智能交通GPS定位客車視頻監控系統的應用研究

       智能交通GPS定位客車視頻監控系統能夠保證車輛移動過程的數據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的的嚴格要求，是全數字化、智能化、網絡化、系統化無線監控系統的典型代表。

　　一、概述

　　近年來，隨著交通的發達，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超載，超速，帶違禁物品等等經常發生。而且在經常發生在高速或是無人的路段，給監管帶來相當大的難度。普通人工或是起點的監控己經遠遠無法滿足現在監管，需一套現代化動態時時遠程客車監控系統來完善客車監管。

　　現代化監控系統特點解決以下問題：

　　1、嚴防超載

　　2、時刻定位客車位置

　　3、乘客狀態監控

　　4、嚴防超時駕使

　　5、車速度監控

　　6、客車信息時時診斷

　　7、異常報警

　　8、視頻監控等等各項問題的解決

　　二、系統組成

　　本系統由帶系統軟件的主站，F7623GPS+EVDO路由器，傳輸終端，視頻服務器DVR，攝像頭，控制設備等設備組成。

　　控制設備：能把每次進站的考勤數據和每一趟車的車的運行狀態匯總到中心管理站進行分析處理。

　　四信F7623：傳輸終端采用廈門四信的F7623，為用戶提供安全，高速，穩定可靠，各種協議路由轉發的無線路由網絡。

　　監控中心：監控中心負責給個傳輸終端提供VPN接入服務，同時對音頻，視頻，狀態數據進行分開處理，從而實現視頻監控，狀態監視、車輛定位和信息服務等系統功能。

　　三、系統總架構

　　該系統把客車或列車上視頻攝像頭的圖像傳給視頻服務器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發射到運營商的evdo網絡，最終到達總部，實現視頻數據的交互、發送/接收、加解密、加解碼，鏈路的控制維護等功能。在本系統中，我們可以得到現場返回來的動態圖像及車載終端其他數據信息，所有的數據都是通過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，觸發傳輸。

　　四、系統功能

　　1、根據平臺系統可以統計出各個時段，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務的開展。行車計劃與配車排班業務完成公交車輛復雜生產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，進行了算法和實現進行了優化，使該功能適應于廣泛的客車用戶。

　　2、監控調度指揮業務完成現場的車輛運行狀況的監控，并根據現場的復雜多變的情況實時的調整車輛運行指標，提高運行計劃的完成率，避免因事后調度而導致的生產效率低下。

　　3、決策分析業務就是對這些原始數據進行分類、抽象、整理、統計等發掘工作以報表的形式向公司的決策領導層從多角度，多方位提供公司的營運狀態分析數據。

　　4、數據交換系統：數據交換系統是在ACE的基礎上，結合公交監控實時性數據要求較高的特點，在滿足數據接入、數據解析、數據路由的功能基礎上，建立了具有良好擴展性的通訊協議平臺，對大大減少系統升級帶來的工作量。

　　5、報警功能：當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和參數指標的處理分析，再配合管理工程師的診斷，可以及時對車載系統的故障進行診斷，確保車輛安全運行。

　　7、視頻監控：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(人員數，客車服務情況，客車治安等)進行直觀的監控并提供各種有效的，有力的各種依據。

　　五、項目架構實施

　　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、各種車載控制設備。攝像頭負責采集視頻語音數據，然后交由DVR進行壓縮編碼處理，車載控制設備負責采集各種車輛運行數據。

　　2、數據傳輸終端

　　DVR采集到圖像數據信息后，要通過Internet把數據發送到監控中心。而系統中完成DVR與Internet網通訊工作的就是四信的F7623CDMA-EVDORouter和EVDO網絡。F7623CDMA-EVDORouter是目前國內唯一采用ARM9處理作為系統平臺的工業無線路由器，最大限度地提高系統的吞吐量，使視頻監控圖象更加流暢。該傳輸設備具有多重看門狗，和在線保持機制，能夠確保設備穩定，長久地運行，從而有效保證數據傳輸的可靠性。同時考慮到安全性的問題，設備支持VPN隧道，固定IP撥號，雙向認證的功能，充分保證系統的安全性和穩定性。設備采用WEB配置和CLI配置的方式，用戶只需一些簡單的參數設置便可投入系統穩定運行。F7623提供一個以太網口和一個串口，以太網口用來傳輸視頻語音數據，串口用來傳輸車載控制設備的信息。

　　3、數據中心軟件平臺構建

　　監控中心架設有一臺VPN服務器，它負責各傳輸終端(F7623設備)提供VPN接入服務;同時監控中心對各種數據進行分開處理，圖像數據可以采用DVR提供商給的視頻監控軟件，也可以根據他們的SDK進行開發;狀態信息根據四信提供的動態鏈接庫來開發各種數據監控軟件。該公車視頻監控系統監控的任務主要分三方面：視頻監控，狀態監視、車輛定位和信息服務。

　　視頻監控：實時或定時地傳輸車載內的視頻數據。

　　狀態監控：上下客數：記錄每個站點上下乘客數量。行駛資料：記錄發動機信號，行駛速度、開關車門、剎車信息等。

　　車輛定位：

　　1）實時位置。通過車載設備中GPS模塊，實時取得車輛當前位置信息。

　　2）線路狀態。監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：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

　　如下為VPN隧道實現的網絡結構圖，四信的evdo無線路由器作為VPN客戶端，主動連接到VPN服務器。VPN服務器對其進行認證，認證通過后，分配各種隧道地址給各個路由器。這樣現場的各個路由器和監控中心的VPN服務器就組成了一個私有的安全的局域網，局域網內各臺設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)的視頻服務器，通過無線路由器和監控中心建立的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器其它方面的設置也可達到直接訪問客車1號與客車2號里面觀看實時畫面。

　　示意圖

　　六、總結

　　隨著科技水平的不斷提高和無線網絡技術和數字視頻壓縮技術的發展，在3G無線網絡上傳輸視頻，音頻及數據成為一種趨勢，車載無線視頻監控系統具有其他無線監控系統無法比擬的功能和特點，能夠保證車輛移動過程的數據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的的嚴格要求，是全數字化、智能化、網絡化、系統化無線監控系統的典型代表。無線傳輸系統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、消防武警現場指揮和勘探，以及水利防汛、道路搶險、城管督察等緊急應急指揮系統。

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