公交車電子監控系統技術分析的論文
摘要本文闡述正在興起的公交車電子監控系統技術的發展趨勢，對車載電子監控終端機、無線網絡視頻傳輸技術、GPS衛星定位功能、車輛行駛記錄儀以及中心車輛調度管理系統進行初淺分析。
關鍵詞智能交通系統、電子監控、行車記錄儀、車輛定位、無線視頻網絡傳輸、車載硬盤錄像機
0引言
隨著智能交通系統（IntelligentTransportationSystem，簡稱ITS）在大中城市的推廣和電子監控技術的飛速發展，公交管理部門不但需要了解車輛所在位置和車輛行駛狀況等信息，還希望能獲取現場的圖像，直觀地了解車輛運營情況，這要求公交車有一個完整的電子監控系統。
公交車電子監控系統結合了行駛記錄儀、GPS定位系統、車載數字視頻監控等功能，采用下列先進技術：汽車電子技術、數字視音頻編碼技術、衛星定位技術、無線網絡傳輸技術、惡劣環境下大容量數據存儲技術等，為城市公交集中調度管理和遠程視頻監控提供完整的解決方案。公交車電子監控系統不但是城市智能交通系統的重要組成，也是城市治安監控系統重要的補充。
1公交車電子監控系統
公交車電子監控系統由車載終端機、無線網絡傳輸系統、中心調度管理平臺等幾部分組成。
系統組成結構如下圖所示：
1.1車載終端機
車載終端機對視頻信號、GPS衛星定位信號、行駛記錄儀和報警信號進行采集、分析、處理和保存，重要數據實時上傳至管理中心。
公交車電子監控終端機主體是車載硬盤錄像機，硬盤錄像機將前端攝像機采集的模擬視頻信號進行數字編碼壓縮、存儲，并接入GPS接收機和車輛行駛記錄儀相關數據統一存儲在硬盤中，重要數據可實時上傳，歷史數據可備事后調查使用。
1.2無線網絡傳輸系統
無線網絡傳輸子系統作為整個系統的神經網絡，負責終端到中心的數據傳輸。車載終端對采集到的數據分析整理后，通過無線網絡傳輸系統的平臺將車輛行駛信息、GPS定位信息、車內視頻圖像等網傳至調度管理中心，供管理人員調度使用。
1.3中心調度管理平臺
中心調度管理平臺由管理服務器、流媒體服務器、GIS電子地圖服務器、調度服務器、存儲服務器等組成。對車載終端機和指揮中心主機進行統一管理，系統還可接入公安110指揮中心，在發生重大事件時可及時上傳相關數據，供相關領導及時做出判斷決策。
2公交車監控相關技術的發展趨勢
公交車監控結合了多項先進的電子技術，包括衛星定位技術、數字視頻編碼技術、惡劣環境下大容量數據存儲技術、無線網傳技術和娛樂節目廣播功能等。
2.1衛星定位技術
車載終端機將接收到的全球衛星定位系統GPS（GlobalPositionSystem）的定位信息通過無線網絡傳輸系統定時發送至公交調度管理中心，車輛調度管理人員在指揮中心可獲取公交車輛的行駛軌跡、速度和方向等信息，并做出調度決策。
2.2數字視頻編碼技術
數字視頻編碼算法從最早的MPEG-1發展到目前的MPEG-4和H.264。車載監控對視頻數據編碼壓縮比要求高，采用最先進的H.264編碼技術比MPEG-4
壓縮效率提高30％以上，是目前最優秀的編碼方式，適用于低碼流下的數據存儲和窄帶寬（如：無線網絡環境）下網絡傳輸。在CDMA無線網絡環境下使用H.264編碼技術，可實現CIF格式（352×288）的圖像每秒4～6幀的視頻圖像效果。
隨著硬盤容量的不斷增大，錄像時間和內容也越來越長、越來越多，三路視頻錄像CIF格式使用160GB的硬盤可使用15天左右，在硬盤錄滿后還能對錄像進行覆蓋，循環使用硬盤空間。
2.3惡劣環境下大容量數據存儲技術
公交運行在顛簸、振動的環境下，對數據存儲非常不利。目前，國內外硬盤錄像機廠家針對硬盤減振問題主要使用橡膠、彈簧等原料做成的避振器械對硬盤或整機進行減振；也有的廠家在機械減振的同時加入電子減振功能，即在機械減振的基礎上，使用電子振動感應器獲取外部沖擊信號，收到沖擊信號后驅動硬盤磁頭部分復位到安全區域，避免振動對硬盤的損壞。采用對硬盤進行減振處理或使用抗振效果好的FLASH閃存，可達到數據安全存儲的效果。
2.4無線網傳技術
由于公交車移動范圍大，需要車載終端具備無線網絡傳輸功能，將實時定位信息和視頻圖像傳輸至指揮中心，同時駕駛員和中心可通過無線傳輸模塊的語音功能進行交互。目前，可提供的無線網絡平臺有中國移動的GPRS/EDGE網絡和中國聯通的CDMA網絡。下表對運營商的無線網絡傳輸理論速度進行比較：
無線網絡傳輸理論速度比較表
傳輸方式理論上行速率實際測試速率
GPRS85.6Kbps≥20Kbps
CDMA153.6Kbps≥60Kbps
EDGE118Kbps≥50Kbps
從上表來看，目前運營商的無線網絡速度不是很高，只能傳輸單幀或低幀率（2～6幀）的視頻流信號，視頻圖像流暢性不好，管理中心只能從低幀率的圖像獲取車輛基本運營情況，并做出相應的判斷。在未來3G網絡建設完成后，隨著網絡速率提高，視頻圖像效果將會得到成倍的改善。
2.5娛樂節目廣播功能
車載終端可以使用剩余的硬盤空間進行娛樂節目廣播，5GB的硬盤空間可記錄20小時以上的視頻節目。不少車載硬盤錄像機廠家在產品中加入了娛樂播放功能，利用多余的硬盤空間存儲錄像節目，為公交公司提供公交車內廣告和娛樂節目播放，做到一機多用，以提高設備利用率。
3小結
公交車電子監控系統將分散的多個子模塊集中到一個平臺上進行統一管理，全方位地監控公交車運營情況；公交調度管理人員利用該系統可直觀的了解車輛上運行狀況，并可調用視頻圖像和語音對講功能和司機進行交流。該技術既節約了公交公司電子附加設備的支出，又減少維護管理人員，還可利用車載機的娛樂節目播放功能播放廣告以提高公司收入。
公交電子監控系統具有良好的社會效益，安裝電子監控系統的公交車發生搶劫、盜竊等事件時進行實時報警，將視頻圖像直接上傳至110指揮中心，公安部門可以盡快部署警力以應對突發事件。公交電子監控系統可增強乘客的安全感，對公交車輛上的犯罪行為起到威懾作用。
參考文獻
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[1]楊天軍，楊曉光.GPS/GIS車輛實時監控調度系統研究.城市交通.2004年第一期
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