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車載監控系統發展現狀和發展趨勢

來源:   日期:2016-7-11 15:13:01    瀏覽:2332次

    車載監控終端具備車輛電源輸入接口、音視頻信號接口、衛星定位天線接口、無線網絡通訊接口之外,還擁有多種車身信號輸入接口、串行通訊接口、車身總線接口、USB及網絡接口等,有效采集車輛運行數據,與其他車載電子設備對接,組成完整的車聯網系統。滿足公交車、出租車、長途客車、校車、貨運車輛、危險品運輸車、執法車輛、特種運輸車輛、火車、輕軌、地鐵等交通工具內部與外部環境的監控需要。

   一、 車載監控背景需求   隨著行車記錄儀、GPS車載終端、車載娛樂系統等原有車載產品形態演進,人們已不滿足只有車輛行車信息采集、定位數據采集、圖片抓拍等功能,還需要實時記錄視頻圖像,便于事后還原現場情況,能夠實時在監控中心遠程獲取前端車輛車內外視頻畫面,便于對行駛中的車輛、人員進行可視化監管,需要實現車輛各種運行信號精確采集,便于對駕駛行為、滿載情況、運營報表等提供可靠的數據來源。 
  車載環境屬于人員密集且空間封閉的移動公共場所,治安狀況比較復雜,時常會發生司乘、乘客之間糾紛,乘客混雜小偷發生扒竊案件,乘客之間由于搶座、擁擠等原因導致打架等治安事件發生。車輛在運行過程中,偶爾會與其他車輛發生刮擦和碰撞等交通事故,或者與行人存在磕碰等事故,甚至存在有意的“碰瓷”情況。車輛在離場、離站后,車輛完全由駕駛員掌管主動權,監管人員無法查看車輛運行情況,無法監控司機在車內行駛過程中出現的打電話、與乘客聊天等不規范行為。 
  近幾年,偶發的一些暴恐事件及個人泄憤行為嚴重威脅到公共車輛運行安全,在成都、昆明、杭州、廣州等地,針對公交車輛發生重大縱火案件,嚴重威脅乘客的人身安全。事后如果沒有視頻監控取證,難以還原現場發生的情況,為刑偵破案造成很大困難。 
  二、 車載監控系統構成   車載監控系統一般由前端車載硬盤錄像機、車載專用攝像機、車載LCD顯示屏、報警按鈕與狀態顯示終端及配套的線纜線材等組成。一輛車上會安裝4個至8個車載攝像機覆蓋車輛的內部和外部環境,對實時運行畫面進行采集和編碼,把錄像數據存儲到減震保護下的硬盤里面,通過內置的GPS/北斗模塊接收衛星定位信號,利用內置的3G/4G無線網絡通訊模塊,把采集到視頻畫面數據實時傳輸到移動視頻監控中心平臺,并能夠在地圖上定位車輛所處的位置,采集車輛運行數據上傳至運營平臺,實現對遠程車輛視頻畫面預覽、遠程錄像回放、實時車輛定位、軌跡回放等監管功能。
    公交車載視頻項目方案為例,通常會在車輛上安裝5路左右車載攝像頭,分別監控車輛前方、駕駛員和上客門區域、車廂內前段區域、下客門和車廂后段區域以及車輛后方區域,車載硬盤錄像機主機安裝在駕駛員座位后方或者通風管道等隱蔽、不易觸及的位置,車載LCD顯示和報警按鈕放置在儀表盤上,便于駕駛員實施查看下客門畫面和車廂內監視畫面。所有連接線纜都需要埋入車輛裝飾內部,做到布局美觀,整體車輛安裝布局視圖如下圖所示。 圖2 車輛安裝布局示意圖
   三、 車載監控系統特點 
  相比較固定點位視頻監控設備應用而言,車載監控終端所采用技術更為復雜。 
  高效的車載電源管理功能。車載硬盤錄像機內置電源需要符合ISO-7637-II和GB/T21437等車載電源標準,具備8V~36V寬幅電壓輸入,大功率穩壓電源輸出,以適應12V和24V不同種類車型,能夠適應車輛啟動瞬間低壓和拋負載時上百伏的瞬態高壓情況。對輸出電壓提供有效保護,避免因為音視頻延長線短路導致設備損壞,甚至發生起火的情況。同時具有超低功耗特性,在設備待機時,避免過度消耗車輛電瓶。 
  可靠的硬盤減震技術。由于車輛行駛過程中伴隨著激烈震動,需要強大的硬盤減震技術,以保障視頻錄像數據能夠穩定且完整的寫入到硬盤中,并對硬盤起到良好的保護作用,延遲使用壽命。同時,需要車載攝像機具備圖像去抖功能,避免監控畫面因為震動導致畫面模糊或拖影現象。 
  全封閉外殼和無風扇散熱技術。車輛運行過程中,長期處于灰塵、水汽環境里,要求設備必須具有很好的密封性,避免灰塵和水汽進入到設備內部,造成設備損壞。同時,由于芯片、硬盤工作時產生很大熱量,無法通過風扇來進行散熱,需要依靠良好的結構設計,能夠設備內部熱量導出,保證設備正常工作。 
  專用航空頭連接。采用航空接頭能夠有效保證連接可靠性和信號傳輸完整性,避免由于車輛震動導致接頭松動或脫落,并利于車上布線和安裝。針對于網絡型車載NVR設備,可以采用POE技術在網線上疊加供電信號,可以減少連接線纜,提升連接可靠性。
    備用電源技術。在車輛遇到碰撞事故等情況時,車輛電瓶往往不能給設備供電,需要采用備用電源技術以防止突然斷電瞬間導致數據丟失。備用電源技術能夠把斷電時刻還存放在內存中錄像數據寫入到硬盤里面,避免此刻關鍵錄像丟失。
   無線網絡傳輸自適應技術。由于無線通訊網絡存在不同區域覆蓋信號強度不一樣的情況,需要車載DVR根據無線網絡信號強度情況,在信號較強時提錄像編碼高碼率,而在信號弱時,根據當前網絡帶寬情況,可降編碼低碼率和幀率,保證中心平臺遠程預覽畫面的流暢性。 
  可更換網絡模塊設計。采用模塊化設計,能夠在現場把原有設備的3G制式升級到4G制式,便于設備無線通訊網絡制式的升級,減輕用戶升級網絡制式時的成本壓力。 
  一鍵緊急報警機制。當車輛在運行時發生緊急情況,駕駛員可以通過觸發報警按鈕,把現場車載監控畫面利用無線通訊網絡,實時回傳到監控中心平臺,讓監管人員及時查看到現場情況,并能夠聯動到110、120、119等相關部門,對現場情況制定應急處理預案。 
  四、 發展趨勢 
  隨著微處理器技術、視頻編解碼技術、無線網絡通訊技術、圖像模式識別技術的迅速發展,車載監控系統也隨著市場應用需求也不斷演化,并就近期及將來發展趨勢進行展望。 
  車載視頻監控高清化 
  隨著視頻編碼技術的發展,車載視頻監控需求也從看得見變為看得清。監控畫面分辨率已從CIF(352×288)過渡到目前以D1(704×576)為主,預期720P、1080P及更高分辨率的車載視頻監控產品會逐步占據原有市場。 
  目前主流編解碼均采用H.264技術,隨著H.265視頻編碼技術逐步成熟,能夠提供更高的編解碼效率,通過H.265編碼的視頻大小將減少大約39-44%,在有限無線網絡帶寬下傳輸更高質量的網絡視頻,僅需原先的一半帶寬即可播放相同質量的視頻。
   4G網絡普及 
  隨著2013年12月份工信部正式發布4G牌照,車載視頻監控隨著4G商業化進程也已逐步普及,相比之前3G網絡,4G通訊技術能夠提供更加穩定和高速的無線傳輸網絡,實現遠程高清監控畫面瀏覽,可以滿足車載無線視頻監控對傳輸帶寬的要求。 
  大容量存儲技術 
  隨著高速串行總線技術發展,針對大數據量傳輸需求激增,出現eSATA、USB3.0等高速接口,能夠滿足海量音視頻傳輸和存儲的需要,在較短時間內完成對GB級別錄像數據的拷貝。同時,針對車載環境的專業監控級2.5寸的硬盤容量也不斷擴大,已從之前320GB、500GB的容量發展到單盤1TB、2TB的存儲空間。 
  針對震動環境,西部數據也推出了監控級的固態混合硬盤SSHD。
   視頻客流統計技術 
  利用智能模式識別技術,來識別圖像畫面中乘客運動軌跡,來判斷是上下車狀態,實現對客流數量進行精確統計,為城市客流量趨勢及人員流向提供數據支持,滿足城市線網優化設計要求。 
    人臉識別技術 
  車輛作為流動的公共場合,每日人流量非常龐大,利用人臉識別技術抓拍到乘客的人臉圖片并上傳至監控中心進行對比,及時發現小偷慣犯、在逃的通緝犯人等,在發生民事或者刑事案件時能夠提供犯罪嫌疑人的圖片,為公安圖像偵查提供有效證據。
   車牌識別技術 
  利用車輛前、后安裝的攝像頭,對車前方和車后方的車輛進行車牌識別,設備具備移動卡口的功能,結合衛星定位數據在GIS地圖上可以定位所關注車輛所在位置,作為固定卡口的很好補充,很好滿足移動治安刑偵的需求。 
  視頻智能識別技術 
  圖像模式識別與車載監控系統相結合,形成諸如高級駕駛輔助系統ADAS能夠為駕駛員提供車輛前防撞預警、車道偏離報警、自動泊車等高級功能,利用圖像拼接和視頻圖像矯正技術能夠為駕駛員提供360°環視功能,基于視頻人眼分析技術能夠判斷駕駛員是否處于疲勞駕駛中,為駕駛員提供更安全可靠的輔助駕駛功能。 
  車聯網系統 
  車載監控設備都具有豐富的擴展接口,能夠接入各種類型車身信號,預留串行接口、以太網口與其他車載電子終端進行互聯互通,通過CAN總線接口能夠實時采集車輛運行的實時數據,通過本身無線數據傳輸通道與中心運維平臺進行信息采集和交互,儼然成為車聯網系統中控設備。從而讓運輸企業等實時了解到司機駕駛行為、油耗統計、超員/超載統計、發動機等車況車輛信息匯總,最終讓企業能夠針對所屬駕駛員、車輛、運營等情況有全面的了解,可以帶來有利的經濟效益、降低事故的損失,降低管理的成本,增加企業受益。
   五、 行業化應用 
  隨著行業用戶對車載監控系統愈發重視,車載監控逐步從單一的視頻監控應用向與相應行業深度結合的系統方案方向發展。交通部陸續出臺《道路運輸車輛衛星定位系統車載終端技術要求》、《城市公共汽電車車載智能服務終端》、《出租汽車服務管理信息系統—運營專用設備》、《校車安全管理條例》等相關標準和條例,對車載監控系統均有迫切需求。 
  公交行業應用為例,車載視頻監控設備已經融合到公交調度運營系統中,具備原有GPS終端、字符顯示屏、電腦自動報站器、下客門顯示器等諸多車載設備的主要功能為一體,演化為智能公交調度監控終端設備。并能夠與車內外喇叭、車載LED屏、CAN總線、公交IC卡刷卡設備、智能投幣機及多媒體播放器等設備相互連接,采集和控制其他車載終端,把完整運營數據上傳至調度、監控中心平臺,形成各式各樣的公交運營分析報表。
    出租車行業應用為例,車載監控設備已經融合到出租車電招運營系統中,能夠以車輛中控的角色,實現與出租車智能信息屏、計價器、空車狀態牌、服務評價器、出租車頂燈及LED屏,甚至多媒體廣告播放終端、一卡通POS消費終端等互聯互通,采集出租車運營時產生的數據,并上傳至出租車電招運營平臺。 
  諸如校車動態監管系統、物流車輛車貨匹配系統、金融押運車運維監管系統、警用車輛動態取證系統、鐵路車廂監管系統等行業車載智能監控系統,在此就不一一展開詳述。 
  六、 總結 
  伴隨著高清化、智能化及4G網絡技術迅速發展,車載監控系統已成為智能交通一個重要的組成部分,在公眾出行的需求急劇增長的情況下,如何提供更安全、更便利的交通車載環境已為越多的人所關注。在智能交通迅速發展的帶動下,車載監控系統必將廣泛普及并有擁有更大應用前景,也可以帶來更好的企業經濟效益及社會效益。

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