車(chē)載監控系統發(fā)展現狀和發(fā)展趨勢

　　車(chē)載監控終端具備車(chē)輛電源輸入接口、音視頻信號接口、衛星定位天線(xiàn)接口、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通訊接口之外，還擁有多種車(chē)身信號輸入接口、串行通訊接口、車(chē)身總線(xiàn)接口、USB及網(wǎng)絡(luò )接口等，有效采集車(chē)輛運行數據，與其他車(chē)載電子設備對接，組成完整的車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統。滿(mǎn)足公交車(chē)、出租車(chē)、長(cháng)途客車(chē)、校車(chē)、貨運車(chē)輛、危險品運輸車(chē)、執法車(chē)輛、特種運輸車(chē)輛、火車(chē)、輕軌、地鐵等交通工具內部與外部環(huán)境的監控需要。

　　一、 車(chē)載監控背景需求

　　隨著(zhù)行車(chē)記錄儀、GPS車(chē)載終端、車(chē)載娛樂(lè )系統等原有車(chē)載產(chǎn)品形態(tài)演進(jìn)，人們已不滿(mǎn)足只有車(chē)輛行車(chē)信息采集、定位數據采集、圖片抓拍等功能，還需要實(shí)時(shí)記錄視頻圖像，便于事后還原現場(chǎng)情況，能夠實(shí)時(shí)在監控中心遠程獲取前端車(chē)輛車(chē)內外視頻畫(huà)面，便于對行駛中的車(chē)輛、人員進(jìn)行可視化監管，需要實(shí)現車(chē)輛各種運行信號精確采集，便于對駕駛行為、滿(mǎn)載情況、運營(yíng)報表等提供可靠的數據來(lái)源。

　　車(chē)載環(huán)境屬于人員密集且空間封閉的移動(dòng)公共場(chǎng)所，治安狀況比較復雜，時(shí)常會(huì )發(fā)生司乘、乘客之間糾紛，乘客混雜小偷發(fā)生扒竊案件，乘客之間由于搶座、擁擠等原因導致打架等治安事件發(fā)生。車(chē)輛在運行過(guò)程中，偶爾會(huì )與其他車(chē)輛發(fā)生刮擦和碰撞等交通事故，或者與行人存在磕碰等事故，甚至存在有意的“碰瓷”情況。車(chē)輛在離場(chǎng)、離站后，車(chē)輛完全由駕駛員掌管主動(dòng)權，監管人員無(wú)法查看車(chē)輛運行情況，無(wú)法監控司機在車(chē)內行駛過(guò)程中出現的打電話(huà)、與乘客聊天等不規范行為。

　　近幾年，偶發(fā)的一些暴恐事件及個(gè)人泄憤行為嚴重威脅到公共車(chē)輛運行安全，在成都、昆明、杭州、廣州等地，針對公交車(chē)輛發(fā)生重大縱火案件，嚴重威脅乘客的人身安全。事后如果沒(méi)有視頻監控取證，難以還原現場(chǎng)發(fā)生的情況，為刑偵破案造成很大困難。

　　二、 車(chē)載監控系統構成

　　車(chē)載監控系統一般由前端車(chē)載硬盤(pán)錄像機、車(chē)載專(zhuān)用攝像機、車(chē)載LCD顯示屏、報警按鈕與狀態(tài)顯示終端及配套的線(xiàn)纜線(xiàn)材等組成。一輛車(chē)上會(huì )安裝4個(gè)至8個(gè)車(chē)載攝像機覆蓋車(chē)輛的內部和外部環(huán)境，對實(shí)時(shí)運行畫(huà)面進(jìn)行采集和編碼，把錄像數據存儲到減震保護下的硬盤(pán)里面，通過(guò)內置的GPS/北斗模塊接收衛星定位信號，利用內置的3G/4G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通訊模塊，把采集到視頻畫(huà)面數據實(shí)時(shí)傳輸到移動(dòng)視頻監控中心平臺，并能夠在地圖上定位車(chē)輛所處的位置，采集車(chē)輛運行數據上傳至運營(yíng)平臺，實(shí)現對遠程車(chē)輛視頻畫(huà)面預覽、遠程錄像回放、實(shí)時(shí)車(chē)輛定位、軌跡回放等監管功能。

　　以杭州公交車(chē)載視頻項目方案為例，通常會(huì )在車(chē)輛上安裝5路左右車(chē)載攝像頭，分別監控車(chē)輛前方、駕駛員和上客門(mén)區域、車(chē)廂內前段區域、下客門(mén)和車(chē)廂后段區域以及車(chē)輛后方區域，車(chē)載硬盤(pán)錄像機主機安裝在駕駛員座位后方或者通風(fēng)管道等隱蔽、不易觸及的位置，車(chē)載LCD顯示和報警按鈕放置在儀表盤(pán)上，便于駕駛員實(shí)施查看下客門(mén)畫(huà)面和車(chē)廂內監視畫(huà)面。

　　三、 車(chē)載監控系統特點(diǎn)

　　相比較固定點(diǎn)位視頻監控設備應用而言，車(chē)載監控終端所采用技術(shù)更為復雜。

　　高效的車(chē)載電源管理功能。車(chē)載硬盤(pán)錄像機內置電源需要符合ISO-7637-II和GB/T21437等車(chē)載電源標準，具備8V~36V寬幅電壓輸入，大功率穩壓電源輸出，以適應12V和24V不同種類(lèi)車(chē)型，能夠適應車(chē)輛啟動(dòng)瞬間低壓和拋負載時(shí)上百伏的瞬態(tài)高壓情況。對輸出電壓提供有效保護，避免因為音視頻延長(cháng)線(xiàn)短路導致設備損壞，甚至發(fā)生起火的情況。同時(shí)具有超低功耗特性，在設備待機時(shí)，避免過(guò)度消耗車(chē)輛電瓶。

　　可靠的硬盤(pán)減震技術(shù)。由于車(chē)輛行駛過(guò)程中伴隨著(zhù)激烈震動(dòng)，需要強大的硬盤(pán)減震技術(shù)，以保障視頻錄像數據能夠穩定且完整的寫(xiě)入到硬盤(pán)中，并對硬盤(pán)起到良好的保護作用，延遲使用壽命。同時(shí)，需要車(chē)載攝像機具備圖像去抖功能，避免監控畫(huà)面因為震動(dòng)導致畫(huà)面模糊或拖影現象。

　　全封閉外殼和無(wú)風(fēng)扇散熱技術(shù)。車(chē)輛運行過(guò)程中，長(cháng)期處于灰塵、水汽環(huán)境里，要求設備必須具有很好的密封性，避免灰塵和水汽進(jìn)入到設備內部，造成設備損壞。同時(shí)，由于芯片、硬盤(pán)工作時(shí)產(chǎn)生很大熱量，無(wú)法通過(guò)風(fēng)扇來(lái)進(jìn)行散熱，需要依靠良好的結構設計，能夠設備內部熱量導出，保證設備正常工作。

　　專(zhuān)用航空頭連接。采用航空接頭能夠有效保證連接可靠性和信號傳輸完整性，避免由于車(chē)輛震動(dòng)導致接頭松動(dòng)或脫落，并利于車(chē)上布線(xiàn)和安裝。針對于網(wǎng)絡(luò )型車(chē)載NVR設備，可以采用POE技術(shù)在網(wǎng)線(xiàn)上疊加供電信號，可以減少連接線(xiàn)纜，提升連接可靠性。

　　備用電源技術(shù)。在車(chē)輛遇到碰撞事故等情況時(shí)，車(chē)輛電瓶往往不能給設備供電，需要采用備用電源技術(shù)以防止突然斷電瞬間導致數據丟失。備用電源技術(shù)能夠把斷電時(shí)刻還存放在內存中錄像數據寫(xiě)入到硬盤(pán)里面，避免此刻關(guān)鍵錄像丟失。

　　無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳輸自適應技術(shù)。由于無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò )存在不同區域覆蓋信號強度不一樣的情況，需要車(chē)載DVR根據無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )信號強度情況，在信號較強時(shí)提錄像編碼高碼率，而在信號弱時(shí)，根據當前網(wǎng)絡(luò )帶寬情況，可降編碼低碼率和幀率，保證中心平臺遠程預覽畫(huà)面的流暢性。

　　可更換網(wǎng)絡(luò )模塊設計。采用模塊化設計，能夠在現場(chǎng)把原有設備的3G制式升級到4G制式，便于設備無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò )制式的升級，減輕用戶(hù)升級網(wǎng)絡(luò )制式時(shí)的成本壓力。

　　一鍵緊急報警機制。當車(chē)輛在運行時(shí)發(fā)生緊急情況，駕駛員可以通過(guò)觸發(fā)報警按鈕，把現場(chǎng)車(chē)載監控畫(huà)面利用無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò )，實(shí)時(shí)回傳到監控中心平臺，讓監管人員及時(shí)查看到現場(chǎng)情況，并能夠聯(lián)動(dòng)到110、120、119等相關(guān)部門(mén)，對現場(chǎng)情況制定應急處理預案。

　　四、 發(fā)展趨勢

　　隨著(zhù)微處理器技術(shù)、視頻編解碼技術(shù)、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)、圖像模式識別技術(shù)的迅速發(fā)展，車(chē)載監控系統也隨著(zhù)市場(chǎng)應用需求也不斷演化，并就近期及將來(lái)發(fā)展趨勢進(jìn)行展望。

　　車(chē)載視頻監控高清化

　　隨著(zhù)視頻編碼技術(shù)的發(fā)展，車(chē)載視頻監控需求也從看得見(jiàn)變?yōu)榭吹们?。監控畫(huà)面分辨率已從CIF(352×288)過(guò)渡到目前以D1(704×576)為主，預期720P、1080P及更高分辨率的車(chē)載視頻監控產(chǎn)品會(huì )逐步占據原有市場(chǎng)。

　　目前主流編解碼均采用H.264技術(shù)，隨著(zhù)H.265視頻編碼技術(shù)逐步成熟，能夠提供更高的編解碼效率，通過(guò)H.265編碼的視頻大小將減少大約39-44%，在有限無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )帶寬下傳輸更高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò )視頻，僅需原先的一半帶寬即可播放相同質(zhì)量的視頻。

　　4G網(wǎng)絡(luò )普及

　　隨著(zhù)2013年12月份工信部正式發(fā)布4G牌照，車(chē)載視頻監控隨著(zhù)4G商業(yè)化進(jìn)程也已逐步普及，相比之前3G網(wǎng)絡(luò )，4G通訊技術(shù)能夠提供更加穩定和高速的無(wú)線(xiàn)傳輸網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現遠程高清監控畫(huà)面瀏覽，可以滿(mǎn)足車(chē)載無(wú)線(xiàn)視頻監控對傳輸帶寬的要求。

　　大容量存儲技術(shù)

　　隨著(zhù)高速串行總線(xiàn)技術(shù)發(fā)展，針對大數據量傳輸需求激增，出現eSATA、USB3.0等高速接口，能夠滿(mǎn)足海量音視頻傳輸和存儲的需要，在較短時(shí)間內完成對GB級別錄像數據的拷貝。同時(shí)，針對車(chē)載環(huán)境的專(zhuān)業(yè)監控級2.5寸的硬盤(pán)容量也不斷擴大，已從之前320GB、500GB的容量發(fā)展到單盤(pán)1TB、2TB的存儲空間。

　　針對震動(dòng)環(huán)境，西部數據也推出了監控級的固態(tài)混合硬盤(pán)SSHD。

　　視頻客流統計技術(shù)

　　利用智能模式識別技術(shù)，來(lái)識別圖像畫(huà)面中乘客運動(dòng)軌跡，來(lái)判斷是上下車(chē)狀態(tài)，實(shí)現對客流數量進(jìn)行精確統計，為城市客流量趨勢及人員流向提供數據支持，滿(mǎn)足城市線(xiàn)網(wǎng)優(yōu)化設計要求。

　　人臉識別技術(shù)

　　車(chē)輛作為流動(dòng)的公共場(chǎng)合，每日人流量非常龐大，利用人臉識別技術(shù)抓拍到乘客的人臉圖片并上傳至監控中心進(jìn)行對比，及時(shí)發(fā)現小偷慣犯、在逃的通緝犯人等，在發(fā)生民事或者刑事案件時(shí)能夠提供犯罪嫌疑人的圖片，為公安圖像偵查提供有效證據。

　　車(chē)牌識別技術(shù)

　　利用車(chē)輛前、后安裝的攝像頭，對車(chē)前方和車(chē)后方的車(chē)輛進(jìn)行車(chē)牌識別，設備具備移動(dòng)卡口的功能，結合衛星定位數據在GIS地圖上可以定位所關(guān)注車(chē)輛所在位置，作為固定卡口的很好補充，很好滿(mǎn)足移動(dòng)治安刑偵的需求。

　　視頻智能識別技術(shù)

　　圖像模式識別與車(chē)載監控系統相結合，形成諸如高級駕駛輔助系統ADAS能夠為駕駛員提供車(chē)輛前防撞預警、車(chē)道偏離報警、自動(dòng)泊車(chē)等高級功能，利用圖像拼接和視頻圖像矯正技術(shù)能夠為駕駛員提供360°環(huán)視功能，基于視頻人眼分析技術(shù)能夠判斷駕駛員是否處于疲勞駕駛中，為駕駛員提供更安全可靠的輔助駕駛功能。

　　車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統

　　車(chē)載監控設備都具有豐富的擴展接口，能夠接入各種類(lèi)型車(chē)身信號，預留串行接口、以太網(wǎng)口與其他車(chē)載電子終端進(jìn)行互聯(lián)互通，通過(guò)CAN總線(xiàn)接口能夠實(shí)時(shí)采集車(chē)輛運行的實(shí)時(shí)數據，通過(guò)本身無(wú)線(xiàn)數據傳輸通道與中心運維平臺進(jìn)行信息采集和交互，儼然成為車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統中控設備。從而讓運輸企業(yè)等實(shí)時(shí)了解到司機駕駛行為、油耗統計、超員/超載統計、發(fā)動(dòng)機等車(chē)況車(chē)輛信息匯總，最終讓企業(yè)能夠針對所屬駕駛員、車(chē)輛、運營(yíng)等情況有全面的了解，可以帶來(lái)有利的經(jīng)濟效益、降低事故的損失，降低管理的成本，增加企業(yè)受益。

　　五、 行業(yè)化應用

　　隨著(zhù)行業(yè)用戶(hù)對車(chē)載監控系統愈發(fā)重視，車(chē)載監控逐步從單一的視頻監控應用向與相應行業(yè)深度結合的系統方案方向發(fā)展。交通部陸續出臺《道路運輸車(chē)輛衛星定位系統車(chē)載終端技術(shù)要求》、《城市公共汽電車(chē)車(chē)載智能服務(wù)終端》、《出租汽車(chē)服務(wù)管理信息系統—運營(yíng)專(zhuān)用設備》、《校車(chē)安全管理條例》等相關(guān)標準和條例，對車(chē)載監控系統均有迫切需求。

　　公交行業(yè)應用為例，車(chē)載視頻監控設備已經(jīng)融合到公交調度運營(yíng)系統中，具備原有GPS終端、字符顯示屏、電腦自動(dòng)報站器、下客門(mén)顯示器等諸多車(chē)載設備的主要功能為一體，演化為智能公交調度監控終端設備。并能夠與車(chē)內外喇叭、車(chē)載LED屏、CAN總線(xiàn)、公交IC卡刷卡設備、智能投幣機及多媒體播放器等設備相互連接，采集和控制其他車(chē)載終端，把完整運營(yíng)數據上傳至調度、監控中心平臺，形成各式各樣的公交運營(yíng)分析報表。

　　出租車(chē)行業(yè)應用為例，車(chē)載監控設備已經(jīng)融合到出租車(chē)電招運營(yíng)系統中，能夠以車(chē)輛中控的角色，實(shí)現與出租車(chē)智能信息屏、計價(jià)器、空車(chē)狀態(tài)牌、服務(wù)評價(jià)器、出租車(chē)頂燈及LED屏，甚至多媒體廣告播放終端、一卡通POS消費終端等互聯(lián)互通，采集出租車(chē)運營(yíng)時(shí)產(chǎn)生的數據，并上傳至出租車(chē)電招運營(yíng)平臺。

　　諸如校車(chē)動(dòng)態(tài)監管系統、物流車(chē)輛車(chē)貨匹配系統、金融押運車(chē)運維監管系統、警用車(chē)輛動(dòng)態(tài)取證系統、鐵路車(chē)廂監管系統等行業(yè)車(chē)載智能監控系統，在此就不一一展開(kāi)詳述。

　　六、 總結

　　伴隨著(zhù)高清化、智能化及4G網(wǎng)絡(luò )技術(shù)迅速發(fā)展，車(chē)載監控系統已成為智能交通一個(gè)重要的組成部分，在公眾出行的需求急劇增長(cháng)的情況下，如何提供更安全、更便利的交通車(chē)載環(huán)境已為越多的人所關(guān)注。在智能交通迅速發(fā)展的帶動(dòng)下，車(chē)載監控系統必將廣泛普及并有擁有更大應用前景，也可以帶來(lái)更好的企業(yè)經(jīng)濟效益及社會(huì )效益。