3G 車載遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案

張賢德，李建權(quán)

廣州市高科通信技術(shù)股份有限公司

1 引言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅猛增長(zhǎng)，作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)和城市運(yùn)行所必須的重要工業(yè)產(chǎn)品、危險(xiǎn)品（石油、天然氣及其他危險(xiǎn)品等）越來越廣泛地被使用，而相關(guān)的運(yùn)輸是危險(xiǎn)品流通過程中的重要環(huán)節(jié)，其流動(dòng)性大、不易管理，一旦發(fā)生事故具有較大的危險(xiǎn)性。

近年來，隨著車載監(jiān)控應(yīng)用系統(tǒng)的普及，各大中型危險(xiǎn)品運(yùn)輸企業(yè)紛紛選用“3G車載網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)＋GPS車輛行駛記錄儀”來加強(qiáng)對(duì)運(yùn)輸車輛的全程監(jiān)控，可以解決從任務(wù)派車到安全運(yùn)輸監(jiān)控，再到車輛及駕駛員的安全監(jiān)督管理等一系列安全管理，可以有效地監(jiān)控運(yùn)輸過程，盡可能地降低運(yùn)輸?shù)陌踩[患，提高了企業(yè)的運(yùn)營(yíng)效率，一舉解決了原來危險(xiǎn)品安全運(yùn)輸中的諸多問題。

3G車載網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)綜合了車載數(shù)字視頻處理、車輛行駛記錄系統(tǒng)、3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和GIS/GPS全球衛(wèi)星定位技術(shù)，它能夠跨地域?qū)C(jī)動(dòng)性強(qiáng)、數(shù)量眾多的移動(dòng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)控、緊急救援和提供各種信息服務(wù)。3G車載網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)由車載監(jiān)控錄像系統(tǒng)、無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng) (包括3G音視頻傳輸和GPS全球衛(wèi)星定位)、中心控制管理系統(tǒng)3部分構(gòu)成，只要是有衛(wèi)星信號(hào)覆蓋的地方，就可以對(duì)所有車載目標(biāo)進(jìn)行有效的跟蹤、監(jiān)控管理。

廣州市高科通信技術(shù)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱廣州高科）開發(fā)出的3G+GPS車載監(jiān)控系統(tǒng)，具有上述優(yōu)點(diǎn)，適用于公交車、出租車、旅游大巴、物流運(yùn)輸?shù)雀鞣N車輛。

2 系統(tǒng)功能

廣州高科車載監(jiān)控系統(tǒng)是由車載終端、傳輸網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心組成的3層聯(lián)網(wǎng)式綜合監(jiān)管系統(tǒng)，提供車輛防盜、反劫、行駛路線監(jiān)控、車內(nèi)車外視頻圖像實(shí)時(shí)無線傳輸、事故快速響應(yīng)、呼叫指揮等功能，可解決現(xiàn)有車輛的動(dòng)態(tài)管理問題。車載監(jiān)控在車輛上安裝車載視頻服務(wù)器，外接攝像機(jī)。通過3G/Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控中心能夠?qū)囕v內(nèi)的圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和傳送，并采用了雙碼流技術(shù)，本地錄像采用D1分辨率，網(wǎng)絡(luò)傳輸采用CIF/QVGA/QCIF分辨率，實(shí)現(xiàn)本地編碼存儲(chǔ)和遠(yuǎn)程存儲(chǔ)。

系統(tǒng)的主要功能有以下幾點(diǎn)。

（1）實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛運(yùn)輸過程

3G+GPS車載網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器可實(shí)現(xiàn)多信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控，車載行駛記錄終端可實(shí)時(shí)監(jiān)控或隨時(shí)抽檢車輛的行駛狀態(tài)和實(shí)時(shí)位置等信息，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)信息進(jìn)行處理和存貯，能夠?qū)崟r(shí)了解車輛的行駛狀態(tài)和運(yùn)行環(huán)境，及時(shí)發(fā)現(xiàn)環(huán)境或人為問題，包括隨意停車、無關(guān)搭乘等。

（2）運(yùn)輸過程信息查詢

可隨時(shí)查詢危險(xiǎn)品、劇毒化學(xué)品生產(chǎn)及運(yùn)輸企業(yè)的信息，涉及劇毒化學(xué)品管理的法律法規(guī)的發(fā)布及劇毒化學(xué)品名錄。可查詢托運(yùn)單位名稱、運(yùn)輸單位名稱及運(yùn)輸路線，運(yùn)輸相關(guān)車輛和運(yùn)輸相關(guān)人員信息，運(yùn)輸劇毒化學(xué)品的名稱、數(shù)量及相關(guān)公路運(yùn)輸通行證的有效期等。

（3）緊急事件的應(yīng)急聯(lián)動(dòng)

包括事故現(xiàn)場(chǎng)的交通管制、事故現(xiàn)場(chǎng)周邊人員疏散、事故的緊急救援等相關(guān)信息可以實(shí)時(shí)發(fā)送到監(jiān)控指揮中心，便于對(duì)事故及時(shí)處理。

（4）運(yùn)輸結(jié)束后的信息處理

車輛到達(dá)運(yùn)輸目的地后，可通過有線/無線網(wǎng)絡(luò)下載查詢車輛行駛記錄儀與錄像文件資料。存貯的圖像和數(shù)據(jù)信息能被打印、回放，以便于檢查車輛運(yùn)行軌跡和系統(tǒng)操作日志。

（5）運(yùn)輸全程定位監(jiān)控

通過3G無線網(wǎng)絡(luò)和GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，可以將定位信號(hào)輸送到車輛監(jiān)控調(diào)度中心。監(jiān)控調(diào)度中心通過上傳的信息和服務(wù)中心實(shí)現(xiàn)車輛的定位導(dǎo)航、服務(wù)救援軌跡記錄等功能。

（6）報(bào)警功能的實(shí)現(xiàn)

3G+GPS車載網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器具有報(bào)警輸入接口，可以連接任何種常規(guī)的報(bào)警設(shè)備。當(dāng)有報(bào)警發(fā)生時(shí)，報(bào)警信息即被遠(yuǎn)傳到監(jiān)控中心，在監(jiān)控中心的GIS地圖上該車輛對(duì)應(yīng)的圖標(biāo)會(huì)不停閃爍，監(jiān)控人員用鼠標(biāo)點(diǎn)擊該車輛對(duì)應(yīng)的圖標(biāo)，該車輛的信息（如車牌號(hào)、行車路線等）和司機(jī)信息（如姓名、年齡、駕齡等）會(huì)自動(dòng)顯示出來，與該車輛對(duì)應(yīng)的視頻信號(hào)會(huì)通過3G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，監(jiān)控人員立即可以對(duì)該輛車進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。結(jié)合GPS和GIS電子地圖，警方可以立即了解到該車輛的位置，據(jù)此迅速出警。

3 系統(tǒng)架構(gòu)組成

系統(tǒng)由3大部分組成：車載監(jiān)控錄像系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、中心平臺(tái)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（1）前端監(jiān)控視頻信號(hào)采集子系統(tǒng)

車載監(jiān)控系統(tǒng)安裝在車輛上，主要功能為車輛運(yùn)行監(jiān)控、錄像及無線數(shù)據(jù)傳輸。本方案在車輛上安裝2～4個(gè)遠(yuǎn)紅外彩色攝像機(jī)，分別安裝在駕駛室及車尾即使在沒有任何光照的夜晚，也能保證看清現(xiàn)場(chǎng)情況。

由于車輛處于移動(dòng)狀態(tài)，且溫度、濕度變化很大，灰塵很多，工作環(huán)境惡劣，因此對(duì)數(shù)字錄像機(jī)的要求更高。本方案采用的車載網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器采用嵌入式RTOS操作系統(tǒng)，具有系統(tǒng)穩(wěn)定、擴(kuò)展功能強(qiáng)大等特點(diǎn)。具備機(jī)箱專業(yè)防震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，多重保護(hù)硬盤；車速、行車路線、行車狀態(tài)等與實(shí)時(shí)圖像同步記錄功能；超速報(bào)警功能，可以記錄車速、轉(zhuǎn)向、剎車停車時(shí)間等相關(guān)行車信息。錄像資料采用H.264壓縮方式存儲(chǔ)，具有圖像清晰、占用空間小、網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬占用小等諸多特點(diǎn)。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

另外汽車用電設(shè)備比較多，電壓變化幅度比較大，電磁干擾也比較強(qiáng)，這款車載網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器具有寬輸入電壓范圍的電源。其輸入電壓在DC 7～100 V的范圍，輸出電壓可保持不變，通過這個(gè)電源給監(jiān)視器和攝像頭供電，可使主機(jī)圖像在汽車待機(jī)狀態(tài)和行駛中都能保持清楚穩(wěn)定，這樣既可提高監(jiān)視器和攝像頭使用壽命，又可得到始終穩(wěn)定的圖像。圖2所示為前端視頻采集子系統(tǒng)。

圖2 前端視頻采集子系統(tǒng)

（2）監(jiān)控視頻信號(hào)數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)

除了本車監(jiān)控和錄像外，配合使用3G模塊，本系統(tǒng)還能將車上的音視頻相關(guān)行車信息通過3G模塊實(shí)時(shí)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)車輛的遠(yuǎn)程音視頻監(jiān)控，如圖3所示。

（3）中心平臺(tái)監(jiān)控子系統(tǒng)

中央監(jiān)控管理系統(tǒng)主要包括車輛監(jiān)控管理服務(wù)器。其主要功能有以下幾點(diǎn)。

·接收存儲(chǔ)：服務(wù)器接收并存儲(chǔ)車輛上3G網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器傳輸過來的音視頻圖像和和車輛到達(dá)后行駛記錄儀上的相關(guān)信息。

·司機(jī)和車輛管理：服務(wù)器通過下載錄像機(jī)上的資料可以存儲(chǔ)和管理車輛駕駛員的信息資料，包括司機(jī)姓名、年齡、駕駛記錄、車牌號(hào)碼、車型、所屬單位等。這樣在對(duì)車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控時(shí)，可以隨時(shí)調(diào)閱該車駕駛員的個(gè)人信息和駕駛記錄。管理人員可以很方便地添加、修改、刪除、查詢這些資料。

另外管理人員可以通過多種途徑，如通過無線網(wǎng)橋、普通網(wǎng)絡(luò)等將車載嵌入式主機(jī)上錄制的音視頻數(shù)據(jù)備份到計(jì)算機(jī)上，通過其集中備份和管理數(shù)臺(tái)車載數(shù)字錄像機(jī)的監(jiān)控資料。對(duì)本系統(tǒng)來說，中心服務(wù)器提供的聯(lián)網(wǎng)功能可以將分布在各地的服務(wù)器集中管理起來；對(duì)于備份到服務(wù)器上的錄像資料來說，可以通過指定時(shí)間、車牌號(hào)碼等條件來查詢，甚至刻成DVD光盤隨身攜帶。

系統(tǒng)還能通過使用GIS/GPS模塊來實(shí)現(xiàn)電子地圖的精確定位，并逐步實(shí)現(xiàn)全國(guó)電子地圖的無縫覆蓋，提供跨省運(yùn)輸?shù)膶?shí)時(shí)監(jiān)控；中心控制室在顯示運(yùn)輸車輛音視頻圖像的同時(shí)，還能將車輛所在位置GPS定位信息在GIS電子地圖上顯示出來，當(dāng)車輛發(fā)生緊急事件時(shí)，便于相關(guān)部門迅速趕赴現(xiàn)場(chǎng)處理。

4 系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）資源集中管理

圖3 數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)

視頻、云臺(tái)、報(bào)警、GPS定位、串口等資源集中管理，統(tǒng)一配置，管理方便、科學(xué)；不用針對(duì)多個(gè)設(shè)備進(jìn)行多次、單獨(dú)、重復(fù)操作，節(jié)約系統(tǒng)管理的人力、物力、財(cái)力。

（2）多級(jí)用戶權(quán)限管理

用戶名密碼機(jī)制保障了系統(tǒng)使用的安全性。管理員提供了用戶賬號(hào)的開戶、修改、刪除、密碼修改等維護(hù)操作；對(duì)于每個(gè)用戶，管理員可以分配他的操作權(quán)限（包括瀏覽/控制/管理）。

（3）隨時(shí)隨地、全實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控

通過網(wǎng)絡(luò)，用戶可以在遠(yuǎn)端隨時(shí)隨地查看現(xiàn)場(chǎng)情況，及時(shí)了解、指導(dǎo)工作，對(duì)單位形象宣傳也有很好的促進(jìn)作用。

（4）強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)錄像管理功能

系統(tǒng)不僅能夠自動(dòng)錄像、自動(dòng)清除以往錄像，還能夠提供錄像異地查詢、下載等功能。系統(tǒng)的錄像啟動(dòng)方式有以下幾種。

·客戶端本地錄像：客戶在使用監(jiān)視器軟件時(shí)可以隨時(shí)啟動(dòng)/關(guān)閉“本地錄像”功能，錄像文件保存在當(dāng)前的電腦中。

·客戶端網(wǎng)絡(luò)錄像：客戶在使用監(jiān)視器軟件（Resource User）時(shí)可以啟動(dòng)“網(wǎng)絡(luò)錄像”功能進(jìn)行錄像，錄像文件保存在預(yù)先設(shè)定、指定的網(wǎng)絡(luò)路徑的電腦中。

·按時(shí)間計(jì)劃錄像：管理員可以配置“錄像計(jì)劃”進(jìn)行有目的的錄像?！颁浵裼?jì)劃”指設(shè)定錄像類型、錄像啟動(dòng)時(shí)間、錄像停止時(shí)間、每個(gè)錄像文件的持續(xù)時(shí)間段以及錄像保存周期等。

·聯(lián)動(dòng)觸發(fā)錄像：管理員可以配置聯(lián)動(dòng)錄像，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生某些預(yù)期的事件后 （如畫面移動(dòng)檢測(cè)、紅外報(bào)警輸入發(fā)生、某個(gè)客戶登錄等），將觸發(fā)錄像啟動(dòng)。

（5）智能管理功能

智能管理主要體現(xiàn)在聯(lián)動(dòng)功能上。系統(tǒng)定義了26種事件，定義了15種可執(zhí)行的操作。管理員可以任意綁定“事件”和“操作”之間的關(guān)系，建立“聯(lián)動(dòng)”。只要有任何一種事件發(fā)生，系統(tǒng)都會(huì)按照預(yù)設(shè)定的聯(lián)動(dòng)完成相應(yīng)的“操作”，不需要人為干預(yù)，提高了系統(tǒng)的智能化，節(jié)約了管理成本。比如“畫面移動(dòng)”事件可以聯(lián)動(dòng)“錄像開始”、“打開聲光設(shè)備”、“發(fā)送文字提示信息”等操作。

（6）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活，系統(tǒng)具備良好的擴(kuò)展性

采用標(biāo)準(zhǔn)的組網(wǎng)方式，支持IP單播、多播功能，可以組成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的監(jiān)控系統(tǒng)，又可以組成一個(gè)中心對(duì)各站點(diǎn)的系統(tǒng)；在網(wǎng)絡(luò)上可以設(shè)置多個(gè)分控圖像工作站，滿足多個(gè)用戶的需要，可以組成多級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)。嵌入式的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，每個(gè)視頻服務(wù)器都是一個(gè)獨(dú)立工作的站點(diǎn)，增加/減少一個(gè)站點(diǎn)，非常方便，系統(tǒng)具備良好的擴(kuò)展性。

（7）支持手機(jī)觀看

用戶通過在智能手機(jī)上安裝手機(jī)客戶端軟件，可以實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控車輛運(yùn)行情況，方便隨時(shí)隨地瀏覽圖像。

（8）健碩的車載硬盤錄像系統(tǒng)

廣州高科通信車載網(wǎng)絡(luò)錄像機(jī)電源設(shè)計(jì)：因?yàn)槠囯娫粗饕獊碜云囯娖?，汽車在起?dòng)和行駛過程中，電瓶輸出的電壓是非常不穩(wěn)定的，特別是在點(diǎn)火時(shí)電壓會(huì)被發(fā)動(dòng)機(jī)拉得很低，在猛踩油門時(shí)電壓可能會(huì)升得很高，偶爾出現(xiàn)的瞬時(shí)電壓可能都會(huì)超過48 V，因此要求車載硬盤錄像機(jī)產(chǎn)品的電源設(shè)計(jì)能適應(yīng)這種環(huán)境。廣州高科的車載硬盤錄像機(jī)產(chǎn)品工作電壓范圍為8～48 V，抗沖擊電壓范圍為7～100 V，這樣才能保證設(shè)備在低壓時(shí)正常工作，在出現(xiàn)瞬時(shí)高壓時(shí)也能很好地保護(hù)設(shè)備不被損壞。

廣州高科通信車載網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)防震設(shè)計(jì)：高科通信采用美國(guó)進(jìn)口材料制作的震動(dòng)吸收片，能有效衰減、吸收從15～1 500 Hz頻率范圍的振動(dòng)能量，有效率達(dá)98.5%。而且該材料5年不老化，確保抗震有效性。

廣州高科通信車載網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)文件系統(tǒng)設(shè)計(jì)：車載硬盤錄像機(jī)可以說是一個(gè)新興的產(chǎn)品，可能出現(xiàn)突然斷電引起文件不完整、更換硬盤時(shí)不認(rèn)盤、碎文件不能正常播放等問題。廣州高科憑借多年的嵌入式DVR開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)了專用錄像文件系統(tǒng)，可應(yīng)對(duì)車輛所出現(xiàn)的各種異常情況，從底層上保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠性。

5 結(jié)束語

在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，隨著民眾生活水平的不斷提高，安全的重要性已經(jīng)成為生活中不可或缺的一部分。隨著我國(guó)公路運(yùn)輸事業(yè)的蓬勃發(fā)展，車輛在運(yùn)行過程中的安全性和高效管理已經(jīng)也越來越被重視。在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展的今天，隨著3G無線網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，基于3G的無線車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)為車輛打造了一個(gè)安全、遠(yuǎn)程、即時(shí)、科學(xué)的管理體系，打破了傳統(tǒng)車載攝像不能網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)谋锥?，在車輛上安裝運(yùn)用3G無線車載監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)車輛安全運(yùn)營(yíng)具有十分重要的作用。