拾音器、紧急报警按钮，进行视音频和GPS信息采集、存储，并通过DVR主机内置无线模块传播至中心管理系统；车载调度系统通过公交智能调度屏实现公交调度功能，并可以扩展连接车内外喇叭、公交刷卡器、手麦、LED信息屏、媒体发布屏。通过将原有GPS那位系统、公交报站系统、视频监控系统和公交刷卡系统、媒体发布系统集成为同一套系统。可以统一上传采集数据或下载更新数据，便于中心集中管理，生成运营记录报表。
传播网络包括无线移动通信传播链路和固网专线传播链路两某些，通信基站接受到来自前端公交车数据信息之后，经网关送入固网专线，供监控中心使用。
中心管理系统是本系统核心所在，是执行寻常监控、公交调度、应急指挥场合。中心管理系统通过无线网络实现控制车载前端系统，实现视音频监控、GPS定位、车辆线路管理、车辆调度、语音对讲、报警解决等功能，并且可以进行上传数据存储、汇总，生成后台管理报表，实现车辆维修管理、线路运营管理等功能。
车载监控系统重要实现功能：
1、 移动车载视音频监控功能
车载硬盘录像机提供高效编码功能，提供4路(可依照需要增长至6路或8路)视音频实时监控和录像，采用双码流技术和运用高效编码效率使所需要码率更低，设立变码率可进一步减少总体传播码率，以减少网络承载压力和本地存储容量。
2、 基本信息管理
涉及车载终端设备管理、车辆管理、车辆燃油管理、人员信息管理、线路信息管理、车队信息管理、公司信息管理、站点和停车场信息管理。基本信息管理还涉及外接设备管理。
3、 车辆定位监控
车辆定位监控是公交运营调度系统基本功能，涉及：GPS实时定位、线路运营监控、轨迹回放等。
4、 线路站点管理
自动语音报站、自动调度、进出站点提示、线路偏移提示、分段限速管理等。
5、 调度管理
涉及发车信息、报警信息、进出站提示、偏离线路提示、加油、包车、维修、超速、过站、路阻、故障、晚点、早点等，调度人员还可以向车辆发送实时调度指令。
6、 运营分析报表
系统提供公交所需各式营运报表生成、查询、EXCEL格式显示、记录图显示、打印等，以利于公交公司充分掌握营运状况，为分析决策提供详实及时数据支持。
7、 显示功能及外部设备接入
通过公交智能调度屏能显示公交调度信息、后车门监控画面、GPS信息、DVR运营状态、网络连接状态等。
8、 语音对讲功能、语音报站、车内外喊话
通过公交智能调度屏连接手麦可以与中心语音对讲。并可通过连接车内外喇叭，实现语音报站、对车内、外喊话功能。
9、 紧急报警功能
通过公交智能调度屏报警功能可以选取报警类型，如车祸、堵车、歹徒劫持、小偷盗窃等，将车辆状况上报中心。车内并安装紧急报警按钮，遇到突发紧急状况，可以一键触发报警。报警信息自动上传监控中心，车内图像自动弹出到中心显示屏，GIS地图上报警车辆图标闪烁。软件平台自动弹出应急预案。
10、 数据信息存储功能
车载硬盘录像机保存车内监控点录像文献，建议设立定期筹划录像；监控中心运用存储服务器保存重要录像和备份录像，重要录像涉及报警录像、电视墙显示过视频图像，备份录像涉及手动从前端下载录像，或自动按筹划下载录像。
11、 设备状态自动监测功能
系统能对车载硬盘录像机、各服务器等节点设备工作状态实行自动监测，当设备运营异常或故障时，监控中心将产生报警提示，涉及故障点位置和导致故障因素。
12、 IC刷卡机数据上传
通过连接IC刷卡机可以实时上传到视频监控平台，可以让监控中心管理人员即时掌握营收状况。

1.2.2 公交场站监控系统构架

图3公交场站系统构架
公交场站监控系统重要由模仿摄像机、DVR主机、互换机、视频分析服务器构成，并可以连接调度批示牌、考勤机、广播、报警设备等。通过一整套设备，实现公交场站安全管理。
公交场站重要实现功能：
1.实时监控公交场站、加油站动态。
2.智能检测辨承认以有效管理车场秩序，防止逆向行驶、穿越警戒区域。
3.连接电子调度批示牌、广播实现车场车辆调度指挥功能。
4.连接报警设备，紧急状态触发报警，并上传中心。
5.连接考勤机进行人员考勤记录。
1.2.3 电子站牌系统构架

图4电子站牌示意图
公交电子站牌信息发布系统，通过3G或有线网络连接公交公司监控中心，即时显示车辆到站信息，具备广告循环播放以及天气预报等公共信息播报等功能，效果如下图所示。
电子站牌重要实现功能：
1、视频监控：通过安装在电子站牌上摄像头，通过3G或有线网络，将车站实时视频抓取到指挥调度中心显示。
2、公交进站预告：运用电子地图测距功能以及车辆实时定位功能，进行当前车辆到站点距离和时间测算；
3、车上载客状况预告：可以依照即将进站车辆发送到后台载客状况，向等车乘客预报车内拥挤状况，预测座位状况等；
4、实时路况预告：可以依托从交管部门获取路面拥堵状况，向等车乘客简介本路线车辆行驶状况，以便乘客选取乘坐。
5、广告、广播功能：可以实现对移动电视播放和支持。如无线数字发射网数字电视信号，或使用3G带宽进行远程视频文献传播来实现广告或新闻播放。
6、设备安装简朴：基于windows系统嵌入式主机，支持摄像机、电子线路牌、大屏幕液晶和广播系统统一接入和配备管理。

1.2.4 金库监控系统构架

图5金库监控系统构造图
系统重要构成为：摄像机、DVR、报警设备、语音对讲设备、门禁设备
重要实现功能为：
1.视频监控：重要是针对金库库房及库区全景视频，前端视频图像采集有普通模仿摄像机以及IP网络摄像机、高清摄像机等，用于存储录像混合DVR支持模仿视频信号及网络视频信号。
2.入侵报警：金库区域布置报警设备，支持紧急按钮、玻璃破碎、探测报警、震动报警、门磁报警、烟感报警、红外报警等报警方式，前端报警信号统一上传至监控中心报警服务器，并自动产生报警联动。
3.声音复核对讲：当收到金库前端进入库区人员祈求对话时，监控中心可以启用视频联动声音对讲祈求，做现场人物身份核对和通话祈求核对，加强了对库区安全管理。
4.门禁控制：对金库远程门禁控制，在工作人员进入库区远程开关控制及进入库区人员信息记录查询。
1.3 系统特点
1.3.1 视频监控与GPS定位结合
该系统充分考虑移动监控需求，同步结合领先音视频编解码技术、GPS卫星定位、无线网络传播等技术，构成了一套先进可迅速布置公交视频监控智能调度系统。
通过该套系统，系统不但能实时监控车辆所处地理位置，并且通过无线视频传播技术监控指挥中心能通过现场车载无线视频及时观看到现场真实状况，做到随调随看，身临其效果。
当移动中车辆发生报警时，通过回传图像，监控中心可以在最短时间内根据各种数据做出科学迅速决策，及时指挥、调度各项资源。
1.3.2 构造紧凑、集成度高
当前公交视频监控智能调度系统普遍采用车载监控与GPS分离方式，由此导致成果是设备连接复杂、连线较多，从而导致在大震动环境下可靠性不高问题，且此种方式需用采用2张通讯卡，则明显存在成本偏高问题。同样信息显示和公交报站也是由两个设备来完毕，此处也有连接复杂、连线较多由此带来可靠性不高问题。
因此本系统中选用是内置GPS模块车载主机，和带报站功能公交调度信息屏。
1.3.3 专业调度平台
本系统依照高效音视频编解码技术、无线传播技术、GIS技术、海量数据存储于检索技术等，实现了实时视频监控、智能营运调度、营运报表记录、服务支持、辅助管理决策等功能，丰富电子地图功能，视频监控和GIS无缝融合，极大地提高了公交公司运营管理及优质服务水平，有效地解决当前公交公司面临难题。
该解决方案可以向顾客提供视频监控、报警联动、语音对讲、录像、录像回放、网络视频矩阵、设备巡检和系统日记等各种可定制服务，同步中心平台还支持对前端设备管理，服务器管理、顾客管理，报警管理，系统管理、日记管理和录像管理等，满足顾客各种应用需求。　
1.3.4 强大环境适应性
本次设计，所选用产品不但满足恶劣气候环境，且其也能对抗恶劣电磁环境；选用摄像机是符合室外使用规定，其防护级别为IP66；贝尔车载系列硬盘录像机针对车辆运营环境较差，对散热、防尘、防水规定高，进行了特殊解决，可满足安装在车内特殊环境下长期运营规定，其防护级别为IP54。
车载硬盘录像机各硬件接口都配有螺丝锁扣，与外接设备连接牢固可靠。
为保证不对车内其她设备电磁干扰，屏蔽外接干扰对车载机影响，贝尔车载硬盘录像机对机身进行了特殊解决，通过了电磁兼容测试，达到了GB-13837-原则规定。车载硬盘录像机，电源设计参照了ISO7637-2:《道路车辆—由传导和耦合引起电骚扰》原则设计，可以过滤高达DC 153V电源毛刺，保证设备稳定工作。该电源通过特殊设计，具备了断路、短路、过流、过载保护功能，对设备保证正常运营起了重要作用。

第2章 系统详细设计
2.1 车载系统前端设计
在公交车内布置4个摄像机，4个摄像机监控范畴覆盖公交车内95%以上场合；在司机左侧安装拾音器，实现音视频同步采集；在司机右侧安装预报警按钮，浮现紧急状况时，按下报警按钮，则监控中心将收到报警信息，监控中心依照监控图像，拟定事故性质、级别，按照一定预案，实行应急指挥；在操作台上设立一显示和调动功能一体公交显示调度屏，实时显示视频和公交调度信息。 
公交车上还配备手唛，驾驶员可通过手唛对车内乘客喊话提示；车厢内外配备喇叭，对手唛喊话信息、语音对讲信息以及预录语音进行扩声；公交调度显示屏还需要把公交车上投币机/IC卡刷卡机、客流量计等信息采集仪器设备接入到系统，并通过车载DVR接入到中心，接受中心统一管理配备等。
2.1.1 前端系统构造
公交视频监控智能调度系统前端子系统由车载主机、嵌入式摄像机、拾音器、驾驶员报警按钮和公交调度信息屏构成。由此则可实现：前端信息采集、视频本地显示、公交车内其她系统接入、公交车信息显示、视频编码存储及传播、公交调度等。
公交视频监控智能调度系统前端子系统内部拓扑示意图如下：

图6公交车内系统构造
1、 前端信息采集
公交车内安装4个摄像机负责整个车厢视频监控，车辆安装拾音器负责车内拾音，当有紧急状况时，可通过车内报警按钮把报警信息发送到中心。通过车载DVR内置GPS模块采集GPS信息，实时上传到中心。
2、 视频本地显示
公交调度信息屏在特定状况下作为视频显示屏使用，如：当公交到站下客时，下客门启动则显示对下客门视频；当公交车辆在倒车时，挂档倒车则显示倒车视频。
3、 公交车内其她系统接入
通过接在公交调度信息屏上手唛，司机可对车内进行喊话，公交车上喇叭发出预先录制提示音、司机喊话、以及中心与车内对讲信息，其中喊话功能优先。
公交车内投币机、IC卡刷卡机、客流量计等车内信息采集仪通过RS232/485接至公交调度信息屏，接受系统统一管理。
4、 公交车信息显示及刷卡数据上传
公交调度信息屏可通过预留接口连接到公交车内LCD显示屏，LCD上显示某些多媒体视频、广告娱乐等信息。
车内外LED显示屏通过RS232/485连接到公交调度信息屏，LED上可显示车辆到站信息等。
IC卡刷卡机通过RS232/485连接到公交调度信息屏，屏上可显示刷卡计数信息，信息同步保存到车载DVR，并通过DVR内置3G模块上传到监控中心平台进行集中存储。
5、 视频编码存储及传播
车载DVR采用实现公交车内前端音视频编码存储，并通过内置3G网络传播模块实时传播。
6、 公交调度、信息管理
公交调度信息屏除了实现公交车内其她系统接入功能外，还实现了公交车报站功能；公交车辆行车状态信息显示，超速报警提示等；调度中心短消息下发进行语音播报，回答可用预设短信方式，也支持手写输入；驾驶员考勤管理，可以手动输入或者非接触式IC卡刷卡方式；DVR操作菜单显示，及工作状态查询、报警信息提示、参数设定等。
2.1.2 设备布置

图7公交车设备布置
1、摄像机
前端摄像机重要负责采集车内外视频信息，为了保证车辆及人员安全，规定摄像机覆盖范畴要到达95%以上，保证车内无死角。前端摄像机采用2.8mm广角彩转黑红外夜视高清晰CCD摄像机，摄像机辨别率在480线以上，照度黑白0.01lux，彩色0.1lux；摄像机通过车载硬盘录像机取电。
1）、 前门摄像机
安装于驾驶座后方车内顶板，镜头对着前车门及驾驶座位置，拍摄乘客上车、投币箱、司机驾驶等状况，可记录乘客上车信息并规范司机驾驶行为。
2）、 车前摄像机
位于在汽车挡风玻璃背面，可安装在车内天花板或仪表板上，镜头朝前，用于拍摄前方道路状况、行车标志信息、红绿灯等，有助于提高驾驶员交通规则意识，保障行车安全。
3）、 车厢前部摄像机
位于车厢前部车内顶板，镜头方向向后，重要拍摄车厢前部位置，可基本拍摄到车内所有位置，用于记录乘客各种行为，便于事后查证。
4）、 车厢后部摄像机机
安装在车厢中后部天花板上，镜头朝向后部并兼顾下车门，重要拍摄车厢后部位置以及乘客下车状况。
实际效果图：

2、前端拾音器
系统前端布置用于声音采集设备拾音器，可用于对车内声音进行实时采集。
3、紧急报警按钮
车辆上可以安装紧急报警按钮，在车辆发生紧急事件时，可以由司乘人员触发报警按钮，向管理中心报警，有管理中心迅速作出反映。
4、公交调度信息屏
系统在驾驶室布置一台集7英寸彩色液晶显示屏一体公交调度信息屏，用于驾驶员观测视频状况，以及执行公交调度、设备接入等功能。显示屏采用逐行扫描方式，辨别率为800×480。驾驶员提供遥控器切换显示车内状况，可选取单路画面，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有关功能如：资料查询、系统升级、数据资料下载等功能。
公交调度信息屏由车载硬盘录像机供电。
2.1.3 设备选取
1、 车载3G视频终端

设备型号
贝尔科技BE-16C系列
操作系统
嵌入式RTOS操作系统
视频压缩原则
H.264
预览辨别率
PAL：704*576（4CIF）；NTSC：704*480（4CIF）
回放辨别率
4CIF/ DCIF/ 2CIF/ CIF/ QCIF
视频输入
4路/6路/8路（PAL/NTSC自动辨认；电平：1.0Vp-p，阻抗：75Ω）
视频输出
1路（PAL/NTSC可选；电平：1.0Vp-p，阻抗：75Ω）
视频帧率
PAL：1/16～25帧/秒；NTSC：1/16～30帧/秒
视频压缩码率
32K～2M可调，也可自定义，上限8M（单位：bps）
音频压缩原则
OggVorbis
音频输入
4路/6路/8路（线性电平，阻抗：1kΩ）
音频输出
1路（线性电平，阻抗：600Ω）
码流类型
可选取单一视频流或复合流
报警输入
3路高/低电平触发
报警输出
2路开关量或干节点输出
行车记录
4路高低电平行车信息输入
3G网络传播
内置TD-SCDMA、EVDO、WCDMA模块或WIFI模块（可选）
GPS定位
内置高敏捷度GPS定位模块
数据存储
双2.5英寸可插拔SATA/SSD硬盘
硬盘保护
军转民硬盘减振专利技术
数据备份
插拔硬盘备份、USB备份
通讯接口
LAN、RS-422、RS-232、USB接口各1个
延时关机
车辆熄火后可延时5分钟 ~ 6小时后关机
定期开关机
24小时定期开关机
电源输入
DC +6 ~ +36V
电源输出
DC +12V/2A、DC +5V/2A
设备功耗
≤10W
工作温度
-15℃ ~＋55℃
工作湿度
10％~ 95％
产品尺寸
236mm（宽）×73mm（高）×210mm（深）
产品重量
约3Kg
设备操作
红外遥控器

2、 公交信息调度屏 BE-18A

设备名称
智能公交调度报站信息屏BE-18A
解决器
飞思卡尔i.MX51(CortexA8解决器车载专用)
操作系统
WIN CE
显示辨别率
800x480（WVGA）
视频输入
1路（接入DVR视频输出）
视频输出
2路（用于媒体播放）
音频输入
1路（接入DVR音频输出）
语音对讲接口
1路（接入DVR对讲接口）
SD卡
支持2张SD卡（可存储报站信息和媒体录像）
报站
2*25W喇叭，可进行GPS自动报站
通讯接口
接口2个、USB接口1个、LAN接口1个
电源输入
DC +6 ~ +36V
电源输出
DC +5V/1A
设备功耗
≤10W
工作温度
-20℃ ~＋65℃
工作湿度
10％ ~ 95％
产品尺寸
183 x 89 x 46 mm3
产品重量
2KG
设备操作
红外遥控器

车载摄像机

型号
参数
BE-420
BE-480
BE-540
420TVL1/3"CCD红外防水半球型摄像机
480TVL1/3"CCD红外防水半球型摄像机
540TVL1/3"CCD红外防水半球型摄像机
摄像机
传感器类型
1/3"SONY CCD
信号系统
PAL/NTSC
有效像素
PAL:500(水平)×582(垂直)
NTSC:510(水平)×492(垂直)
PAL:752(水平)×582(垂直)
NTSC:768(水平)×494(垂直)
最低照度
0.1Lux @ (F1.2,AGC ON),0 LUX with IR
0.2Lux @ (F1.8,AGC ON),0 LUX with IR
快门
1/50(1/60)秒至1/100,000秒
镜头
6mm@ F1.8 (3.6mm,2.8mm可选)
水平视场角:47°(6mm)
镜头接口类型
M12
调节角度
水平:0°~355°；垂直:0°~ 75°
日夜转换模式
电子彩转黑
水平解析度
420TVL
480TVL
540TVL
同步方式
内同步
视频输出
1Vpp Composite Output(75Ω/BNC)
信噪比
不不大于48 Db
普通规范
工作温度和湿度
-10℃~60℃,湿度不大于90%(无凝结)
电源供应
DC12V±10%
功耗
3W MAX
防护级别
IP66
红外照射距离
10-20米
尺寸(mm)
89.6×59.1
重量
400g