智能交通GPS定位客車視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用研究

　　一、概述

　　近年來，隨著交通的發(fā)達(dá)，人流量的增大，各種客車開始增加。同時問題也隨之而來如現(xiàn)超載，超速，帶違禁物品等等經(jīng)常發(fā)生。而且在經(jīng)常發(fā)生在高速或是無人的路段，給監(jiān)管帶來相當(dāng)大的難度。普通人工或是起點的監(jiān)控己經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足現(xiàn)在監(jiān)管，需一套現(xiàn)代化動態(tài)時時遠(yuǎn)程客車監(jiān)控系統(tǒng)來完善客車監(jiān)管。

　　現(xiàn)代化監(jiān)控系統(tǒng)特點解決以下問題：

　　1、嚴(yán)防超載

　　2、時刻定位客車位置

　　3、乘客狀態(tài)監(jiān)控

　　4、嚴(yán)防超時駕使

　　5、車速度監(jiān)控

　　6、客車信息時時診斷

　　7、異常報警

　　8、視頻監(jiān)控等等各項問題的解決

　　二、系統(tǒng)組成

　　本系統(tǒng)由帶系統(tǒng)軟件的主站，F(xiàn)7623GPS+EVDO路由器，傳輸終端，視頻服務(wù)器DVR，攝像頭，控制設(shè)備等設(shè)備組成。

　　控制設(shè)備：能把每次進(jìn)站的考勤數(shù)據(jù)和每一趟車的車的運行狀態(tài)匯總到中心管理站進(jìn)行分析處理。

　　四信F7623：傳輸終端采用廈門四信的F7623，為用戶提供安全，高速，穩(wěn)定可靠，各種協(xié)議路由轉(zhuǎn)發(fā)的無線路由網(wǎng)絡(luò)。

　　監(jiān)控中心：監(jiān)控中心負(fù)責(zé)給個傳輸終端提供VPN接入服務(wù)，同時對音頻，視頻，狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分開處理，從而實現(xiàn)視頻監(jiān)控，狀態(tài)監(jiān)視、車輛定位和信息服務(wù)等系統(tǒng)功能。

　　三、系統(tǒng)總架構(gòu)

　　該系統(tǒng)把客車或列車上視頻攝像頭的圖像傳給視頻服務(wù)器DVR處理，DVR的視頻壓縮編碼模塊對其壓縮編碼，然后通過四信通信的3G的無線通訊終端F7623發(fā)射到運營商的evdo網(wǎng)絡(luò)，最終到達(dá)總部，實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的交互、發(fā)送/接收、加解密、加解碼，鏈路的控制維護(hù)等功能。在本系統(tǒng)中，我們可以得到現(xiàn)場返回來的動態(tài)圖像及車載終端其他數(shù)據(jù)信息，所有的數(shù)據(jù)都是通過VPN隧道傳輸過來的，安全性得到了有力的保證，同時DVR支持多種傳輸方式比如：實時傳輸，定時傳輸，觸發(fā)傳輸。

　　四、系統(tǒng)功能

　　1、根據(jù)平臺系統(tǒng)可以統(tǒng)計出各個時段，各個車次，各個路段的車載量，從而方便指定行車幾乎和配車排班業(yè)務(wù)的開展。行車計劃與配車排班業(yè)務(wù)完成公交車輛復(fù)雜生產(chǎn)計劃的制定和日常配車排班的管理，在行車計劃的制定過程中，進(jìn)行了算法和實現(xiàn)進(jìn)行了優(yōu)化，使該功能適應(yīng)于廣泛的客車用戶。

　　2、監(jiān)控調(diào)度指揮業(yè)務(wù)完成現(xiàn)場的車輛運行狀況的監(jiān)控，并根據(jù)現(xiàn)場的復(fù)雜多變的情況實時的調(diào)整車輛運行指標(biāo)，提高運行計劃的完成率，避免因事后調(diào)度而導(dǎo)致的生產(chǎn)效率低下。

　　3、決策分析業(yè)務(wù)就是對這些原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、抽象、整理、統(tǒng)計等發(fā)掘工作以報表的形式向公司的決策領(lǐng)導(dǎo)層從多角度，多方位提供公司的營運狀態(tài)分析數(shù)據(jù)。

　　4、數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)：數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)是在ACE的基礎(chǔ)上，結(jié)合公交監(jiān)控實時性數(shù)據(jù)要求較高的特點，在滿足數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)解析、數(shù)據(jù)路由的功能基礎(chǔ)上，建立了具有良好擴(kuò)展性的通訊協(xié)議平臺，對大大減少系統(tǒng)升級帶來的工作量。

　　5、報警功能：當(dāng)客車上在運行過程中，遇到了特殊的或者意外的情況，可以通過3G的方式把報警信息和視頻傳送回總部?？偛繉缶畔⒑鸵曨l進(jìn)行分析，及時有效地采集各種措施。

　　6、診斷功能：通過對車的各種運行狀態(tài)和參數(shù)指標(biāo)的處理分析，再配合管理工程師的診斷，可以及時對車載系統(tǒng)的故障進(jìn)行診斷，確保車輛安全運行。

　　7、視頻監(jiān)控：實時的或者定時的視頻信息可以方便公車管理員對列車行駛狀態(tài)（人員數(shù)，客車服務(wù)情況，客車治安等）進(jìn)行直觀的監(jiān)控并提供各種有效的，有力的各種依據(jù)。

　　五、項目架構(gòu)實施

　　1、采集終端部分

　　圖像采集終端部分由攝像頭、視頻圖象處理器DVR、各種車載控制設(shè)備。攝像頭負(fù)責(zé)采集視頻語音數(shù)據(jù)，然后交由DVR進(jìn)行壓縮編碼處理，車載控制設(shè)備負(fù)責(zé)采集各種車輛運行數(shù)據(jù)。

　　2、數(shù)據(jù)傳輸終端

　　DVR采集到圖像數(shù)據(jù)信息后，要通過Internet把數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心。而系統(tǒng)中完成DVR與Internet網(wǎng)通訊工作的就是四信的 F7623CDMA-EVDORouter和EVDO網(wǎng)絡(luò)。F7623CDMA-EVDORouter是目前國內(nèi)唯一采用ARM9處理作為系統(tǒng)平臺的工業(yè)無線路由器，最大限度地提高系統(tǒng)的吞吐量，使視頻監(jiān)控圖象更加流暢。該傳輸設(shè)備具有多重看門狗，和在線保持機制，能夠確保設(shè)備穩(wěn)定，長久地運行，從而有效保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。同時考慮到安全性的問題，設(shè)備支持VPN隧道，固定IP撥號，雙向認(rèn)證的功能，充分保證系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。設(shè)備采用WEB配置和CLI配置的方式，用戶只需一些簡單的參數(shù)設(shè)置便可投入系統(tǒng)穩(wěn)定運行。F7623提供一個以太網(wǎng)口和一個串口，以太網(wǎng)口用來傳輸視頻語音數(shù)據(jù)，串口用來傳輸車載控制設(shè)備的信息。

　　3、數(shù)據(jù)中心軟件平臺構(gòu)建

　　監(jiān)控中心架設(shè)有一臺VPN服務(wù)器，它負(fù)責(zé)各傳輸終端（F7623設(shè)備）提供VPN接入服務(wù);同時監(jiān)控中心對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分開處理，圖像數(shù)據(jù)可以采用DVR提供商給的視頻監(jiān)控軟件，也可以根據(jù)他們的SDK進(jìn)行開發(fā);狀態(tài)信息根據(jù)四信提供的動態(tài)鏈接庫來開發(fā)各種數(shù)據(jù)監(jiān)控軟件。該公車視頻監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控的任務(wù)主要分三方面：視頻監(jiān)控，狀態(tài)監(jiān)視、車輛定位和信息服務(wù)。

　　視頻監(jiān)控：實時或定時地傳輸車載內(nèi)的視頻數(shù)據(jù)。

　　狀態(tài)監(jiān)控：上下客數(shù)：記錄每個站點上下乘客數(shù)量。行駛資料：記錄發(fā)動機信號，行駛速度、開關(guān)車門、剎車信息等。

　　車輛定位：

　　1）實時位置。通過車載設(shè)備中GPS模塊，實時取得車輛當(dāng)前位置信息。

　　2）線路狀態(tài)。監(jiān)控車輛在線路上的行駛狀況，實時提示駕駛員按線路和時間表行駛。

　　信息服務(wù)：自動播放各種信息，例如：換乘信息，天氣，路況，廣告信息等。

　　4、VPN通道的實現(xiàn)

　　如下為VPN隧道實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖，四信的evdo無線路由器作為VPN客戶端，主動連接到VPN服務(wù)器。VPN服務(wù)器對其進(jìn)行認(rèn)證，認(rèn)證通過后，分配各種隧道地址給各個路由器。這樣現(xiàn)場的各個路由器和監(jiān)控中心的VPN服務(wù)器就組成了一個私有的安全的局域網(wǎng)，局域網(wǎng)內(nèi)各臺設(shè)備就都可以互相通訊。

　　依上圖為例，終端為客車1號（192.168.1.10）和客車2號（192.168.1.11）的視頻服務(wù)器，通過無線路由器和監(jiān)控中心建立的 VPN通道后，分別獲得的隧道IP200.200.200.6和200.200.200.5，而中心的隧道地址是200.200.200.1，所以三個隧道IP之間是可以直接互相訪問的。如果我們在路由器上通過端口映射及服務(wù)器其它方面的設(shè)置也可達(dá)到直接訪問客車1號與客車2號里面觀看實時畫面。

　　六、總結(jié)

　　隨著科技水平的不斷提高和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)字視頻壓縮技術(shù)的發(fā)展，在3G無線網(wǎng)絡(luò)上傳輸視頻，音頻及數(shù)據(jù)成為一種趨勢，車載無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有其他無線監(jiān)控系統(tǒng)無法比擬的功能和特點，能夠保證車輛移動過程的數(shù)據(jù)和音視頻的正常通信，同時可以時時定位車輛的位置，完全符合政府與企業(yè)的的嚴(yán)格要求，是全數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化無線監(jiān)控系統(tǒng)的典型代表。無線傳輸系統(tǒng)的解決方案已廣泛用于公交車輛、長途運輸車輛、貨運車輛、特種車輛、公安、消防武警現(xiàn)場指揮和勘探，以及水利防汛、道路搶險、城管督察等緊急應(yīng)急指揮系統(tǒng)。