公交是城市公共交通系統(tǒng)最為重要的組成部分。當(dāng)前，交通擁擠、道路阻塞、交通事故頻繁、環(huán)境污染等正困擾著世界各國的城市。由于公交運(yùn)營速度不高，新增的運(yùn)力被運(yùn)輸效率下降抵消;公交服務(wù)水平欠高，導(dǎo)致居民出行方式由公交向個體交通方式轉(zhuǎn)移，公交運(yùn)量不斷減退，這加劇了交通問題(見圖1);交通的核心是提高人的運(yùn)輸效率，實(shí)現(xiàn)人的移動，而不是車輛的移動。優(yōu)先發(fā)展城市公共交通，提高公交服務(wù)水平，吸引更多乘客乘坐公交出行，減少私人交通出行量，無疑是解決這一矛盾的首選途徑。

圖1 傳統(tǒng)公交管理模式存在的不足

　　快速發(fā)展的公共交通需要信息化保障，建立一套集公交車內(nèi)、站點(diǎn)、停車場視頻監(jiān)控及車輛調(diào)度為一體的綜合調(diào)度管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車內(nèi)、站點(diǎn)、停車場實(shí)時視頻監(jiān)控，以及自動報(bào)站、堵車告警、系統(tǒng)語音調(diào)度、場站車輛安全管理等功能，可大大降低公交管理人員的工作強(qiáng)度，提高工作效率，實(shí)現(xiàn)公交系統(tǒng)真正的信息化，有效緩解城市交通壓力。

　　系統(tǒng)性需求

　　公交系統(tǒng)呈現(xiàn)如下一些特點(diǎn)：調(diào)度管理中心相對集中，但公交車輛分布在城市的各個角落;公交系統(tǒng)人員流動性大，客流量大;公交場站數(shù)量眾多，且環(huán)境復(fù)雜，不利于管理;數(shù)據(jù)采集信息類型多：不僅要監(jiān)控司乘人員狀況，更要收集車輛的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時采集各種報(bào)警信號等;實(shí)時調(diào)度要求高，調(diào)度指令的實(shí)時下發(fā)等。針對以上公交系統(tǒng)的特點(diǎn)，公交行業(yè)對于視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的需求主要體現(xiàn)在以下三個方面。

　　增強(qiáng)公共安全

　　公交系統(tǒng)具有人數(shù)多且流動性大的特征，近年來，不僅像搶劫、盜竊、性騷擾等傳統(tǒng)治安事件在公交車內(nèi)及站點(diǎn)頻繁頻發(fā);同時，因公交司機(jī)疲勞駕駛、違規(guī)超車等行為使得公交車追尾、撞人等事故發(fā)生率居高不下;更有甚者，爆炸、縱火等惡性事件也在諸多大城市接連發(fā)生，造成大規(guī)模的人員傷亡，帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時，也引起了強(qiáng)烈的社會反響，嚴(yán)重影響了市民對于公交安全出行的滿意度。視頻監(jiān)控應(yīng)用于公交系統(tǒng)，可協(xié)助管理者實(shí)時掌握各運(yùn)營車輛及站點(diǎn)動態(tài)信息，有效幫助各級管理者針對各種緊急事件做出有效措施;通過全天候進(jìn)行錄像，為保留犯罪證據(jù)、協(xié)助破案和安全管理提供了有力的手段。同時，公交視頻監(jiān)控作為城市治安監(jiān)控的一個重要組成部分，可以與城市應(yīng)急防控系統(tǒng)信息化工程進(jìn)行有機(jī)融合，為應(yīng)急防控系統(tǒng)信息化工程提供移動交通工具的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)支撐。[nextpage]

　　緩解城市交通日趨繁忙所帶來的交通壓力

　　隨著城市交通工具日漸增多，城市交通壓力大為增加，車載監(jiān)控系統(tǒng)在公交系統(tǒng)的應(yīng)用中不但擔(dān)任了監(jiān)控的職能，同時也起到調(diào)度的作用。而隨著ITS(智能交通系統(tǒng))概念的提出，車載監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控功能可將整個城市的交通狀況呈現(xiàn)在信息中心監(jiān)控管理平臺，以隨時了解路面狀況，便于后臺及時對交通進(jìn)行調(diào)度與疏導(dǎo)?？梢詼?zhǔn)確調(diào)度車輛，提高公共交通運(yùn)輸效率。

　　公交車載監(jiān)控系統(tǒng)作為智能交通系統(tǒng)的有機(jī)組成部分可以實(shí)現(xiàn)以下功能：

　　· 車輛GPS定位信息管理：監(jiān)控主機(jī)需將GPS衛(wèi)星定位信息實(shí)時上傳，方便管理中心對車輛的定位、跟蹤;

　　· 車輛狀態(tài)采集：監(jiān)控主機(jī)需要將車輛行駛過程中的車輛狀況實(shí)時上傳至管理中心，以達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程管理的目的;

　　· 電子地圖需實(shí)時顯示車輛位置及狀態(tài)，方便車輛的管理及車輛排班調(diào)度;

　　· 對車輛內(nèi)實(shí)時客流進(jìn)行監(jiān)控與統(tǒng)計(jì)，管理中心可通過實(shí)時視頻瀏覽，根據(jù)車輛內(nèi)的人數(shù)安排車輛排班情況。

　　公交企業(yè)運(yùn)營管理需求

　　對司乘人員工作進(jìn)行監(jiān)督和管理也是公交車載監(jiān)控應(yīng)用的目的之一。在公交車運(yùn)營當(dāng)中，因司乘人員的素質(zhì)參差不齊，私收票款、給假票廢票和不文明不規(guī)范行車的情況屢有發(fā)生。票款被私吞與不規(guī)范行車造成的交通事故，給公交公司造成了極大損失。車載監(jiān)控應(yīng)用于公交系統(tǒng)，能很好地杜絕上述現(xiàn)象，增加企業(yè)效益，達(dá)到城市交通系統(tǒng)與公交企業(yè)雙贏的效果。

　　系統(tǒng)整體架構(gòu)

　　城市公交系統(tǒng)是一個完整的運(yùn)營體系，根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需求，整個監(jiān)控系統(tǒng)由公交車監(jiān)控、公交站臺監(jiān)控、公交停車場監(jiān)控等三個子系統(tǒng)組成(見圖2)。

圖2 公交安防系統(tǒng)整體架構(gòu)圖

　　公交車載監(jiān)控子系統(tǒng)

　　通過監(jiān)控主機(jī)連接攝像頭、報(bào)警器、調(diào)度屏、GPS、對講設(shè)備、3G/WiFi 模塊等采集車內(nèi)視頻圖像、音頻信號、報(bào)警信號、車輛實(shí)時GPS信息、車輛行駛狀況等，實(shí)現(xiàn)本地硬盤數(shù)據(jù)存儲并通過無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳到調(diào)度管理平臺處理。實(shí)現(xiàn)對公交車輛的音視頻監(jiān)控，并協(xié)助司機(jī)完成報(bào)站、報(bào)警、提示、語音通話等業(yè)務(wù)。[nextpage]

　　車載監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 車載監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

　　攝像機(jī)點(diǎn)位設(shè)置

　　根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，一般架設(shè)4個攝像頭(見圖4);

圖4 公交攝像機(jī)安裝點(diǎn)位示意圖

　　1、1號攝像機(jī)：車前攝像機(jī)

　　安裝在在汽車擋風(fēng)玻璃后面，鏡頭朝前，用于拍攝前方道路狀況、行車標(biāo)志信息、紅綠燈等，有利于提高駕駛員的交通規(guī)則意識，保障行車安全。

　　2、2號攝像機(jī)：前門攝像機(jī)

　　安裝在駕駛座前方的車內(nèi)頂板，鏡頭對著前車門及駕駛座位置，拍攝乘客上車、投幣箱、司機(jī)駕駛等情況，可記錄乘客上車信息并規(guī)范司機(jī)駕駛行為。

　　3、3號攝像機(jī)：車廂攝像機(jī)

　　安裝在車廂前部的車內(nèi)頂板，鏡頭方向向后，可基本拍攝到車內(nèi)的所有位置，用于記錄乘客的各種行為，便于事后查證。

　　4、4號攝像機(jī)：中門攝像機(jī)

　　安裝在車廂中后部天花板上，鏡頭朝向中門，主要拍攝乘客下車情況，同時可兼顧拍攝發(fā)生在車廂后部的事件。

　　報(bào)警按鈕點(diǎn)位設(shè)置

　　根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需求，建議車廂內(nèi)安裝兩個報(bào)警按鈕，其中一個為司機(jī)位報(bào)警按鈕，另一個為乘客報(bào)警按鈕。

　　· 司機(jī)位報(bào)警按鈕：在司機(jī)位安裝一個報(bào)警按鈕，方便司機(jī)在發(fā)現(xiàn)警情時及時通過該按鈕向上級管理部門報(bào)警，管理人員利用警視聯(lián)動功能對報(bào)警信號進(jìn)行復(fù)核，并通過報(bào)警網(wǎng)絡(luò)向公安機(jī)關(guān)報(bào)案，同時向司機(jī)發(fā)送報(bào)警確認(rèn)信息(如圖5所示);

圖5 車輛報(bào)警系統(tǒng)工作流程圖[nextpage]

　　· 乘客報(bào)警按鈕：一般布置在公交車體內(nèi)中間位置，方便乘客在緊急狀況下及時報(bào)警。當(dāng)用戶按下報(bào)警按鈕，司機(jī)位車載顯示屏上能馬上顯示，司機(jī)在看到報(bào)警信息后馬上做出反應(yīng)，根據(jù)情況選擇是本地處理還是通過布置在司機(jī)位的報(bào)警按鈕將報(bào)警信號上傳到管理中心，協(xié)同管理中心完成報(bào)警處理工作。報(bào)警按鈕一般布置在乘客容易接觸的位置。

　　車輛狀態(tài)采集

　　通過將車輛相關(guān)信號接入監(jiān)控主機(jī)報(bào)警輸入接口，實(shí)現(xiàn)車輛當(dāng)前狀態(tài)的收集：

　　· 前車門開關(guān)信號接入報(bào)警輸入口，采集前車門開關(guān)信號;

　　· 后車門開關(guān)信號接入報(bào)警輸入口，采集后車門開關(guān)信號;

　　· 左轉(zhuǎn)向燈信號接入報(bào)警輸入口，采集左轉(zhuǎn)向燈信號;

　　· 右轉(zhuǎn)向燈信號接入報(bào)警輸入口，采集右轉(zhuǎn)向燈信號;

　　· 剎車信號接入報(bào)警輸入口，采集車輛剎車信號;

　　· 開車停車信號接入報(bào)警輸入口，采集開停車信號。

　　公交場站/公交站點(diǎn)監(jiān)控子系統(tǒng)

　　基于數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控模式，通過在各場站、站點(diǎn)配備網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，將音視頻信號、報(bào)警信號通過網(wǎng)絡(luò)上傳到管理中心集中管理。系統(tǒng)需達(dá)到如下目標(biāo)：

　　· 解決公交客運(yùn)系統(tǒng)各級管理者同時對分布在各地的多個公交場站、站點(diǎn)進(jìn)行遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控;在監(jiān)控中心，可將所有的視頻信號通過顯示設(shè)備自由地切換顯示;

　　· 集中處理音視頻監(jiān)控圖像，并且與公交調(diào)度業(yè)務(wù)緊密結(jié)合實(shí)施實(shí)時查詢，實(shí)時調(diào)度;

　　· 具備良好擴(kuò)展性，確保后續(xù)擴(kuò)容方便。

　　通過對公交場站/站點(diǎn)的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)公交系統(tǒng)監(jiān)控全覆蓋。場站統(tǒng)計(jì)車輛出場、入場情況，提供車輛夜間安全管理;站點(diǎn)監(jiān)控主要用于對各站點(diǎn)實(shí)時人員流動情況、乘車上下車狀況、車輛出站入站情況進(jìn)行監(jiān)控，以防范安全隱患，同時與調(diào)度管理系統(tǒng)聯(lián)動實(shí)現(xiàn)車輛及時調(diào)度。整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖6所示。

圖6 公交場站、站點(diǎn)監(jiān)控拓?fù)鋱D[nextpage]

　　公交場站監(jiān)控設(shè)計(jì)

　　公交場站主要以本地存儲、本地監(jiān)視的方式進(jìn)行管理。由于其點(diǎn)位布置集中、照射范圍廣闊，同時，需對車牌進(jìn)行識別，建議采用高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)/高清網(wǎng)絡(luò)球+NVR方式進(jìn)行系統(tǒng)搭建，實(shí)現(xiàn)本地錄像、顯示，再通過網(wǎng)絡(luò)與管理平臺相連，納入中心集中管理。根據(jù)公交場站的實(shí)際情況，可在場站出口、入口安裝高清網(wǎng)絡(luò)球機(jī)，在場站四周圍墻安裝紅外高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。

　　公交站點(diǎn)監(jiān)控設(shè)計(jì)

　　公交站點(diǎn)監(jiān)控路數(shù)相對較少，一般只需要兩路監(jiān)控，而且站點(diǎn)內(nèi)沒有DVR設(shè)備安裝位，建議采用全數(shù)字化方案，通過網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)完成對公交站點(diǎn)監(jiān)控，通過WiFi 網(wǎng)絡(luò)或有線網(wǎng)絡(luò)(針對容易布線施工的站點(diǎn))將音視頻信息傳輸?shù)街行拇鎯ζ脚_。

　　功能呈現(xiàn)

　　· 基本業(yè)務(wù)功能：包括實(shí)時監(jiān)控功能、預(yù)案巡檢功能、錄像調(diào)閱功能等;

　　· 車載GIS功能：包括車輛實(shí)時定位、速度曲線圖、軌跡回放等(如圖7);

　　· 遠(yuǎn)程報(bào)警功能：包括移動偵測報(bào)警、外部報(bào)警、視頻丟失報(bào)警、電子圍欄報(bào)警等多種報(bào)警方式;

　　· 預(yù)警信息下發(fā)功能：包超速提醒、前方事故提醒等;

　　系統(tǒng)特點(diǎn)

　　· 優(yōu)異的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性：系統(tǒng)支持有線網(wǎng)絡(luò)及無線網(wǎng)絡(luò)同時接入。針對公交監(jiān)控對無線網(wǎng)絡(luò)的特殊需求，從編碼、傳輸、控制等技術(shù)角度適應(yīng)無線網(wǎng)絡(luò)傳輸需求，系統(tǒng)支持3G(WCDMA、TD-SCDMA、EVDO)、WIFI無線傳輸方式，并能根據(jù)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)情況進(jìn)行3G/WIFI之間的自動切換，在提高傳輸效率的同時降低公交運(yùn)營費(fèi)用;

　　· 強(qiáng)大的抗震性設(shè)計(jì)：系統(tǒng)前端車載監(jiān)控主機(jī)采用機(jī)械防震、電子減震和軟件抗震結(jié)合的綜合減震方案，可實(shí)現(xiàn)硬盤減震與整機(jī)減震結(jié)合的多重減震機(jī)制，提高前端存儲的抗震性;在前端設(shè)備接口方面，采用不易脫落、損壞的標(biāo)準(zhǔn)航空插頭，提高設(shè)備間連接的穩(wěn)定性;

　　· 綜合化的應(yīng)用管理：系統(tǒng)為公交行業(yè)提供視頻、語音、報(bào)警、車輛信息等數(shù)據(jù)的接入、存儲、分發(fā)及綜合業(yè)務(wù)處理，是一套集視頻監(jiān)控系統(tǒng)、行車安全系統(tǒng)、行車調(diào)度系統(tǒng)、應(yīng)急指揮系統(tǒng)于一體的綜合性管理平臺;

　　· 數(shù)模混合的高清化應(yīng)用：支持全高清應(yīng)用，從前端視頻采集，編碼傳輸，錄像存儲，解碼上墻各環(huán)節(jié)全面支持高清化應(yīng)用，并支持?jǐn)?shù)字、模擬混合解決方案。滿足公交行業(yè)固定地點(diǎn)(場站、站點(diǎn)等)原有視頻采集設(shè)備的接入及改造應(yīng)用;

　　· 開放式的系統(tǒng)架構(gòu)：系統(tǒng)采用開放式架構(gòu)，采用RTP、RTSP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。中心聯(lián)網(wǎng)軟件可以實(shí)現(xiàn)與第三方系統(tǒng)無縫融合，既可以接入第三方系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，也可以為其提供所需要的相關(guān)數(shù)據(jù);前端硬件可通過SDK、ADK等多種方式，實(shí)現(xiàn)與第三方系統(tǒng)對接。具有可移植性強(qiáng)、可剪裁性佳、可互操作性易等特點(diǎn)。

　　結(jié)語

　　系統(tǒng)最終通過專業(yè)移動視頻監(jiān)控管理平臺以及配套的硬件設(shè)備，將高清視頻編解碼技術(shù)、3G無線傳輸技術(shù)、GPS技術(shù)、大容量存儲技術(shù)、服務(wù)器集群技術(shù)等融為一體，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時無線視頻監(jiān)控、行車狀態(tài)記錄、車輛實(shí)時定位、軌跡回放、遠(yuǎn)程報(bào)警、預(yù)警信息下發(fā)等功能。同時通過兼容車輛報(bào)站器、車載調(diào)度屏等其他車載業(yè)務(wù)模塊，提高公共交通的整體安全性和運(yùn)營公司的綜合管理能力，是一個集車輛日常調(diào)度管理、安全防范、事故預(yù)警、事故發(fā)生時應(yīng)急指揮、事故發(fā)生后有效取證為一體的綜合安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可有效解決公共交通管理者所面臨的管理問題。