公交是城市公共交通系統(tǒng)最為重要的組成部分。當前，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。由于公交運營速度不高，新增的運力被運輸效率下降抵消;公交服務水平欠高，導致居民出行方式由公交向個體交通方式轉(zhuǎn)移，公交運量不斷減退，這加劇了交通問題(見圖1);交通的核心是提高人的運輸效率，實現(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、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)，實現(xiàn)車內(nèi)、站點、停車場實時視頻監(jiān)控，以及自動報站、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度，提高工作效率，實現(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：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，更要收集車輛的運行狀態(tài)，實時采集各種報警信號等;實時調(diào)度要求高，調(diào)度指令的實時下發(fā)等。針對以上公交系統(tǒng)的特點，公交行業(yè)對于視頻監(jiān)控系統(tǒng)應用的需求主要體現(xiàn)在以下三個方面。

　　增強公共安全

　　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)及站點頻繁頻發(fā);同時，因公交司機疲勞駕駛、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)濟損失，同時，也引起了強烈的社會反響，嚴重影響了市民對于公交安全出行的滿意度。視頻監(jiān)控應用于公交系統(tǒng)，可協(xié)助管理者實時掌握各運營車輛及站點動態(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，可以與城市應急防控系統(tǒng)信息化工程進行有機融合，為應急防控系統(tǒng)信息化工程提供移動交通工具的監(jiān)控數(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)的應用中不但擔任了監(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行調(diào)度與疏導?？梢詼蚀_調(diào)度車輛，提高公共交通運輸效率。

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

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

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

　　· 電子地圖需實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)實時客流進行監(jiān)控與統(tǒng)計，管理中心可通過實時視頻瀏覽，根據(jù)車輛內(nèi)的人數(shù)安排車輛排班情況。

　　公交企業(yè)運營管理需求

　　對司乘人員工作進行監(jiān)督和管理也是公交車載監(jiān)控應用的目的之一。在公交車運營當中，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

　　城市公交系統(tǒng)是一個完整的運營體系，根據(jù)實際業(yè)務需求，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)整體架構圖

　　公交車載監(jiān)控子系統(tǒng)

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

　　車載監(jiān)控系統(tǒng)拓撲結構如圖3所示。

圖3 車載監(jiān)控系統(tǒng)拓撲結構圖

　　攝像機點位設置

　　根據(jù)實際業(yè)務應用需求，一般架設4個攝像頭(見圖4);

圖4 公交攝像機安裝點位示意圖

　　1、1號攝像機：車前攝像機

　　安裝在在汽車擋風玻璃后面，鏡頭朝前，用于拍攝前方道路狀況、行車標志信息、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：前門攝像機

　　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、司機駕駛等情況，可記錄乘客上車信息并規(guī)范司機駕駛行為。

　　3、3號攝像機：車廂攝像機

　　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：中門攝像機

　　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。

　　報警按鈕點位設置

　　根據(jù)實際業(yè)務需求，建議車廂內(nèi)安裝兩個報警按鈕，其中一個為司機位報警按鈕，另一個為乘客報警按鈕。

　　· 司機位報警按鈕：在司機位安裝一個報警按鈕，方便司機在發(fā)現(xiàn)警情時及時通過該按鈕向上級管理部門報警，管理人員利用警視聯(lián)動功能對報警信號進行復核，并通過報警網(wǎng)絡向公安機關報案，同時向司機發(fā)送報警確認信息(如圖5所示);

圖5 車輛報警系統(tǒng)工作流程圖[nextpage]

　　· 乘客報警按鈕：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警。當用戶按下報警按鈕，司機位車載顯示屏上能馬上顯示，司機在看到報警信息后馬上做出反應，根據(jù)情況選擇是本地處理還是通過布置在司機位的報警按鈕將報警信號上傳到管理中心，協(xié)同管理中心完成報警處理工作。報警按鈕一般布置在乘客容易接觸的位置。

　　車輛狀態(tài)采集

　　通過將車輛相關信號接入監(jiān)控主機報警輸入接口，實現(xiàn)車輛當前狀態(tài)的收集：

　　· 前車門開關信號接入報警輸入口，采集前車門開關信號;

　　· 后車門開關信號接入報警輸入口，采集后車門開關信號;

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

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

　　· 剎車信號接入報警輸入口，采集車輛剎車信號;

　　· 開車停車信號接入報警輸入口，采集開停車信號。

　　公交場站/公交站點監(jiān)控子系統(tǒng)

　　基于數(shù)字化、網(wǎng)絡化監(jiān)控模式，通過在各場站、站點配備網(wǎng)絡攝像機，將音視頻信號、報警信號通過網(wǎng)絡上傳到管理中心集中管理。系統(tǒng)需達到如下目標：

　　· 解決公交客運系統(tǒng)各級管理者同時對分布在各地的多個公交場站、站點進行遠程網(wǎng)絡視頻監(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)務緊密結合實施實時查詢，實時調(diào)度;

　　· 具備良好擴展性，確保后續(xù)擴容方便。

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

圖6 公交場站、站點監(jiān)控拓撲圖[nextpage]

　　公交場站監(jiān)控設計

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

　　公交站點監(jiān)控設計

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

　　功能呈現(xiàn)

　　· 基本業(yè)務功能：包括實時監(jiān)控功能、預案巡檢功能、錄像調(diào)閱功能等;

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

　　· 遠程報警功能：包括移動偵測報警、外部報警、視頻丟失報警、電子圍欄報警等多種報警方式;

　　· 預警信息下發(fā)功能：包超速提醒、前方事故提醒等;

　　系統(tǒng)特點

　　· 優(yōu)異的網(wǎng)絡適應性：系統(tǒng)支持有線網(wǎng)絡及無線網(wǎng)絡同時接入。針對公交監(jiān)控對無線網(wǎng)絡的特殊需求，從編碼、傳輸、控制等技術角度適應無線網(wǎng)絡傳輸需求，系統(tǒng)支持3G(WCDMA、TD-SCDMA、EVDO)、WIFI無線傳輸方式，并能根據(jù)實際網(wǎng)絡情況進行3G/WIFI之間的自動切換，在提高傳輸效率的同時降低公交運營費用;

　　· 強大的抗震性設計：系統(tǒng)前端車載監(jiān)控主機采用機械防震、電子減震和軟件抗震結合的綜合減震方案，可實現(xiàn)硬盤減震與整機減震結合的多重減震機制，提高前端存儲的抗震性;在前端設備接口方面，采用不易脫落、損壞的標準航空插頭，提高設備間連接的穩(wěn)定性;

　　· 綜合化的應用管理：系統(tǒng)為公交行業(yè)提供視頻、語音、報警、車輛信息等數(shù)據(jù)的接入、存儲、分發(fā)及綜合業(yè)務處理，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)、應急指揮系統(tǒng)于一體的綜合性管理平臺;

　　· 數(shù)?；旌系母咔寤瘧茫褐С秩咔鍛?，從前端視頻采集，編碼傳輸，錄像存儲，解碼上墻各環(huán)節(jié)全面支持高清化應用，并支持數(shù)字、模擬混合解決方案。滿足公交行業(yè)固定地點(場站、站點等)原有視頻采集設備的接入及改造應用;

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

　　結語

　　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備，將高清視頻編解碼技術、3G無線傳輸技術、GPS技術、大容量存儲技術、服務器集群技術等融為一體，實現(xiàn)了實時無線視頻監(jiān)控、行車狀態(tài)記錄、車輛實時定位、軌跡回放、遠程報警、預警信息下發(fā)等功能。同時通過兼容車輛報站器、車載調(diào)度屏等其他車載業(yè)務模塊，提高公共交通的整體安全性和運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、事故預警、事故發(fā)生時應急指揮、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。