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公交車電子監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)分析的論文
摘要本文闡述正在興起的公交車電子監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展趨勢，對車載電子監(jiān)控終端機(jī)、無線網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸技術(shù)、GPS衛(wèi)星定位功能、車輛行駛記錄儀以及中心車輛調(diào)度管理系統(tǒng)進(jìn)行初淺分析。
關(guān)鍵詞智能交通系統(tǒng)、電子監(jiān)控、行車記錄儀、車輛定位、無線視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸、車載硬盤錄像機(jī)
0引言
隨著智能交通系統(tǒng)（IntelligentTransportationSystem，簡稱ITS）在大中城市的推廣和電子監(jiān)控技術(shù)的飛速發(fā)展，公交管理部門不但需要了解車輛所在位置和車輛行駛狀況等信息，還希望能獲取現(xiàn)場的圖像，直觀地了解車輛運(yùn)營情況，這要求公交車有一個完整的電子監(jiān)控系統(tǒng)。
公交車電子監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合了行駛記錄儀、GPS定位系統(tǒng)、車載數(shù)字視頻監(jiān)控等功能，采用下列先進(jìn)技術(shù)：汽車電子技術(shù)、數(shù)字視音頻編碼技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、惡劣環(huán)境下大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)等，為城市公交集中調(diào)度管理和遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控提供完整的解決方案。公交車電子監(jiān)控系統(tǒng)不但是城市智能交通系統(tǒng)的重要組成，也是城市治安監(jiān)控系統(tǒng)重要的補(bǔ)充。
1公交車電子監(jiān)控系統(tǒng)
公交車電子監(jiān)控系統(tǒng)由車載終端機(jī)、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)、中心調(diào)度管理平臺等幾部分組成。
系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如下圖所示：
1.1車載終端機(jī)
車載終端機(jī)對視頻信號、GPS衛(wèi)星定位信號、行駛記錄儀和報警信號進(jìn)行采集、分析、處理和保存，重要數(shù)據(jù)實時上傳至管理中心。
公交車電子監(jiān)控終端機(jī)主體是車載硬盤錄像機(jī)，硬盤錄像機(jī)將前端攝像機(jī)采集的模擬視頻信號進(jìn)行數(shù)字編碼壓縮、存儲，并接入GPS接收機(jī)和車輛行駛記錄儀相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲在硬盤中，重要數(shù)據(jù)可實時上傳，歷史數(shù)據(jù)可備事后調(diào)查使用。
1.2無線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)
無線網(wǎng)絡(luò)傳輸子系統(tǒng)作為整個系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)終端到中心的數(shù)據(jù)傳輸。車載終端對采集到的數(shù)據(jù)分析整理后，通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)的平臺將車輛行駛信息、GPS定位信息、車內(nèi)視頻圖像等網(wǎng)傳至調(diào)度管理中心，供管理人員調(diào)度使用。
1.3中心調(diào)度管理平臺
中心調(diào)度管理平臺由管理服務(wù)器、流媒體服務(wù)器、GIS電子地圖服務(wù)器、調(diào)度服務(wù)器、存儲服務(wù)器等組成。對車載終端機(jī)和指揮中心主機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一管理，系統(tǒng)還可接入公安110指揮中心，在發(fā)生重大事件時可及時上傳相關(guān)數(shù)據(jù)，供相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及時做出判斷決策。
2公交車監(jiān)控相關(guān)技術(shù)的發(fā)展趨勢
公交車監(jiān)控結(jié)合了多項先進(jìn)的電子技術(shù)，包括衛(wèi)星定位技術(shù)、數(shù)字視頻編碼技術(shù)、惡劣環(huán)境下大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、無線網(wǎng)傳技術(shù)和娛樂節(jié)目廣播功能等。
2.1衛(wèi)星定位技術(shù)
車載終端機(jī)將接收到的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS（GlobalPositionSystem）的定位信息通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)定時發(fā)送至公交調(diào)度管理中心，車輛調(diào)度管理人員在指揮中心可獲取公交車輛的行駛軌跡、速度和方向等信息，并做出調(diào)度決策。
2.2數(shù)字視頻編碼技術(shù)
數(shù)字視頻編碼算法從最早的MPEG-1發(fā)展到目前的MPEG-4和H.264。車載監(jiān)控對視頻數(shù)據(jù)編碼壓縮比要求高，采用最先進(jìn)的H.264編碼技術(shù)比MPEG-4
壓縮效率提高30％以上，是目前最優(yōu)秀的編碼方式，適用于低碼流下的數(shù)據(jù)存儲和窄帶寬（如：無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境）下網(wǎng)絡(luò)傳輸。在CDMA無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下使用H.264編碼技術(shù)，可實現(xiàn)CIF格式（352×288）的圖像每秒4～6幀的視頻圖像效果。
隨著硬盤容量的不斷增大，錄像時間和內(nèi)容也越來越長、越來越多，三路視頻錄像CIF格式使用160GB的硬盤可使用15天左右，在硬盤錄滿后還能對錄像進(jìn)行覆蓋，循環(huán)使用硬盤空間。
2.3惡劣環(huán)境下大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)
公交運(yùn)行在顛簸、振動的環(huán)境下，對數(shù)據(jù)存儲非常不利。目前，國內(nèi)外硬盤錄像機(jī)廠家針對硬盤減振問題主要使用橡膠、彈簧等原料做成的避振器械對硬盤或整機(jī)進(jìn)行減振；也有的廠家在機(jī)械減振的同時加入電子減振功能，即在機(jī)械減振的基礎(chǔ)上，使用電子振動感應(yīng)器獲取外部沖擊信號，收到?jīng)_擊信號后驅(qū)動硬盤磁頭部分復(fù)位到安全區(qū)域，避免振動對硬盤的損壞。采用對硬盤進(jìn)行減振處理或使用抗振效果好的FLASH閃存，可達(dá)到數(shù)據(jù)安全存儲的效果。
2.4無線網(wǎng)傳技術(shù)
由于公交車移動范圍大，需要車載終端具備無線網(wǎng)絡(luò)傳輸功能，將實時定位信息和視頻圖像傳輸至指揮中心，同時駕駛員和中心可通過無線傳輸模塊的語音功能進(jìn)行交互。目前，可提供的無線網(wǎng)絡(luò)平臺有中國移動的GPRS/EDGE網(wǎng)絡(luò)和中國聯(lián)通的CDMA網(wǎng)絡(luò)。下表對運(yùn)營商的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸理論速度進(jìn)行比較：
無線網(wǎng)絡(luò)傳輸理論速度比較表
傳輸方式理論上行速率實際測試速率
GPRS85.6Kbps≥20Kbps
CDMA153.6Kbps≥60Kbps
EDGE118Kbps≥50Kbps
從上表來看，目前運(yùn)營商的無線網(wǎng)絡(luò)速度不是很高，只能傳輸單幀或低幀率（2～6幀）的視頻流信號，視頻圖像流暢性不好，管理中心只能從低幀率的圖像獲取車輛基本運(yùn)營情況，并做出相應(yīng)的判斷。在未來3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完成后，隨著網(wǎng)絡(luò)速率提高，視頻圖像效果將會得到成倍的改善。
2.5娛樂節(jié)目廣播功能
車載終端可以使用剩余的硬盤空間進(jìn)行娛樂節(jié)目廣播，5GB的硬盤空間可記錄20小時以上的視頻節(jié)目。不少車載硬盤錄像機(jī)廠家在產(chǎn)品中加入了娛樂播放功能，利用多余的硬盤空間存儲錄像節(jié)目，為公交公司提供公交車內(nèi)廣告和娛樂節(jié)目播放，做到一機(jī)多用，以提高設(shè)備利用率。
3小結(jié)
公交車電子監(jiān)控系統(tǒng)將分散的多個子模塊集中到一個平臺上進(jìn)行統(tǒng)一管理，全方位地監(jiān)控公交車運(yùn)營情況；公交調(diào)度管理人員利用該系統(tǒng)可直觀的了解車輛上運(yùn)行狀況，并可調(diào)用視頻圖像和語音對講功能和司機(jī)進(jìn)行交流。該技術(shù)既節(jié)約了公交公司電子附加設(shè)備的支出，又減少維護(hù)管理人員，還可利用車載機(jī)的娛樂節(jié)目播放功能播放廣告以提高公司收入。
公交電子監(jiān)控系統(tǒng)具有良好的社會效益，安裝電子監(jiān)控系統(tǒng)的公交車發(fā)生搶劫、盜竊等事件時進(jìn)行實時報警，將視頻圖像直接上傳至110指揮中心，公安部門可以盡快部署警力以應(yīng)對突發(fā)事件。公交電子監(jiān)控系統(tǒng)可增強(qiáng)乘客的安全感，對公交車輛上的犯罪行為起到威懾作用。
參考文獻(xiàn)
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[1]楊天軍，楊曉光.GPS/GIS車輛實時監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)研究.城市交通.2004年第一期
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