車載監(jiān)控是監(jiān)控行業(yè)一個(gè)獨(dú)特的分支。相對(duì)于傳統(tǒng)監(jiān)控，車載監(jiān)控更加注重整體解決方案、高可靠性設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)，有一定的技術(shù)門檻。本文通過(guò)介紹廣東省某市公交車載監(jiān)控案例，對(duì)車載終端進(jìn)行剖析。

項(xiàng)目背景
    近年來(lái)，全國(guó)各地各類公交客運(yùn)案件時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重干擾了社會(huì)安定。目前廣東省某市公安公交分局每天處理的報(bào)警求助案件正在日益增加，管理難度及成本進(jìn)一步加大，主要表現(xiàn)在：

1、2006年該市每天有430萬(wàn)人乘坐公交車輛，公交線路400多條，公交運(yùn)營(yíng)車輛13000多
輛，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，乘車人數(shù)將進(jìn)一步增加，治安形勢(shì)很嚴(yán)峻。
2、2006年每天發(fā)生在公交車上的報(bào)警記錄為20～40宗，其中有一些是影響惡劣的刑事案
件。因相當(dāng)部分的受害人報(bào)警意識(shí)不強(qiáng)或不知怎樣報(bào)警，所以實(shí)際發(fā)生的案件超出目前的報(bào)警記錄。
3、警力嚴(yán)重不足，雖然多次組織了“千人反扒”行動(dòng)，風(fēng)聲一過(guò)，故態(tài)重發(fā)，不能根治。

    作為全市電子監(jiān)控建設(shè)工作的一部分，在該市公安公交分局的主持下，嘗試首先為全市的公交車輛安裝車載視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)。后續(xù)將實(shí)現(xiàn)全市的出租車、物流運(yùn)輸車、押運(yùn)車及危險(xiǎn)品運(yùn)輸車進(jìn)行集中統(tǒng)一監(jiān)控調(diào)度管理，使全市各行業(yè)車載監(jiān)控覆蓋率達(dá)到100％。

項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容
    根據(jù)市公安公交分局和公交企業(yè)的具體需求和實(shí)際情況，本次建設(shè)分為兩大部分：公交電子視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)、公交GPS智能調(diào)度系統(tǒng)。

    兩套系統(tǒng)有各自的中心平臺(tái)和車載終端，主要業(yè)務(wù)內(nèi)容互不關(guān)聯(lián)。公交電子視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)由政府建設(shè)，市公安公交分局是主導(dǎo)力量；公交GPS智能調(diào)度系統(tǒng)的建設(shè)單位是巴士集團(tuán)等交運(yùn)企業(yè)。兩部分建設(shè)內(nèi)容及兩建設(shè)單位之間的關(guān)聯(lián)為：

1、“公交電子視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)”需要在公交車輛上安裝車載終端，公交企業(yè)需要配合工程實(shí)施，并妥善使用和維護(hù)；
2、基于公共安全要求的“公交電子視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)”需要獲得“公交GPS智能調(diào)度系統(tǒng)”的GPS數(shù)據(jù)和行車信息（車牌號(hào)碼、線路號(hào)、司乘人員信息、乘客人數(shù)等），并需要使用“公交GPS智能調(diào)度系統(tǒng)”的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊模塊實(shí)現(xiàn)與監(jiān)控中心平臺(tái)間的通訊；
3、公交分局負(fù)擔(dān)兩套系統(tǒng)的通訊費(fèi)用；
4、公交分局提供兩套系統(tǒng)的中心平臺(tái)的機(jī)房建設(shè)和安全管理；
5、車載終端的錄像數(shù)據(jù)可與公交企業(yè)共享。

    本文將重點(diǎn)分析“公交電子視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)”。

    整個(gè)系統(tǒng)分為三個(gè)部分：車載終端、傳輸網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)管理平臺(tái)。 [nextpage]

    XX市政府對(duì)此項(xiàng)目建設(shè)的基本思路是采用當(dāng)前較先進(jìn)的、有一定超前性的、保證幾年內(nèi)不會(huì)過(guò)時(shí)的技術(shù)。在這個(gè)總體思路下，該項(xiàng)目具備一些鮮明的特點(diǎn)：

1、車載錄像每路要達(dá)到DVD畫質(zhì)，水平解像力達(dá)到450線以上；
2、采用雙碼流技術(shù)，可通過(guò)有限的、不穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)帶寬，實(shí)現(xiàn)上傳現(xiàn)場(chǎng)畫面，每秒不少于2～5幀CIF分辨率的畫面；
3、實(shí)時(shí)報(bào)警聯(lián)動(dòng)，即為乘車群眾和司乘人員提供無(wú)線報(bào)警功能。當(dāng)按下報(bào)警按鈕，監(jiān)控中心在4～5秒內(nèi)就可收到含有視頻圖像的報(bào)警信息。

需求分析及關(guān)鍵點(diǎn)分析
功能性
車載監(jiān)控終端的核心設(shè)備是車載DVR，能實(shí)現(xiàn)如下功能：
1、視頻采集/存儲(chǔ)：在公交車輛的前車門、前車廂和后車廂共安裝3套攝像機(jī)和拾音器，實(shí)時(shí)采集音視頻信號(hào)，以MPEG4或者H.264格式錄制在車載DVR的硬盤中，錄像數(shù)據(jù)可查詢和導(dǎo)出。記錄的圖像疊加有車牌號(hào)、時(shí)間、車速、地理位置等信息，保證了錄像文件的真實(shí)性和有效性。
2、雙碼流編碼和網(wǎng)絡(luò)傳輸：借用ITS車載終端的CDMA或EDGE無(wú)線路由器，實(shí)現(xiàn)與控中心通信。由于CDMA/EDGE帶寬有限，為了便于無(wú)線傳輸，車載DVR支持雙碼流技術(shù)，即每路圖像采用高碼流錄像，以滿足錄像對(duì)清晰度的要求；采用低碼流傳輸，以滿足網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求。
3、通過(guò)RS485總線，從ITS車載終端獲取GPS信息和車輛的行車信息，用于疊加到錄像的畫面中，并以低碼流發(fā)送至監(jiān)控中心。
4、事件報(bào)警聯(lián)動(dòng)：通過(guò)安裝的報(bào)警按鈕（3個(gè)群眾，1個(gè)司機(jī)），乘客及司乘人員可在發(fā)生事件時(shí)按動(dòng)報(bào)警按鈕，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程報(bào)警。發(fā)生報(bào)警時(shí)，車載DVR可自動(dòng)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)把報(bào)警信息、車輛基本信息、車輛速度、車輛位置、現(xiàn)場(chǎng)圖像發(fā)送給監(jiān)控中心。
5、其它功能：車載系統(tǒng)可接受監(jiān)控中心下發(fā)的控制命令，比如車輛點(diǎn)名、啟動(dòng)視頻圖像上報(bào)、啟動(dòng)雙向語(yǔ)音對(duì)講、遠(yuǎn)程檢索和下載歷史錄像等。

兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)
1、錄像畫質(zhì)
    車載DVR每路錄像的分辨率均要達(dá)到D1畫質(zhì)（PAL：704×576），水平解像力不小于450線。3路錄像存儲(chǔ)天數(shù)不少于7天，每天16小時(shí)。為實(shí)現(xiàn)這一要求，必須做到：

?采用520線高清攝像機(jī)，保證視頻源信號(hào)質(zhì)量；
?采用專業(yè)MPEG-4或者H.264編碼芯片，并具備4路D1的編碼資源；
?采用大容量硬盤作為存儲(chǔ)設(shè)備，本系統(tǒng)選用3.5英寸大硬盤。

2、雙碼流技術(shù)
    CDMA/EDGE等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具備以下特點(diǎn)：帶寬窄，上行帶寬比下行帶寬窄；帶寬不穩(wěn)定，隨地點(diǎn)、時(shí)間變化，也會(huì)受天氣、車輛速度的影響；當(dāng)切換基站時(shí)，往往會(huì)斷線或更換IP。經(jīng)對(duì)該市某路段實(shí)測(cè)，某天晴天、上午9點(diǎn)，CDMA平均帶寬大致為50～60kbps左右，中午后開始變差，下午6點(diǎn)左右開始頻繁斷線，甚至長(zhǎng)時(shí)間不能正常連接。EDGE稍好，但特點(diǎn)一致。[nextpage]

    因此，基于這種網(wǎng)絡(luò)條件進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，必然帶來(lái)數(shù)據(jù)傳輸抖動(dòng)嚴(yán)重、延遲長(zhǎng)，甚至斷線等問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目要求（發(fā)生報(bào)警后5秒鐘內(nèi)監(jiān)控中心收到報(bào)警、看到報(bào)警車輛的實(shí)時(shí)視頻畫面）必須具備以下幾個(gè)條件：

?無(wú)線傳輸?shù)膱D像壓縮率一定要非常高；
?視頻流碼率和幀率應(yīng)可控，可自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)帶寬；
?可適應(yīng)惡劣網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的圖像傳輸控制算法；
?使用具有握手、確認(rèn)機(jī)制的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，比如TCP或應(yīng)用層做了握手確認(rèn)機(jī)制后的UDP；
?可適應(yīng)嚴(yán)重抖動(dòng)的圖像解碼算法。

整機(jī)關(guān)鍵技術(shù)
    車載設(shè)備一直處于不斷振動(dòng)、并伴有偶然的沖擊。3.5英寸大硬盤的抗震性能遠(yuǎn)低于2.5英寸硬盤，故抗震設(shè)計(jì)難度很大。除了硬盤外，各電纜接插件也是易受振動(dòng)影響的重要環(huán)節(jié)，處理不好，銹蝕、接觸不良等現(xiàn)象會(huì)經(jīng)常發(fā)生。長(zhǎng)期的不間斷振動(dòng)也是對(duì)整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的考驗(yàn)。因此，防震設(shè)計(jì)是車載電子設(shè)備整機(jī)設(shè)計(jì)的重中之重。

    廣東的夏天長(zhǎng)、溫度高，且很多車輛不具備空調(diào)，由此車廂內(nèi)會(huì)空氣流動(dòng)不暢，而3.5寸硬盤、電源及各芯片功耗很大，一般的自然散熱效率太低，需要效率高的風(fēng)機(jī)散熱。但車輛上灰塵、油煙嚴(yán)重，傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī)散熱會(huì)把大量灰塵帶進(jìn)機(jī)箱，加上油煙、潮濕等因素，灰塵沉積在芯片引腳上形成短路，并阻礙散熱。使用防塵網(wǎng)可緩解壓力，但也會(huì)使得灰塵積聚到防塵網(wǎng)上，造成風(fēng)道堵塞，而無(wú)法散熱。因此散熱及防塵也將是整機(jī)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

    廣東雨水較多，空氣很潮濕，另外，車輛清潔時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致水濺到車載設(shè)備上。設(shè)備進(jìn)水，潮濕同樣會(huì)引起短路，可見(jiàn)設(shè)備必須能夠防水（濺水）、防潮。

    還有，車輛電源電壓變化范圍寬、紋波嚴(yán)重，干擾大。并司機(jī)的很多操作（比如點(diǎn)火、踩油門、按喇叭）都會(huì)導(dǎo)致電源出現(xiàn)高底壓脈沖（低電壓脈沖＋5V，高電壓脈沖可以達(dá)到＋60V）。

    所以，防震、散熱、防塵、防水、寬電壓工作和抗脈沖干擾等是車載DVR設(shè)計(jì)的核心。

解決方案
為了實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目功能性需求，該產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案為：
1、針對(duì)錄像要求：采用MPEG-4編碼芯片實(shí)現(xiàn)4路實(shí)時(shí)D1錄像，經(jīng)公安部檢測(cè)中心檢測(cè)，每個(gè)通道的水平解像力都達(dá)到460線；
2、針對(duì)雙碼流要求：采用H.264編碼芯片，針對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，專門為低帶寬情況下優(yōu)化了H.264壓縮算法，可根據(jù)帶寬的情況自動(dòng)調(diào)整編碼幀率和畫質(zhì)；
3、針對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸要求：針對(duì)抖動(dòng)嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，使用一套基于緩沖池和跳躍的傳輸控制算法，有效地平滑了數(shù)據(jù)；并在解碼端做了播放時(shí)間控制算法，優(yōu)化了由于網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)造成的圖像不連貫現(xiàn)象。

為了保證整機(jī)的可靠性要求，該產(chǎn)品的整機(jī)設(shè)計(jì)要點(diǎn)為：
1、針對(duì)振動(dòng)環(huán)境，有三個(gè)措施：
?硬盤隔振：采用一種基于“注油隔振墊＋彈簧”的并聯(lián)隔振裝置，彈簧可有效克服硬盤的重力，油囊可把振動(dòng)的能量轉(zhuǎn)化為熱量，可有效降低硬盤敏感頻段的振動(dòng)能量；
?接插件：采用車載專用帶有放松鎖扣的接插件，防止電纜松動(dòng)和銹蝕；
?整機(jī)剛度設(shè)計(jì)：機(jī)身采用強(qiáng)度很高的鋁型材，防護(hù)罩、安裝支架采用較厚的金屬板,保證了強(qiáng)度。[nextpage]
2、針對(duì)散熱、防塵：采用“超強(qiáng)自然散熱＋外置防水風(fēng)機(jī)”的方案，特點(diǎn)如下：
?外殼為散熱性能很好的鋁材，做成散熱器形狀，整個(gè)外殼是一個(gè)大散熱器，自然散熱性能極佳；
?在機(jī)箱的外面安裝一個(gè)超薄風(fēng)扇，可以把設(shè)備產(chǎn)生的熱量迅速帶走，且不會(huì)積壓灰塵。兼具風(fēng)冷和自然散熱的優(yōu)點(diǎn)，而沒(méi)有兩者的缺點(diǎn)。
3、針對(duì)防水：整機(jī)密封，結(jié)合部增加了防水墊，前面板設(shè)計(jì)為防水面板，后面板增加防護(hù)罩。
4、電源設(shè)計(jì)：采樣“DC/DC＋隔離”的車載專用電源，可適應(yīng)寬范圍供電和各種強(qiáng)脈沖干擾。

系統(tǒng)運(yùn)行效果
    該項(xiàng)目分為三期執(zhí)行，第一期兩千多輛公交車輛已經(jīng)投入使用，第二期設(shè)備安裝正在進(jìn)行中。已經(jīng)投入使用的設(shè)備發(fā)揮了巨大的作用：

1、一年多來(lái)，已經(jīng)向公交分局提供了大量的錄像資料，為多起惡性刑事案件以及各種糾紛提供了直接的、鮮活的破案線索和證據(jù)。對(duì)比去年，今年度公交車上的案件數(shù)量大幅度下降。給犯罪分子巨大的威懾作用。
2、由于公交分局可以實(shí)時(shí)看到報(bào)警車輛的現(xiàn)場(chǎng)圖像，實(shí)時(shí)知道報(bào)警車輛的地理位置，公安干警工作效率大為提高，加上本地清晰錄像的幫助，破案率大幅提高。
3、由于攝像頭的監(jiān)視作用，司機(jī)不規(guī)范操作逐漸消失，司乘人員私吞票款現(xiàn)象也銷聲匿跡，提高了車輛運(yùn)營(yíng)安全性的同時(shí)又增加了公交企業(yè)的營(yíng)收。

結(jié)語(yǔ)
    在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家早已有“錄像帶”車載視頻監(jiān)控，這說(shuō)明了車載視頻監(jiān)控的重要性和必要性。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)車載安防市場(chǎng)也開始了大發(fā)展。但是這個(gè)行業(yè)是有技術(shù)門檻的，本文討論的案例就集中反映了車載監(jiān)控行業(yè)的典型特點(diǎn)：

1、每個(gè)項(xiàng)目的整體解決方案是不同的，大型項(xiàng)目的主要設(shè)備、軟件系統(tǒng)往往需要定制。一般情況下，需要很強(qiáng)的技術(shù)力量。
2、車載終端對(duì)整機(jī)設(shè)計(jì)的要求非常嚴(yán)格，是以各高端技術(shù)為基礎(chǔ)的細(xì)節(jié)積累。

    由于國(guó)內(nèi)車載監(jiān)控還處于發(fā)展初期，用戶需求還不是很理性，盲目追求最新技術(shù)、對(duì)細(xì)節(jié)的追求不夠，甚至有些客戶不知道自己到底真正需要什么，盲從心理嚴(yán)重。顯然，最終受到懲罰的是用戶自己，供應(yīng)商也會(huì)很累。

    因此，筆者認(rèn)為，未來(lái)的國(guó)內(nèi)車載安防市場(chǎng)的發(fā)展方向應(yīng)當(dāng)是：每個(gè)行業(yè)、每一種應(yīng)用的整體解決方案是獨(dú)特的；用戶要趨于理性，要更多地追求產(chǎn)品的可靠性、細(xì)節(jié)的完善
性，而不是眼花繚亂的功能。