公交车车载监控系统方案Word下载.docx

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5、由于每天使用路单、报表、票务单等，一线工作人员需要输入大量运营基础数据，而造成大量人力成本及纸张的浪费，并造成城市公交人员的工作困难；

6、信息提示需驾驶员人工操作，增加驾驶员的工作强度，并且经常出错或者根本就不提示；

此外目前有效管理数量众多的仪器设备等也相对复杂，不能及时发现设备问题（经常出现夏天公交起火主要原因是车内设备老化）。

由于传统的、手工的、低效率的劳动密集型工作方式，已经不能适应现代化的公共交通事业面向新世纪的需要。

因此需要开发智能化公交运营管理系统，以改变传统的公交管理模式。

1.3设计目标

随着信息技术的发展，特别是GPS卫星定位技术、3G通讯技术、GIS地理信息系统技术的成熟和广泛应用，使得应用最新科技研制智能化的公交管理系统成为可能。

根据系统实际需求，利用目前已有信息化资源，本系统应实现如下建设目标：

1、采集所有公交车实时视频及其它相关信息，对及时准确发现违法犯罪活动，调查收集证据，处置突发事件，设备维护等提供依据，实现智能调度、精确化管理、为解决纠纷和治安事件提供事实依据。

2、综合服务管理平台采集所有公交车辆的运输信息，通过统计、分析和归纳等科学手段，为公共交通运营体系的改善、提升提供科学合理的数据资源；

3、对规范公交司机驾车行为实施有效监督，为加强公交公司内部管理提供有力的技术手段；

4、引入无线通讯技术、计算机技术及网络技术，实现了智能调度、现场监控、报表统计、后勤及服务支持、运营及管理决策等功能，使得公交公司的整体素质有了一个质的飞跃，极大提高了公司的运营管理及优质服务水平。

5、进行公交整体监控网络建设，包含公交停车场站、公交站台、金库等全面联网监控，增强公交公司安全管理水平。

系统建设中全面采用视频监控技术、3G无线通信传输技术、恶劣环境大容量数据存储技术、GIS可视化操作技术、智能分析技术，形成一套针对公交公司日常运营管理各个环节的综合服务管理平台。

1.4设计原则

系统的建设将在追求性能优越、经济实用的前提下，应遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。

力图使该系统真正成为符合公交业务实际应用的信息平台。

并综合考虑维护及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。

从技术措施角度来讲，在系统的设计和实现中，严格遵守以下原则：

●先进性和前瞻性：

本系统所有的组成要素均充分地考虑其先进性，使系统的扩充和维护简单化，并满足不断提升的信息化建设与应用的要求，保证其在相当长的时间内具有技术优势，能够适应未来技术发展的潮流。

●标准性和开放性：

本系统采用的硬件设备及软件产品均支持国内、国际通用的标准网络协议，选用的设备和技术均符合部标、行标的统一要求，符合总体设计要求，确保在统一的标准下，实现上下级信息网络的互联互通。

●开放性：

即在遵循标准性原则的基础上，采用开放的技术、结构、系统组件、用户接口，采用开放的、通信协议和技术标准，保障系统在互联或以后的扩展过程中能够稳定有效的运行，以满足业务应用需求。

●安全性和可靠性：

设备的单点故障不影响系统其他设备的正常运行，设备可带电修复故障而不影响系统的总体工作。

并采取一定的预防措施和建立应急处理系统，以保证整个系统达到365天×

24小时工作的要求。

●可维护性和易管理性：

整个系统中的各种设备，应是使用方便、操作简单易学，并便于维护。

针对复杂和庞大的信息化系统，要求有强有力的管理手段，以便合理的管理设备资源，监视设备状态及控制设备的运行。

在设计和实现系统时，考虑整个系统的便于维护性，以使系统在万一发生故障时能提供有效手段及时进行恢复，尽量减少损失。

●可扩充性：

系统的结构具有可扩展性，即设备在系统结构、系统容量与处理能力、物理联接、产品支持等方面具有扩充与升级换代的可能，采用的产品遵循通用的工业标准，以便不同类型的设备能方便灵活地接入，并满足系统规模扩充的要求。

●兼容性：

根据系统开放的协议，可方便地开发系统新的应用功能要求，实现新的上层应用和不同系统之间的互联、互通、互控。

系统设备满足扩充及更换部分设备时的通用性和可替换性，以及和不同厂商设备的兼容性，对系统的管理，根据需要按可分可合的要求进行组合，即在保证单独系统可独立运行的前提下，充分考虑多系统的综合管理，最终实现系统的高度集成化。

第2章系统总体设计

2.1设计思路

建设本系统的思想内核是借助先进的科学技术，结合人性化地设计理念，构造一套精密、复杂、庞大的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的保障。

2.2系统构架

图1车载监控系统构架

2.2.1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部分组成：

车载前端系统、传输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输至中心管理系统；

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。

通过将原有的GPS的那位系统、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，生成运营统计报表。

传输网络包含无线移动通信传输链路和固网专线传输链路两部分，通信基站接收到来自前端公交车的数据信息之后，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，是执行日常监控、公交调度、应急指挥的场所。

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、报警处理等功能，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。

车载监控系统主要实现功能：

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（可根据需要增加至6路或8路）视音频实时监控和录像，采用双码流技术和利用高效的编码效率使所需要的码率更低，设置变码率可进一步降低总体传输码率，以降低网络承载的压力和本地存储容量。

2、基础信息管理

包括车载终端设备管理、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。

基础信息管理还包括外接设备的管理。

3、车辆定位监控

车辆定位监控是公交运营调度系统的基础功能，包括：

GPS实时定位、线路运行监控、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

包括发车信息、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

系统提供公交所需的各式营运报表的生成、查询、EXCEL格式显示、统计图显示、打印等，以利于公交公司充分掌握营运情况，为分析决策提供详实及时的数据支持。

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运行状态、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的报警功能可以选择报警类型，如车祸、堵车、歹徒劫持、小偷偷窃等，将车辆情况上报中心。

车内并安装紧急报警按钮，遇到突发紧急情况，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件，建议设置定时计划录像；

监控中心利用存储服务器保存重要录像和备份录像，重要录像包括报警录像、电视墙显示过的视频图像，备份录像包括手动从前端下载录像，或自动按计划下载录像。

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的工作状态实行自动监测，当设备运行异常或故障时，监控中心将产生报警提示，包括故障点位置和造成故障的原因。

12、IC刷卡机数据上传

通过连接IC刷卡机能够实时上传到视频监控平台，能够让监控中心管理人员即时掌握营收情况。

2.2.2公交场站监控系统构架

图3公交场站系统构架

公交场站监控系统主要由模拟摄像机、DVR主机、交换机、视频分析服务器组成，并可以连接调度指示牌、考勤机、广播、报警设备等。

通过一整套设备，实现公交场站的安全管理。

公交场站主要实现功能：

1.实时监控公交场站、加油站动态。

2.智能检测识别可以有效管理车场秩序，防止逆向行驶、穿越警戒区域。

3.连接电子调度指示牌、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统计。

2.2.3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，具有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。

电子站牌主要实现功能：

1、视频监控：

通过安装在电子站牌上的摄像头，通过3G或有线网络，将车站的实时视频抓取到指挥调度中心显示。

2、公交进站预告：

利用电子地图的测距功能以及车辆的实时定位功能，进行当前车辆到站点的距离和时间测算；

3、车上载客情况预告：

可以根据即将进站车辆发送到后台的载客情况，向等车乘客预报车内拥挤情况，预测座位情况等；

4、实时路况预告：

可以依靠从交管部门获取的路面拥堵情况，向等车乘客介绍本路线车辆的行驶情况，以便乘客选择乘坐。

5、广告、广播功能：

可以实现对移动电视的播放和支持。

如无线数字发射网的数字电视信号，或使用3G带宽进行远程视频文件的传输来实现广告或新闻播放。

6、设备安装简单：

基于windows系统的嵌入式主机，支持摄像机、电子线路牌、大屏幕液晶和广播系统的统一接入和配置管理。

2.2.4金库监控系统构架

图5金库监控系统结构图

系统主要组成为：

摄像机、DVR、报警设备、语音对讲设备、门禁设备

主要实现功能为：

1.视频监控：

主要是针对金库的库房及库区全景的视频，前端的视频图像采集有普通的模拟摄像机以及IP网络摄像机、高清摄像机等，用于存储录像的混合DVR支持模拟视频信号及网络视频信号。

2.入侵报警：

金库区域部署报警设备，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，前端的报警信号统一上传至监控中心的报警服务器，并自动产生报警联动。

3.声音复核对讲：

当收到金库前端的进入库区人员的请求对话时，监控中心可以启用视频联动声音对讲请求，做现场的人物身份核对和通话请求核对，加强了对库区的安全管理。

4.门禁控制：

对金库的远程门禁控制，在工作人员进入库区的远程开关控制及进入库区的人员信息记录查询。

2.3系统特点

2.3.1视频监控与GPS定位结合

该系统充分考虑移动监控需求，同时结合领先的音视频编解码技术、GPS卫星定位、无线网络传输等技术，组成了一套先进的可快速部署的公交视频监控智能调度系统。

通过该套系统，系统不仅能实时监控车辆所处地理位置，并且通过无线视频传输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的真实情况，做到随调随看，身临其的效果。

当移动中的车辆发生报警时，通过回传的图像，监控中心能够在最短的时间内依据各种数据做出科学快速的决策，及时指挥、调度各项资源。

2.3.2结构紧凑、集成度高

目前公交视频监控智能调度系统普遍采用车载监控与GPS分离的方式，由此导致的结果是设备连接复杂、连线较多，从而导致在大震动的环境下可靠性不高的问题，且此种方式需用采用2张通讯卡，则明显存在成本偏高的问题。

同样信息显示和公交报站也是由两个设备来完成，此处也有连接复杂、连线较多由此带来可靠性不高的问题。

所以本系统中选用的是内置GPS模块的车载主机，和带报站功能的公交调度信息屏。

2.3.3专业调度平台

本系统根据高效音视频编解码技术、无线传输技术、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、营运报表统计、服务支持、辅助管理决策等功能，丰富的电子地图功能，视频监控和GIS无缝融合，极大地提高了公交企业的运营管理及优质服务水平，有效地解决当前公交企业面临的难题。

该解决方案可以向用户提供视频监控、报警联动、语音对讲、录像、录像回放、网络视频矩阵、设备巡检和系统日志等多种可定制的服务，同时中心平台还支持对前端设备的管理，服务器的管理、用户的管理，报警的管理，系统的管理、日志的管理和录像的管理等，满足用户的各种应用需求。

2.3.4强大的环境适应性

本次设计，所选用产品不仅满足恶劣气候环境，且其也能对抗恶劣的电磁环境；

选用的摄像机是符合室外使用要求，其防护等级为IP66；

贝尔车载系列硬盘录像机针对车辆运行环境较差，对散热、防尘、防水要求高，进行了特殊处理，可满足安装在车内特殊环境下长期运行的要求，其防护等级为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。

为保证不对车内其他设备的电磁干扰，屏蔽外接干扰对车载机的影响，贝尔车载硬盘录像机对机身进行了特殊处理，通过了电磁兼容测试，达到了GB-13837-2003标准要求。

车载硬盘录像机，电源设计参照了ISO7637-2:

2004《道路车辆—由传导和耦合引起的电骚扰》标准设计，可以过滤高达DC153V的电源毛刺，确保设备的稳定工作。

该电源经过特殊的设计，具备了断路、短路、过流、过载保护功能，对设备保证正常运行起了重要作用。

第3章系统详细设计

3.1车载系统前端设计

在公交车内布置4个摄像机，4个摄像机的监控范围覆盖公交车内95%以上场所；

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，出现紧急情况时，按下报警按钮，则监控中心将收到报警信息，监控中心根据监控图像，确定事故性质、等级，按照一定的预案，实行应急指挥；

在操作台上设置一显示和调动功能一体的公交显示调度屏，实时显示视频和公交调度信息。

公交车上还配置手唛，驾驶员可通过手唛对车内乘客喊话提示；

车厢内外配置喇叭，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，接受中心的统一管理配置等。

3.1.1前端系统结构

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组成。

由此则可实现：

前端信息采集、视频本地显示、公交车内其他系统的接入、公交车信息显示、视频编码存储及传输、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公交车内系统结构

1、前端信息采集

公交车内安装的4个摄像机负责整个车厢的视频监控，车辆安装的拾音器负责车内拾音，当有紧急情况时，可通过车内的报警按钮把报警信息发送到中心。

通过车载DVR内置的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的情况下作为视频显示器使用，如：

当公交到站下客时，下客门开启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、公交车内其他系统的接入

通过接在公交调度信息屏上的手唛，司机可对车内进行喊话，公交车上喇叭发出预先录制的提示音、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显示器，LCD上显示一些多媒体视频、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，信息同时保存到车载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、视频编码存储及传输

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网络传输模块实时传输。

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他系统的接入功能外，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，回复可用预设短信方式，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。

3.1.2设备布置

图7公交车设备布置

1、摄像机

前端摄像机主要负责采集车内外的视频信息，为了保证车辆及人员的安全，要求摄像机的覆盖范围要到达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，摄像机分辨率在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

安装于驾驶座后方的车内顶板，镜头对着前车门及驾驶座位置，拍摄乘客上车、投币箱、司机驾驶等情况，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后面，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，有利于提高驾驶员的交通规则意识，保障行车安全。

3）、车厢前部摄像机

位于车厢前部的车内顶板，镜头方向向后，主要拍摄车厢前部位置，可基本拍摄到车内的所有位置，用于记录乘客的各种行为，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，主要拍摄车厢后部位置以及乘客下车情况。

实际的效果图：

2、前端拾音器

系统前端布置用于声音采集的设备拾音器，可用于对车内的声音进行实时的采集。

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应。

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的公交调度信息屏，用于驾驶员观察视频情况，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，分辨率为800×

480。

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。

公交调度信息屏由车载硬盘录像机供电。

3.1.3设备选择

1、车载3G视频终端

设备型号

BE-16C系列

操作系统

嵌入式RTOS操作系统

视频压缩标准

H.264

预览分辨率

PAL：

704*576（4CIF）；

NTSC：

704*480（4CIF）

回放分辨率

4CIF/DCIF/2CIF/CIF/QCIF

视频输入

4路/6路/8路（PAL/NTSC自动识别；

电平：

1.0Vp-p，阻抗：

75Ω）

视频输出

1路（PAL/NTSC可选；

视频帧率

1/16～25帧/秒；

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）

音频压缩标准

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

可选择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网络传输

内置TD-SCDMA、EVDO、WCDMA模块或WIFI模块（可选）

GPS定位

内置高灵敏度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

定时开关机

24小时定时开关机

电源输入

DC+6~+36V

电源输出

DC+12V/2A、DC+5V/2A

设备功耗