城市公交車3G/4G聯網高清監控解決方案
一、公共交通安全狀況概述
    隨著中國經濟的迅猛發展，人民生活水平持續提高，有車一族的隊伍日趨龐大，城市中車輛的保有量也逐年上升，這給城市交通帶來較大的壓力，城市交通的擁堵現象成了家常便飯?，F在全國城市公交車保有量在90萬輛左右，按照建設部的發展計劃，2014年全國公交車的保有量將達到100-150萬輛的規模，北京、上海、廣州等城市公交車都在萬輛以上。
    在這種背景下，大中城市紛紛推出了自己的城市智能交通系統規劃，希望通過合理規劃和**的交通控制手段緩解城市交通中的**難問題。在很多的城市智能交通系統規劃中，均提出了公交優先的原則，這充分凸顯出公交對緩解城市交通擁堵的重要作用，很多城市的公交公司也相應提出了公交智能系統規劃，公交智能系統可以改善公交乘客的乘車信息服務，改進公交公司運營調度與企業管理，同時也進一步緩解城市的交通壓力。作為公交智能系統的一個重要組成部分，車輛、站臺和車場的視頻監控系統在其中發揮了越來越重要的作用，它可以為公交行業提供較直觀和方便的運行信息，幫助公交行業優化線路，有效調度車輛，提高服務質量。
    同時，公交車輛和站臺都是客流密集的地方，對公共安全要求非常高。由于種種原因，公交車上的爭執、偷盜，性騷擾等行為還比較**，如何提高公車的安全性，如何有效遏制公車違法案件的發生，是**、公安部門和公交部門一直關注的問題。解決這一問題的一個行之有效的辦法就是通過視頻監控系統發現違法分子，制止違法事件，可以迅速破案，同時也對違法分子起到威懾作用。
    目前，公共交通安全主要有如下問題仍需解決。                  　　·
    ● 乘客攜帶危險品上車而駕駛員沒有察覺，不法分子利用車內比較擁擠的環境作案，駕駛員無法及時報警或事后無法提供證據協助警察破案，導致不法分子長期逍遙法外;
    ●車輛在運行過程中，因為路況較差或交通擁擠而發生碰撞等事后，事后無法認定責任;
    ●駕駛員在駕駛過程中，可能有精神不集中違規操作，各種操作記錄無法記錄，甚至有個別駕駛員消較怠工，邊打電話邊開車、肆意**速而無人提醒，存在巨大安全隱患;還有個別駕駛員通過不法手段牟取利益，乘客之間、乘客與駕駛員之間發生糾紛，各執一詞，運營公司因為缺乏事發現場資料無法區分責任，從而產生不必要的損失。在某些嚴重事故中，因為車輛環境被破壞，設備損壞導致事發數據無從收集。
    基于以上考慮，在公交行業實施視頻監控系統已成為迫切之需，該系統可提高公車安全性，促進打擊公車犯罪活動，進一步提高公交行業的服務質量，改善城市交通。
    即將到來的2014年，中國將正式步入4G時代，各大運營商相繼建設各自的4G網絡，為無線視頻的傳輸提供了良好的網絡環境。在這種大背景下，許多廠家推出了多種基于4G網絡傳輸的無線車載視頻監控設備，并迅速在全國各地得到應用，建立了一系列公共安全管理系統。這些監控系統在各地均取得了良好的效果，不僅能提供車輛的當前位置信息，還能對車內外情景進行實時遠程監控錄像，防止駕駛員違規操作，在突發事件中能讓指揮中心獲得*一手現場資料并實施應急計劃，對維護運營安全、提高運營效率、維護公司運營形象和增強公司競爭力提供了很大幫助。
二、功能實現
    目前國內公共交通安全現狀來看，系統功能上應從如下方面考慮：公共交通車內外視頻的遠程實時監控、存儲與查詢;
    公交管理部門與駕駛員之間的雙向通話;車輛行駛軌跡、車速等狀態的記錄與查詢;車輛的自動報站;車輛行駛數據的采集;車輛的智能調度、自動排班以及各項考核;緊急狀態下的各項應急聯動;車內外及站臺廣告信息的實時推送與更新;媒體文件(廣告、電影)的播放與推送;站臺監控與到站預估;預留功能;公交車查詢系統，建立市內交通查詢網絡。
三、系統架構
    為了實現以上功能，本方案按照如下進行設計：
    系統包括車輛前端信號采集設備、傳輸網絡、監控指揮中心三大部分，其中前端采集設備即是在每輛公交車上安裝CD-BusEye系列4G車載遠程監控高清錄像主機，外接攝像機，通過內置的4G無線路由器將車載監控錄像主機所采集到的實時視頻、聲音、GPS等等數據匯聚后，經由電信運營商的4G網絡傳輸至監控指揮中心。監控指揮中心是集計算機網絡、通信網絡以及智能化管理系統為一體的綜合信息化平臺，是實現公交監控、指揮調度和科學管理的基礎設施，中心可根據需要實時調取任何一輛公交車的高清音視頻數據并同步錄像。
    通過本系統的運行，實現了多角度實時記錄車輛運營過程中的視頻資料，進行監控、管理，有效預防處置突發事件、緊急事件、**工作人員及乘客的安全，能夠起到車輛動態安防管理，幫助車輛管理單位、行政執法管理部門達到對車輛更為高效的管理，提升**及公交營運行業管理部門的管理能力及服務能力。
    本系統中，前端無線車載硬盤錄像機里的數據卡(單卡/多卡)通過運營商4G網絡將視頻數據等傳送至基站(BTS)，接入Internet后傳送至后臺管理平臺，實現對數據的轉發，后臺在對數據進行相關管理操作。
    目前，3大運營商的4G網絡分別為中國電信4G(上行25Mbps，下行40Mbps)、中國聯通FDD-LTE(上行50Mbps，下行150Mbps)、中國移動TD-LTE(上行50Mbps，下行100Mbps)，許多廠家產品均予以支持，并同時支持多網混合，用戶可根據當地網絡實際鋪設情況進行自主選擇。下面介紹車載監控架構。
四、

五、系統設計原則
     1、安全可靠性
     公交車載監控系統的安全可靠性可分為數據安全可靠性、設備運行安全可靠性以及車載系統對車輛運營的安全可靠性三個方面。
     ●  數據安全可靠性要求系統中各項數據在傳輸過程中采用加密策略、數據支持VPDN虛擬網絡傳輸、系統用戶在登錄過程中采用認證策略、各級用戶具有鑒權策略;
     ●  設備運行安全可靠性要求設備在運行過程中具有良好的容錯能力和自我恢復能力，同時在惡劣網絡環境下保持優秀視頻質量;
     ● 系統對車輛運營的安全可靠性要求設備在安裝后，對車輛運行不產生不良影響，如安裝位置不對影響乘客;各種線路設計不合理導致車輛短路起火;設備功率過大導致車輛油耗過大以及無法發動等。
    2、統一性
    ●  要求系統軟硬件中每個子系統之間都按照**或國內標準進行集成，并保持高度獨立性;
    ● 要求設備各種接口都按照**或國內標準進行預留，方便對接以及維護;
    ● 統一建設，統一管理，從而達到服務的規范化和管理的高效化。
    3、穩定性
    要求前端設備能適應高溫、低溫、高濕度、長期顛簸、電壓變化較大的工作環境并能長期穩定運行。
    4、可拓展性
    系統軟件的設計采用分層的模塊化結構，以達到修改設置靈活、業務擴充迅速，各項功能可根據需求進行擴充，后臺系統在車輛增加的情況下，不影響原業務運行可快速方便的進行擴容。
    5、實用性
    充分利用現有網絡資源和設備資源，根據用戶需求定制特色監控平臺;操作界面人性化、系統易用;系統維護盡量集中、簡單，避免多系統、多方面的維護。
六、系統功能
    本系統是基于川大軟件科技科技設計的智能公交系統解決方案，針對公交行業的特殊需求，在整個系統中提供了一系列軟硬件，下面對這些產品整合成系統后所具有的功能做詳細的敘述。這些功能，光靠其中某一種產品都是無法實現的，是多個軟硬件配合形成的一套完整的系統方案。
    1、多畫面實時視頻監控
     系統支持靈活選擇四路CIF、D1、720P混合實時上傳，通過4G無線網絡可將車內、前門、后門、車前方路況、駕駛員操作、投幣機等圖像傳輸至后臺管理系統;利用**的視頻壓縮技術以及無線通信技術，能夠適應**低帶寬下、移動狀態下的視頻傳輸;每路畫面獨立傳輸，用戶可以自主選擇打開或關閉某一路圖像;四路同傳每路1-25幀。
    2、錄像存儲
    現在國內大多數公交監控只做到前端硬盤存儲錄像，一旦發生公交車爆炸或失火等事故，硬盤遭到損壞，錄像文件將會丟失，為事后調查帶來諸多不便，因此錄像不僅要有前端硬盤存儲，還有監控中心的服務器遠程錄像存儲、客戶端存儲，以**錄像文件不會丟失，真正做到事后有據可查。
    3、GPS功能
    GPS定位，車輛所在位置可在地圖上實時顯示，在監控客戶端以及電子地圖上，有車輛行駛速度以及行駛方向顯示，以便管理中心實時了解車輛狀態;支持車輛軌跡跟蹤，可以用各色曲線在地圖段進行標記;系統支持車輛行駛路線的規劃，并可給用戶**各點之間的較佳線路圖;當車輛在該路段**速時，系統自動對速度進行記錄并向司機以及監控客戶端發出警報信息，直到**速狀態解除;支持對車輛活動范圍進行限制，當車輛**出該區域或進入該區域時，系統報警并記錄，有效駕駛員減少繞路行為。
   4、自動報站功能
   ●報站器支持音視頻文件的錄入，支持文字與語音轉換功能;
   ●報站器支持上/下行線路選擇與切換，單行較多支持64個站牌;
   ●GPS的采集與對應站點錄入功能。
      到達某一站把在該站采集到的經緯度坐標直接填寫到某一路車文件夾的Excel表格中  站點的對應位置即可。
      站前里程：設置公交車進站前多少米開始報站;
      站點采集之后，填到相應的Excel表格某一站對應的經緯度中，通電開機后，GPS信號燈亮就可以實現自動報站了。
    ●文字與語音播報
      當車輛到站時，系統自動進行語音報站并以文字形式在LED屏上顯示，離站時自動報離站信息;
    ●支持手動報站與自動報站切換，防止因系統意外故障而導致報站系統癱瘓。
5、車輛智能調度
    ●線路直線規劃功能。將每路公交車線路根據GPS以直線方式顯示，車輛所在站點得以直觀顯示，如果排班正常，則所有車輛應大體均勻分布在各站之間，如出現車輛擁擠現象，則說明排版可能不合理或者該站遇到意外情況。
    ●信息發布功能，監控中心可以將各種應急信息推送到*車輛、*線路上所有車輛以及各個站臺;
    ●歸場管理。各車輛在非當班時是否歸場，歸場所在地在何處，有效防止非當班車輛作其他用途;
    ●自動排班功能。過去公交的排班系統需要人力排班，可能會出現不合理使用車輛、人員以及無法應帶高峰平緩期的問題。在本系統中，排班人員只需要輸入該線路代號、所轄車輛以及駕駛員數目、駕駛員工號以及高峰平滑期的時間段，系統即可自動進行排班，有效提高了工作效率，節省人力資源，同時避免了排班不合理等現象;
    ●車輛管理功能。系統支持對相關車輛車牌號、公司內部編號、駕駛員號碼、姓名、年齡、聯系方式以及所屬線路等進行錄入和改變，方便公交公司對車輛進行管理;
    ●營收管理。系統支持將每輛車輛每日營收額進行錄入統計，數據積累后可對每臺車輛每位駕駛員以及售票員的營收做出統計分析;
    ●公交線路規劃。支持對公交線路進行編排，以及對站牌所在位置進行GPS信息的錄入以及改變，當有新的站牌需要錄入時，僅需要在系統中錄入相關站牌的名稱以及GPS位置;
    ●相關數據統計功能。系統具備告警統計、工作績效統計分析、客流統計、營收統計、準點率統計及賴站分析等功能。
   6、雙向語音功能
    在車輛前端可以以“拾音器+喇叭”或“駕駛員手麥”方式和監控中心進行語音通話，駕駛員可將前端情況匯報至監控中心，同時監控中心可對駕駛員進行應急指揮;車載系統支持高強度的語音加密編碼方式，碼流小，聲音清晰連貫。
   7、車輛狀態監控以及數據采集
    利用GPS系統，可直觀看到車輛實時狀態如斷線、駐車、**速、越界、緊急報警等;支持多種限速模式，如全路段限速、分路段限速、關鍵點限速等，**速可報警，包括前端語音向駕駛員告警，后臺管理系統告警并記錄。圖表與報表統計當前速度曲線、歷史速度曲線、**速信息統計、車輛到達各站時間等?？衫密囕d數據采集器采集車輛油耗以及駕駛員各種操作(如加速、左拐等)等信息，并保存在后臺數據庫中以供分析和事故鑒定。
   8、緊急聯動
    在緊急情況下，如**速、前方擁堵、車內乘客出現安全問題時，可觸發緊急聯動，同時駕駛員在遇到危機情況時，可按下隱蔽位置的報警按鈕向管理中心求助，觸發緊急聯動，同時進行聯動錄像存儲，以**各種情況下錄像文件的存儲。                  　　
   9、廣告信息下發
    公交車內人群的高流動性十分適合廣告投放，后臺管理中心可利用廣告推送平臺將廣告信息發送至車載無線硬盤錄像機，再投放至車內LED顯示屏上進行滾動播放，廣告信息也可以推送至各個公交等候站臺。該功能可擺脫了過去需要專人定期上車更換信息的弊端，減少了人力物力，增加了公交運營企業收益。
   10、多媒體文件播放
    在該系統中車載硬盤錄像機可內置SD卡，可將多媒體文件如電影、廣告、音樂、城市宣傳片等多媒體文件存儲在SD卡中，駕駛員可通過遙控器對其控制播放，緩解乘客疲勞，豐富公共乘坐環境。
   11、站臺監控
    公交站臺是該系統不可缺少的一部分，在公交站的等候人群，可根據站臺LED屏實時發布的車輛、城市天氣、購物廣告、實時滾動新聞等信息，方便了乘客的出行，同時提高了城市形象。