| 一．無線車載視頻監控的發展
1. 第一代主要采用前端攝像機加監視器的方式，用來觀察乘客的上下車，司機實時觀看，但是在監控中心，汽運總公司的監控室不能對前端車輛做現場的跟蹤。
2. 第二代主要采用ＤＶＲ硬盤錄像機加ＣＤＭＡ卡方式，將硬盤錄像機和ＣＤＭＡ無線路由器整合在一起，但是視頻傳輸收到ＤＶＲ視頻壓縮算法的影響，在帶寬有限的情況下圖像的流暢性和清晰度大大降低，雖然實現了后端實時觀看，但是實現的效果非常的差。
3. 第三代采用無線視頻服務器的方式，用ＣＤＭＡ無線模塊將前端視頻壓縮后采集到后端，由于采用了國際上先進的Ｈ．２６４壓縮算法，視頻的圖像清晰度和流暢性大大增強。同時設備內部集成GPS定位模塊，實時監控車輛位置，對偏離路線、超速、異常停車等可疑行為立即報警。
二、應用領域與簡介
2.1 應用領域：
車載客運
長途客車、長途貨運、火車、路面巡警、應急指揮車，公交車
船只
巡邏艇 貨船 應急指揮船
礦產
油田，煤炭安全生產等
合力科技同時也是電信級視頻監控軟件平臺提供商。
由于軟件平臺和設備都是合力科技自主開發的，因此我們可以根據需求，提供定制功能，例如通過無線視頻服務器下載廣告或媒體文件給車載硬盤錄像機或者專用高清播放設備，解碼后通過車載電視播放，為廣電傳媒提供一個新的媒體平臺。
三．系統概述
隨著公共交通客運事業的蓬勃發展，營運人員在營運過程中的安全、管理越來越被重視，全國各地不斷發生乘客與營運人員因逃票、服務態度等問題而發生的糾紛。同時，在公共交通車輛上盜竊、搶劫和侮辱婦女的違法犯罪案件時有發生。另外，公共客運車輛的司乘人員乘職務之便盜取票款、私自搭客、順手牽羊將公款收入據為己有的行為，都給客運、公交公司帶來巨大的損失。
此在，在公安、交警、司法、城管等領域，因違紀執法、被執法對象無理取鬧而發生的糾紛數不勝數，處理不當會嚴重損壞政府行政執法部門的社會形象。
合力車載無線視頻監控系統集車載硬盤錄像、無線視頻監控、GPS定位功能于一體，可以全程記錄傳輸車輛的行駛狀態數據、多角度實時監控和錄制車內車外的音、視頻資料。管理人員和公安人員可以隨時隨地的了解車輛的運行狀態和位置，一旦發生意外情況，可以在第一時間采取有效措施，保障公眾的生命和財產安全。而車載錄像資料，可以為管理者、公安民警和司法人員在發生糾紛和刑事案件后追查和劃分責任提供強有力的辦案證據。
四．需求分析
1.通過無線視頻終端對公司管轄的車輛隨時隨地實施監管，打擊超載、超速、違章上下客行為；
2.通過特定區域（過道、車門臺階）的移動偵測，檢測可能的超載和上下客問題，向中心發出周期性報警，直到移動停止；
3.緊急情況下駕駛員可通過報警按鈕向中心發出報警；
4.報警彈出的文字信息可以修改；
5.對移動偵測報警、超速和駕駛員緊急報警采用不同的報警聲音；
6.監控中心和駕駛員可以進行簡單的語音通話（音頻效果做到能聽明白指令）；
7.四窗口時，在第四個窗口中實時顯示電子地圖和當前車輛的運動軌跡；
8.當前的位置和車速疊加顯示在某個圖像上；
9.為控制流量，沒有人觀看的設備不向監控中心傳輸視頻圖像，一般同時不超過16輛車同時觀看；
10.攝像機選擇能夠覆蓋9米長的車內空間，可提供幾款型號，由用戶自己采購；
11.車載電源不要采用逆變器，直接采用24伏轉12伏的穩壓器給攝像機供電；
12.安裝帶車載錄像的無線視頻服務器后，要求能夠遠程查詢、下載錄像資料；
五．系統設計依據
我們主要依據如下的規范和標準設計本解決方案：
《安全防范工程的程序與要求（GA/T75）》
《安全防范系統通用圖形符號（GA1T77）》
《民用閉路電視監控系統工程技術規范（GB50198）》
《民用建筑電氣設計規范（JGJ/T16）》
《智能建筑設計標準（DBJ08-47）》
《安全防范工程費用概算編制方法（GA/T70）》
《防盜報警中心控制臺（GB/T16572）》
《防盜報警控制器通用技術條件（GB/T16572）》
《入侵探測企通用技術GB10408.1》
《數字通信接口標準（G.703）》
《國際圖像音視頻編碼標準（ISO 11172）》
《報警圖像信號傳輸裝置（GB/T16677）》
《安全防范系統驗收規則GA308-2001》
六．系統設計原則
貫徹公安部關于“預防為主”、“人防與科技防相結合”的安全管理方針。
整個視頻監控系統設計先進，配置合理，符合標準化、規范化、現代化的要求。
系統設計和設備選型，充分考慮系統的可靠性、實用性、先進性和經濟性。
分布式監控，集中式管理，智能化設置、人性化操作。
系統中局部故障不影響系統全局的正常工作，系統穩定，易維護。
系統具備很強的擴展能力，為以后的系統更新、升級、擴展，預留了很大的空間。
多種網絡接入方式，適合各種網絡環境，應用領域廣泛。
七．系統設計
7.1、系統網絡結構拓撲圖
7.2、系統設計說明
系統分為前端子系統、監控中心平臺和監控客戶端三個部分組成。
本系統設計是基于CDMA無線傳輸的視頻監控系統，將視頻服務器和攝像機安裝在汽運汽車上，利用CDMA傳輸視頻信號和GPS數據，無需鋪設網線，極大地降低建設成本，同時可以輕松實現隨時隨地的遠程視頻監控與車輛軌跡的查詢，并且視頻資料可以隨時進行錄像，方便檢索查閱。系統的設計充分考慮了系統擴展性，系統擴展時只需添加視頻服務器和攝像機等前端設備，即可不影響系統正常運行的情況，實現系統擴展。相比傳統視頻監控具有不可替代的優勢。
1. 前端子系統
前端視頻采集系統由網絡視頻服務器、攝像機。報警設備等組成。其中網絡視頻服務器作為核心設備，負責將攝像機采集的各監控點視頻圖像和GPS數據并經過壓縮編碼后通過CDMA上傳到監控中心，實現視頻的遠程觀看。具體設計為：
（1）前端子系統采用車載無線硬盤錄像機(BR5024C)完成對前端視頻和GPS數據的回傳。
（2）視頻服務器和攝像機的電源由汽車來提供，直接采用24伏轉12伏的穩壓器給攝像機供電即可完成。
（3）視頻服務器和鏡頭之間通過屏蔽同軸電纜線連接，長度在300M以內。
（4）視頻服務器可以外接報警設備，駕駛員可以根據突發事件發生直接按按鈕來告知監控中心.
（5）BR5024C內置GPS接收機和硬盤錄像系統，用戶在監控中心瀏覽視頻的同時可以跟蹤車輛的運動軌跡，全面了解車輛營運情況。
（6）無線網絡視頻服務器正常工作必須有一張CDMA的UIM無線上網卡。
（7）無線視頻服務器自動撥號無線上網，獲取一個動態公網IP地址。撥號成功之后，通過CDMA1X無線通道，把通過H.264壓縮算法編碼后的圖像信息流，主動發送到CDMA網關程序中
2. 監控中心
在監控中心機房，監控中心平臺采用一臺IBM或HP小型服務器，安裝合力科技CreMedia5企業版網絡視頻管理平臺軟件和移動視頻網關軟件，單臺服務器可接入1千臺無線設備。監控中心根據需要安裝電視墻，通過合力科技的網絡視頻解碼器(CR1100D)將車輛圖像解碼成電視信號，輸出到電視墻。
（1）中心服務器上安裝“服務器管理平臺軟件”、“SQL2000”軟件，負責對整個系統的管理；
（2）存儲服務器安裝“存儲服務器”軟件，負責各監控點視頻資料的錄象。所需硬盤空間大小由錄像視頻數目、錄像時間長短、錄像保存周期，圖像質量、幀率以及畫面復雜度等決定。通常1路運動畫面1小時的錄像文件大小在70M左右，靜止圖像約20M左右，典型值約50M。例如：50路視頻錄像3天，每天錄像24小時，所需磁盤空間：50M/H×24H×3天×50路≈200G；
3．監控客戶端
（1）監控主機安裝“監視器”軟件，實現對各監控點的視頻瀏覽和攝像機姿態調整等功能。并且可以通過客戶端軟件、OSD界面等多種方式快速檢索回放錄像文件，支持遠程無線下載錄像片段
（2）監控中心安裝有網絡視頻解碼器，負責將前端的采集來的數字信號解碼還原出圖像和聲音傳輸到電視墻上。
（3）手機用戶可以直接登陸中心服務器觀看前端視頻。
八. 系統功能
8. 1遠程圖像傳輸
系統采用CDMA無線傳輸，根據設備的不同可使用一張或者二張CDMA卡傳輸視頻。監控中心安裝視頻監控服務器，局域網中的授權用戶可客戶端軟件監控遠程現場。不同的監控用戶可根據自己的監控需求靈活切換到任意一個監控現場，可多人同時觀看一個現場，也可以不同用戶選擇任意現場監控。
8. 2遠程設備監控
監控用戶可分配給不同的控制權限。控制權限高的用戶可優先對設備進行控制，如控制云臺轉動選擇監視區域對象；調節攝像機鏡頭改變監視范圍和觀察效果；還可以對指定的其他現場設備開關進行控制等。
8．3多畫面監視
系統具有在同一客戶終端上同時監視一路、四路、六路、八路、九路、十路、十二路、十六路前端圖像的功能，用戶點擊某一路圖像時可放大實時監控。
8．4多畫面輪巡
監控用戶可將監控現場在特定的時間間隔內按順序輪流切換，也可在一個圖像框內輪巡顯示全部的攝像機畫面。畫面切換間隔時間可靈活設置，畫面間隔時間可調節。
8．5控制優先權機制
管理機制完善，可以給不同級別的用戶分別分配相應的控制權限。
8．6錄像與回放
用戶可以按時間、攝像機號、報警事件等條件智能化快速檢索回放記錄的錄像資料，可以用軟件內置的播放器進行播放。圖像播放速度可手動調節。
8．6．1計劃錄像
系統管理員可設定多個時間段對多個監控前端的圖像進行錄制，圖像數據保存在圖像監控系統服務器的硬盤上。定時方式可選擇單次錄像和每天定時錄像，各個時段可以單獨設置。錄像速度可以調節。
在前端，BR5024C采用車載錄像專用存儲格式，可以有效預防因文件系統破壞導致錄像丟失的問題。同時BR5024C與其它硬盤錄像系統不同，可以從任何時間點下載任意時間長度的視頻，而不需要按文件下載。
8．6．2報警自動聯動錄像
若某一報警探測器布防時選擇錄像功能，則當該報警探測器有報警發生時，自動進行錄像，錄像時間用戶可以事先設定，錄像速度也可以調節。報警自動錄像文件保存在圖像監控系統服務器的硬盤上。
8．6．3手動錄像
監控終端用戶可根據需要隨時選擇系統各個監控前端進行錄像控制，圖像數據保存在客戶端本地的硬盤上。
在前端，CR5024M的內置硬盤可以實時記錄車輛的運行狀態，用戶隨時可以通過無線網絡遠程查詢、下載車上的錄像資料。系統支持按時間、按攝像點、根據報警事件等多種錄像查詢方式。
8．6．4錄像回放
用戶可以按時間、攝像機號、報警事件等條件智能化快速檢索回放記錄的錄像資料，可以用軟件內置的播放器進行播放。圖像播放速度可手動調節。
前端采用CR5024M的內置硬盤錄像的清晰度高，通常用于事后查證，因無線傳輸速度較慢，我們采用下載錄像片段的方式下載突發事情那段時間內的資料，這樣就減少了下載的時間，和不必要的時間浪費。在需要下載大量資料時，用戶也可以到車上把硬盤盒取回監控中心或者直接用筆記本通過網口下載錄像文件。
8．6．5 錄像管理
錄像硬盤空間：錄像空間管理采用自動循環覆蓋的方式，即可根據用戶的需求保存相應
8. 7 聯動抓拍圖片
根據不同車廂內的指定區域劃分報警區域，一旦此區域發生報警，利用抓圖功能抓取當前的圖像。
8. 8. 報警提示
駕駛員附近有一個緊急報警按鈕，在遇到意外情況(如車禍、搶劫)時，駕駛員可觸發此按鈕向監控中心求助。收到報警時，監控中心的監控主機會彈出消息提示框(見圖示)同時播放提前設置的聲音，如“我是浙D02688，發生緊急事件請求救援”)。
CR5024M的內置GPS接收機實時監控車輛的運行速度，發現車速超過設定的最大限速時立刻向監控中心發出超速提醒，如播放聲音“請注意浙D02688正在超速行駛”。
用戶可以將車內過道和車門踏板處設置為移動檢測區域，在車輛正常行駛時，過道內出現移動目標的車輛超載可能性比較大；同樣在車輛離站后，車門臺階出現移動物件的車輛中途上下客的可能性比較大。此時系統通過消息框提醒監控中心的人員檢查該車輛。
8. 9 GPS定位
BR5024C內置GPS接收機，監控中心可以實時顯示車輛的運行路徑，同時車輛的速度和當前位置疊加顯示在車外攝像頭的圖像上(如上圖)。
8.10其他功能簡介：
遠程實時監控，雙向語音對講，實時接受車輛報警信息，為決策者在第一時間提供準確的現場數據。
最大支持2T大容量SATA硬盤，錄像自動循環覆蓋，或過期自動清楚，錄像資料可以保存數月。
合力科技獨創的硬盤錄像專用存儲結構（已申請專利），容錯性強，異常斷電時數據不會損壞或丟失；
錄像回放時支持快進、快退、暫停、單幀播放等方式，方便發生糾紛或刑事案件后查找證據。
可隨意設置移動偵測敏感區域，減少虛警概率；支持敏感區域遮擋功能，保護用戶隱私畫面
開關量報警輸入，繼電器報警輸出，方便系統集成
預留模擬、數字輸入接口，外接車輛行駛儀、傳感器等，記錄車輛運行狀態
可選媒體播放功能，選擇播放存儲在硬盤中的廣告、影片、娛樂節目，將媒體文件遠程發布到車載設備
支持無線待機功能，可通過報警，短信，定時等方式觸發設備上下線，節約無線網絡資費
CDMA、GPRS、EDGE、以及3G多種上網方式的設備可選
定時開關機功能，防止認為忘記關機，保護車載電瓶
三級減震機構設計，延長硬盤壽命，提供系統可靠性
打開前面板自動停止錄像，防止異常斷電造成的硬盤物理損壞
一鍵回復出廠設置，系統支持在線升級，使用維護方便
嵌入式系統設計，內置硬件看門狗，可7*24小時連續運行，不死機
九．系統的技術優勢
9.1、集群優勢
利用集群的方法，將多條無線通訊鏈路通過底層協議，合理分配通訊資源，合并成為一條邏輯上獨立的通訊鏈路，為視頻傳輸提供了普通單路通訊1.8倍的帶寬。兩條鏈路互為備份，提高了無線通訊的可靠性。
9.2、封裝優勢
相比普通的無線路由通訊方式，本系統利用自己開發的技術，在數據鏈路層對視頻流數據進行一次性的封裝，直接將數據發送到中心，減少了一次IP封裝，去掉了不必要的封裝數據，提高了傳輸效率，減小了視頻延時，且使傳輸系統的實時可控性大大增強。在福鼎８路公交線上實測，單卡傳輸可達到110Kbps/秒，平時傳輸速度可以穩定在70K以上。另外，不同于無線路由通訊方式受到兩級設備的影響，本系統的穩定性大為增強。
9.3、壓縮、流控優勢
對壓縮算法進行優化，用先進的碼流控制技術保證傳輸的穩定性，充分利用帶寬，保證在低帶寬的情況下流暢的傳輸視頻圖像。普通的無線路由通訊方式無法發現路由器網絡層以下的傳輸狀況，不能非常實時的對傳輸流進行調整，本系統能夠完全觀測數據鏈路層的數據狀況，從而能符合實際的對流控模塊進行快速調整
9.4、綁定優勢
充分利用無線網絡，在通訊連接建立后快速綁定數據，保證數據最短時間上傳中心。在某條鏈路出現問題時，另一條鏈路保障正常通訊，同時系統能快速發現并恢復故障鏈路，避免關鍵時刻掉線。
9.5、傳輸效率可擴展優勢
本系統采用最底層數據封裝，使其在傳輸效率上具有無與倫比的擴展性能。我們罕見市場上有單無線路由器，其根本原因就在于利用路由器實現單無法實現網絡層以下的封裝，其傳輸效率得不到提高，部分采用VPN方式，這不僅使傳輸效率沒有得到應有的增加，而且大大增加了建設和維護VPN網的營運成本。因此，無線路由器不具有傳輸效率可擴展性，而本系統的邦定技術可以擴展到無限多張卡，每增加一張卡，系統的傳輸性能將得到本卡0.8倍的凈增量。
9.6 優勢對比
BR5024C無線視頻服務器是專門針對車載應用設計的視頻監控設備。與無線路由器加視頻編碼器方案相比有以下特點：
1.BR5024C無線視頻服務器采用H.264壓縮編碼的方式，4路視頻同時接入，每一路視頻在8-10幀，視頻更清晰。
2.BR5024C無線視頻服務器采用CDMA、GPRS、EDGE、3G卡傳輸視頻，并且采用后端錄像的方式，不會因為前端車載硬盤的故障丟失錄像數據，保證錄像的實時性和完整性，并且可以通過車牌號碼和具體的時間的方式調用出30天內的錄像文件.后端采用2T硬盤集中錄像。
3.BR5024C無線視頻服務器無線視頻服務器采用一體化設計，可靠性高于多種設備拼湊的方式；無線視頻服務器是通過公安部安全與警用電子產品檢測中心認證的車載專用視頻監控設備，內置硬件看門狗，設備穩定性高，而無線路由器是辦公上網設備，車載環境應用長期運行的穩定性不能保障。
4.BR5024C無線視頻服務器通過對CDMA信道的直接檢測，可以快速發現信道傳輸帶寬的波動，通過自動調整編碼和傳輸參數，保障視頻傳輸的效果。而無線路由器和視頻編碼器是兩臺獨立的設備，編碼器很難及時發現信道變化，不能有效地利用信道帶寬。(詳細技術差異見附圖1)
5.從設備維護的角度來看，采用路由器與視頻編碼器分離的方案，出現故障不好判斷是路由器問題還是視頻編碼器的問題，原始設備廠家容易出現扯皮。而且路由器廠家與視頻編碼器廠家相互對技術細節不了解，很難配合查找故障原因，而系統集成商更無法解決問題，最后服務承諾兌現不了。而采用合力公司的無線視頻服務器，我們的專家對視頻系統和無線傳輸網絡都非常熟悉，可以快速定位解決任何網絡和視頻故障。
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