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长途交通运输远程监控系统的组成、功能及方案设计

随着我国国民经济的高速发展，城市人口和城市群规模的不断扩大，日流动人群数量不断增加，公路、铁路、航空等交通工具数量急剧膨胀，特别是长途客运行业，具有投资少，覆盖面广、运营灵活等特点，在全国各大城市增长迅速，成为日常出行的最主要交通工具，交通状况的日益恶化，一个小小的疏漏可能就会引发严重的交通灾难，“7·22”京港澳高速(原名京珠高速)信阳段客车燃烧事故就是非常典型的案例，加之客运车上频繁发生的盗窃、抢劫等事件，长途客运安全刻不容缓 。近期高铁、动车、公路事故频发，安全将成为交通管理的重中之重 。
需求分析
如何保障长途客运车辆的安全系数，单靠传统的定点核查，显然存在客流量大、监察人员不足，路线不固定的现实问题，同时过多的安检点，势必会造成监控系统成为其中最重要的部分，它就像人类的视觉、大脑分析系统，可以起到事先进行分析判断、事后取证的作用，已经成为协助公安部门打击违法犯罪、维持社会安定的重要手段 。
城市客运是城市生活的重要组成部分，与广大老百姓利益息息相关 。在国内，已有苏州、杭州、北京、成都等城市相继建立了长途客运车载视频监控系统，通过网络监控系统，可以较好地解决了乘客乘车安全问题;保障“安全行车、规范乘车”，降低或堵截发生在车上的偷、抢、盗或自激行为;保障乘客人身财产安全 。
山东卡尔电气研发的车载3G网络视频监控系统是专门针对长途客车等交通运输行业定制的远程监控系统，通过该系统，车辆运营企业或主管部门可随时通过网络监测车辆的运行情况：通过3G视频装置实现对车内远程实时图像监控;通过GPS定位装置，可随时掌握车辆的行驶位置;通过超员报警系统，可随时自动掌握车辆的承载人数 。
系统组成
建立一套基于客运系统的远程视频管理系统，解决了以往无法远程实时监控客运车辆行驶情况的问题，监督驾驶员规范行车，合理指挥调度，使管理水平得到提高，乘客乘车的安全系数得到保障 。同时，监控摄像头的安装，可有效遏制不法分子在车内的不法行为，同时为公安机关提供需求的有效影像资料 。
长途客运远程视频监控系统，运用当前先进的计算机技术、网络技术，借助通信运营商的有线、无线传输网络，融合远程车载移动视频监控、GPS定位，超员报警、行车记录等功能，实现了对各类城市客运车辆的实时监测、调度指挥、人员车辆管理等 。
系统包括前端监控、网络传送、指挥中心三大部分，其中前端监控即在各辆营运车辆上，安装视频监控设备 。网络传送系统将各个前端监控设备所采集到的数据通过无线网络传输至监控管理中心 。监控中心信息是集计算机网络、通信网络以及智能化管理系统为一体的综合信息化平台，是实现客运监控、指挥调度和科学管理的基础设施 。系统结构图如下：
长途客运车辆无线网络视频监控系统拓扑结构图：

长途交通运输远程监控系统的组成、功能及方案设计
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拓扑安装示意图如下：

长途交通运输远程监控系统的组成、功能及方案设计
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2.1前端监控
1)车内摄像头
根据长途客运车的结构特点，在车上一般安装2个摄像头，主要位置为上车门区域、下车门区域或车内通道区域，这样可以覆盖包括驾驶员在内的整个车厢，建议采用的摄像头为红外半球摄像机，这样既不影响车内整体美观，也可以做到白天和晚上的监控 。
2)无线车载硬盘录像机
无线车载硬盘录像机是整个长途客运车载监控的核心部分，主要实现以下功能：
●视、音频信号的压缩;
●视、音频信号的无线网络传输;
●视、音频信号的本地监视观看;
●GPS信号的传输;
●录像文件的存储;
●其它音频、报警设备的接入等 。
3)客运车监控设备的供电及布线
摄像头和车载硬盘录像机使用车内电，由于长途客车型号的不同及行驶中电机转速的变动，电瓶的供电是不稳定的 。车载硬盘录像机内有稳压电路，能够将车内8~36V的不稳定电压稳定到直流12V，除满足自身工作用电外，摄像头的用电也是从中借取的 。
硬盘录像机内有延时关机功能，确保在司机忘记关电的情况下，设备能够自动断电，防止将车内电瓶的电耗尽，不能打火启动车辆 。
客运车内布线要求整洁、美观，不能影响整车的美观及安全系数，对先了解车内的布线通道，尽量沿用已有通道，对确实无法走线的区域，要加走线槽板固定 。
2.2网络传送
结合长途客运车的实际情况，对于长途客运车监控，无线监控是最好的选择 。
长途客运车是移动的，视频信号的传输必须是无线的，在现用的无线传输方式中，WIFI方式绝大部分城市未覆盖到，卫星、微波通信成本太高，当前，基于WCDMA、EVDO、TD-SCDMA的3G无线网络是目前最适合的方式 。
1)WCDMA或EVDO目前基本覆盖到所有城市建成区，几乎不存在盲点问题 。
2)资费尚可，在所有无线传输中，由于网络是现成的，无需二次建设，投资成本最低 。
3)WCDMA或EVDO网络经过多年升级，已可以满足上百K的传输速度，具备传输实时视频信号的能力 。
【长途交通运输远程监控系统的组成、功能及方案设计】 2.3指挥中心
在指挥中心建立长途客运车网络视频远程监控系统管理平台，实现前端设备和后台监控的集中管理控制 。视频监控系统使用数字视频技术、计算机通信技术、网络技术、移动通信技术、动力供电系统等相关设备，通过实时动态监控、记录查询、网络传输、分级控制、授权访问、资源共享等方式，实现对监控区域、地点、重要目标的实时监控 。
长途客运车网络视频监控系统整体系统设计为数字接入方式的全数字型，前端监控设备通过数字编码设备将模拟信号编码为数字信号，通过无线结合有线网络汇接入控制中心，接入控制中心的数字信号由管理平台进行统一管理、存储、显示 。
3.1远程视频监控
可在长途监控中心远程实时调取每辆客运车内的实时视频图像，获取行驶车辆的即时信息，包括车内乘客数量、行驶地点、服务态度等 。
3.2音频监听和对讲
通过无线网络，在后台可随时监听每辆车的实时音频，结合视频图像，实现音视频同步监控 。
3.3设置紧急报警装置
紧急报警按钮安装在驾驶员旁边，当客车出现异常、紧急情况时，驾驶员可立即按报警按钮，后台中心可立即接收到车辆报警，启动应急预案进行相应处理 。
3.4录像存储
1)前端存储
根据客运车的特点，我们设计了硬盘或SD卡存储模式，进行本地存储，优点是存储容量大，可存储数周以上的数据 。
采用内置式存储方式，所选硬盘为车载专用，容量为320GB，可连续存储时间80天(CIF格式)，支持U盘，USB硬盘数据导出功能;采用专业硬盘减振加固技术，确保硬盘不受到车体振动、颠簸等影响 。
同时可在前端设备调取每辆客运车的历史监控录像，录像保存日期根据车载硬盘或SD卡的容量决定 。
2)中心存储
每辆客运车辆的重要视频资料统一存储在中心服务器上，主要记录车辆实时内部图像、乘客数量、当前位置、上下人员、停车地点、行驶路线等，进而进行超员、私拉乱停、超速、违禁物品等管理，进行集中调度、统一管理，达到消除各种隐患的目的 。图像中心存储安全可靠，保证图像存储、调阅的方便与快捷 。可根据车辆、时间段、摄像头位置等条件进行检索、查看 。
3.5GPS定位功能
在车载设备内部内置或单独配置GPS模块，实现GPS定位功能 。GPS定位监控系统是集现代车辆实时监控、智能管理、调度、防盗反劫为一体的系统，系统主要由车辆实时监控调度;历史轨迹回放;节点、区域、行驶线路定义;车辆资料管理;司机资料管理;车辆行驶数据分析;营运数据管理;用户权限管理等模块组成 。GPS/GPRS车辆动态管理服务系统，是运用全球卫星定位、公用移动通信、计算机网络、信息数据库、地理信息等一系列技术，是一项先进的综合性电子系统工程 。GPS轨迹回放可查询指定车辆过去某个时间段内的行驶轨迹，并可以对轨迹进行动态回放，回放时地图自动跟随车辆位置的变化而变化，始终保持回放车辆在地图中心，并可以把轨迹信息导出到Excel 。
3.6超员报警功能
超员报警计数器能够通过利用红外探测传感器检测乘客上下车的动作并统计车上的人数，可以在使用前设置车上规定人数，当车上人数超过规定人数时，能够及时产生报警信号，通过相关设备(例如车载DVR等)可以实时将报警信号传输到控制中心 。该系统能够有效地防止人员破坏，当超员报警计数器开始工作后，该系统的任何环节出现问题即可产生报警信号 。
3.7车载考勤功能
通过在车辆上安装车载考勤系统，特别是针对多驾驶员的长途客车，每次更换驾驶员时，必须通过员工卡或指纹进行上下班考勤，考勤信息及时回传中心，防止出现驾驶员疲劳驾驶、私替代驾等影响驾乘安全的情况出现 。
3.8远程指挥调度
管理部门可根据每辆客运车内的人数情况确定是否增加班次，合理调度，避免乘客滞留、超载和道路堵塞的情况发生 。
3.9安全防范
城市客运车辆是小偷小摸事件的高发区，通过视频系统的建立，提高预警机制，保护乘客的生命、财产安全，为公安机关提供影像资料，调查取证，提高平安城市建设水平 。
3.10扩展功能
针对交通运输部文件，长途卧铺客车凌晨2时至5时要停车休息的规定，我们制定如下策略：要求当班司机禁止关闭车载监控、禁止关闭GPS等功能，利用短信报警功能，快到凌晨2时提前15分钟通知夜间驾驶人员做好停车休息的准备，就近找服务区停车休息，凌晨2时以后再通过短信报警功能提醒夜间相关驾驶人员停车休息，若驾驶人员不管不顾坚持在凌晨2时至5时行驶，相应上级管理部门通过车载视频图像、录像及GPS轨迹回放等功能，事后一旦发现车辆不按规定路线行驶、不按规定时间正常休息，主管部门根据具体情况追究相关人员责任，从而进行经济及行政方面的惩罚 。
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