一、客運(yùn)車輛電子監(jiān)控應(yīng)用的背景
1·反恐需求
　　“9.11”事件后各國(guó)針對(duì)交通工具的反恐需求愈來(lái)愈高。例如2008年昆明公交和上海公交發(fā)生的爆炸事件，由于公交車輛客流非常大，警方缺乏有效的線索，造成這兩個(gè)案件破案周期較長(zhǎng)，社會(huì)輿論很大。據(jù)報(bào)道2005年“倫敦7·7事件”的快速破案主要依賴于地鐵車站內(nèi)的視頻監(jiān)控錄像。

　　近些年來(lái)，在“電子眼”視頻監(jiān)控大規(guī)模普及的時(shí)代，客運(yùn)車輛卻成為“盲區(qū)”，其實(shí)針對(duì)交通工具的恐怖事件破壞性大、影響惡劣，更需要一種有效的安全防范措施來(lái)應(yīng)對(duì)。在客運(yùn)車輛上安裝電子監(jiān)控終端，對(duì)車內(nèi)行駛情況進(jìn)行錄像，可解決交通工具“監(jiān)控盲點(diǎn)”的問題。

　　在應(yīng)對(duì)反恐類事件時(shí)，交通工具監(jiān)控所產(chǎn)生的需求是，要求在發(fā)生特殊事件時(shí)，能提供車輛內(nèi)外清晰且可分辨人臉特征的視頻錄像，并且錄像能反映整個(gè)事件的發(fā)生過程。

2·社會(huì)治安需求
　　由于客運(yùn)車輛流動(dòng)性強(qiáng)，監(jiān)管難度大，因此在一些地方客運(yùn)車輛上偷盜、搶劫、暴力案件頻發(fā)，給人民生命財(cái)產(chǎn)造成了巨大的威脅，影響了社會(huì)的穩(wěn)定。在客運(yùn)車輛安裝電子監(jiān)控系統(tǒng)具有震懾犯罪、現(xiàn)場(chǎng)取證等功能，讓犯罪嫌疑人無(wú)處遁形。

　　社會(huì)治安項(xiàng)目的需求與反恐需求類似，也需要提供清晰視頻錄像進(jìn)行案件事后分析。

3·運(yùn)營(yíng)管理需求
　　客運(yùn)車輛的運(yùn)營(yíng)管理者對(duì)電子監(jiān)控的需求可分為以下兩種：一、客運(yùn)車輛運(yùn)營(yíng)規(guī)范的管理，對(duì)駕駛員的文明駕駛、安全行車、規(guī)范服務(wù)進(jìn)行有效的管理，避免客運(yùn)企業(yè)票款流失和司乘糾紛；二、對(duì)車輛的遠(yuǎn)程智能調(diào)度，實(shí)時(shí)了解客流情況、車輛所在位置信息、遠(yuǎn)程調(diào)度管理等功能。

　　此類需求，除了要求能進(jìn)行將車內(nèi)外視頻進(jìn)行錄像外，還要求車載終端能與中心進(jìn)行實(shí)時(shí)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交互。

二、客運(yùn)車輛電子監(jiān)控的主要需求
客運(yùn)車輛電子監(jiān)控模式主要需求有以下四種：
1·視音頻錄像需求
　　將車輛內(nèi)外的視音頻數(shù)據(jù)記錄在車載硬盤錄像機(jī)的硬盤中，以備事后查找。在車輛重要位置安裝攝像機(jī)和拾音器，并通過車載硬盤錄像機(jī)將前端的視音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄保存。

2·GPS衛(wèi)星定位調(diào)度管理需求
　　GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）接收機(jī)可獲取車輛所在的位置信息、速度等定位信息，并通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上傳至調(diào)度中心，調(diào)度中心將坐標(biāo)信息換算成電子地圖上的具體位置，并進(jìn)行調(diào)度管理。

3·無(wú)線網(wǎng)傳需求
　　現(xiàn)有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中適合視頻傳輸?shù)闹饕Ｊ接蠧DMA/EDGE等網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實(shí)測(cè)網(wǎng)絡(luò)帶寬約為50～70kbps，一般可是實(shí)現(xiàn)CIF格式4～8幀的視頻網(wǎng)傳，這種低幀率的無(wú)線網(wǎng)傳視頻主要用于應(yīng)急指揮；此外通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)還可以實(shí)現(xiàn)客運(yùn)車輛GPS衛(wèi)星定位信息上傳、短消息下達(dá)等交互功能。

4·行車記錄需求
　　客運(yùn)車輛電子監(jiān)控的主要目的是確保正常行駛，如能將車輛行駛的信息記錄與錄像數(shù)據(jù)相結(jié)合，可以為車輛故障或車禍?zhǔn)潞蠓治鎏峁┲匾獢?shù)據(jù)。行車記錄信息通過接入傳感器或車輛總線等，可獲取包括車速、加速、剎車、拐彎、引擎轉(zhuǎn)速等信息，可通過上述信息分析油耗等行駛參數(shù)。

三、傳統(tǒng)技術(shù)解決方案存在的問題及解決方案
1·探析客運(yùn)車輛電子監(jiān)控產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
　　目前，國(guó)內(nèi)還沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，成為一直影響客運(yùn)車輛電子監(jiān)控產(chǎn)品推廣的障礙之一。同時(shí)，各個(gè)廠家的產(chǎn)品在圖像質(zhì)量表現(xiàn)、外部環(huán)境適應(yīng)性、電源設(shè)計(jì)規(guī)范上均有差異，也影響了電子監(jiān)控在客運(yùn)行業(yè)的應(yīng)用。下面參考相關(guān)車輛技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)客運(yùn)車輛電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析：
（1）圖像質(zhì)量
　　傳統(tǒng)的客運(yùn)車輛電子監(jiān)控從成本考慮大多選擇了CIF（352×288）分辨率進(jìn)行數(shù)字編碼處理，但隨著視頻編碼技術(shù)的提高，CIF分辨率已經(jīng)不能滿足客戶對(duì)圖像質(zhì)量的要求，根據(jù)《GB20815-2006視頻安防監(jiān)控數(shù)字錄像設(shè)備》標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ類A 級(jí)產(chǎn)品技術(shù)要求，錄像回放分辨率應(yīng)不低于300線，要達(dá)到這個(gè)技術(shù)指標(biāo)，客運(yùn)車輛監(jiān)控回放應(yīng)達(dá)到4CIF（704×576）分辨率。

（2）外部環(huán)境適應(yīng)性
　　外部環(huán)境適應(yīng)性包括溫度、振動(dòng)、防水、防塵等，考慮客運(yùn)車輛使用環(huán)境的特殊性，各方面的指標(biāo)應(yīng)較普通硬盤錄像機(jī)更為苛刻，在振動(dòng)參數(shù)上的要求更為嚴(yán)格，硬盤振動(dòng)測(cè)試指標(biāo)可參考軍用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如：《GJB367A-2001 軍用通信設(shè)備通用規(guī)范》。

（3）電源設(shè)計(jì)規(guī)范
　　汽車在運(yùn)行過程中電源電壓變化范圍大，小車電壓一般在DC 6～18V之間波動(dòng)，大車電壓變化范圍會(huì)在DC16～36V之間，加之受到車輛電磁系統(tǒng)的干擾，還會(huì)出現(xiàn)異常的高壓毛刺。這就對(duì)車載電源的設(shè)計(jì)提出非常高的技術(shù)要求，車載電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可以參照《汽車電器試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》。

2·數(shù)據(jù)交互功能
　　傳統(tǒng)的車載硬盤錄像機(jī)僅能記錄車輛內(nèi)外的視頻信息，無(wú)法通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與指揮中心進(jìn)行實(shí)時(shí)交互。因此，客運(yùn)車輛無(wú)線網(wǎng)傳需要覆蓋范圍廣、經(jīng)濟(jì)型的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，使用基于運(yùn)營(yíng)商的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)較為合適，尤其在3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)牌后，運(yùn)營(yíng)商無(wú)線網(wǎng)絡(luò)帶寬成倍提升，非語(yǔ)音的無(wú)線數(shù)據(jù)通訊業(yè)務(wù)將成為客運(yùn)車輛與中心數(shù)據(jù)交互的首選。

四、寧波公交車載電子監(jiān)控成功應(yīng)用
　　通過以上的分析，下面以筆者參與的寧波公交監(jiān)控的成功應(yīng)用為例，論證一下上述解決方案實(shí)際應(yīng)用的可行性。

　　2008年11月，寧波市率先完成了全市1600臺(tái)公交車車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)的安裝。系統(tǒng)對(duì)公交車輛行駛運(yùn)營(yíng)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)錄像，運(yùn)用先進(jìn)的H.264視頻壓縮技術(shù)，大容量硬盤存儲(chǔ)方式，確保視頻數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤的保存，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)公交車輛內(nèi)、外部情況及乘客動(dòng)態(tài)進(jìn)行監(jiān)控的目的。

　　通過此系統(tǒng)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了多角度實(shí)時(shí)記錄車輛運(yùn)營(yíng)過程中的視頻資料，進(jìn)行監(jiān)控、管理，有效預(yù)防處置突發(fā)事件、緊急事件、保障工作人員及乘客的安全，能夠起到車輛動(dòng)態(tài)安防管理，幫助車輛管理單位、行政執(zhí)法管理部門達(dá)到對(duì)車輛更為高效的管理，提升政府及公交營(yíng)運(yùn)行業(yè)管理部門的管理能力及服務(wù)能力。

　　系統(tǒng)在車輛上安裝4個(gè)高清晰半球攝像機(jī)攝像機(jī)，用于觀察車頭、車廂、前門、后門等位置的情況，采集到的視頻和音頻信息用車載硬盤錄像機(jī)記錄保存（十五天以上），并可通過車載備份儀備份到中心檢索分析。

　　寧波公交車車載監(jiān)控項(xiàng)目中攝像機(jī)分布如下：車頭攝像機(jī)固定在擋風(fēng)玻璃上，攝像范圍為車前紅綠燈和車前行人車輛；前門攝像機(jī)固定在駕駛員頭頂，攝像范圍為駕駛員和車前門；車廂攝像機(jī)固定車廂中間上方，攝像范圍是車廂的前部全景；后門攝像機(jī)正對(duì)下客門，攝像機(jī)范圍是后門和車廂后部。車廂內(nèi)的三個(gè)可以覆蓋車廂內(nèi)90％以上的范圍，基本做到無(wú)視頻死角。

　　寧波公交車載電子監(jiān)控系統(tǒng)預(yù)留無(wú)線網(wǎng)傳接口，未來(lái)可與指揮中心進(jìn)行視音頻數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互。

 

 

寧波公交車載電子監(jiān)控拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

　　寧波公交車載電子監(jiān)控項(xiàng)目對(duì)錄像視頻分辨率、存儲(chǔ)時(shí)間等技術(shù)參數(shù)都提出了較高的要求：錄像回放分辨率達(dá)到4路4CIF（704×576）、錄像存儲(chǔ)時(shí)間不低于15天、采用高線數(shù)紅外夜視攝像機(jī)。

　　寧波公交車載電子監(jiān)控項(xiàng)目是目前國(guó)內(nèi)公交車載視頻監(jiān)控技術(shù)水平要求最高的項(xiàng)目之一，寧波公交項(xiàng)目也代表了客運(yùn)車輛視頻監(jiān)控的發(fā)展方向：視頻監(jiān)控系統(tǒng)覆蓋車內(nèi)范圍盡可能大，錄像盡可能清晰，可追溯的錄像時(shí)間盡可能長(zhǎng)。

五、客運(yùn)車輛電子監(jiān)控技術(shù)展望
1·基于3G網(wǎng)絡(luò)的客運(yùn)車輛電子監(jiān)控技術(shù)
　　國(guó)內(nèi)3G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)發(fā)牌，各運(yùn)營(yíng)商正在加緊網(wǎng)絡(luò)布署。3G網(wǎng)絡(luò)較傳統(tǒng)的2G網(wǎng)絡(luò)EDGE或CDMA網(wǎng)絡(luò)速率有較大的提高，上行帶寬可以滿足CIF（352×288）格式視頻的實(shí)時(shí)網(wǎng)傳（25幀/秒）的要求，而在現(xiàn)有2G網(wǎng)絡(luò)下僅能傳低幀率視頻。

　　基于3G網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線視頻網(wǎng)傳圖像質(zhì)量、圖像連貫性、網(wǎng)絡(luò)延時(shí)等技術(shù)指標(biāo)均較2G網(wǎng)絡(luò)有很大提升，是未來(lái)客運(yùn)車輛電子監(jiān)控主要發(fā)展方向。

2·FLASH閃存存儲(chǔ)技術(shù)
　　客運(yùn)車輛長(zhǎng)期運(yùn)行在振動(dòng)、顛簸的環(huán)境中，極易導(dǎo)致硬盤的損害。雖然各車載硬盤錄像機(jī)廠家通過主動(dòng)減振、被動(dòng)減振方案均無(wú)法避免機(jī)械硬盤不受到外界環(huán)境的影響。

　　目前受外界環(huán)境影響小、數(shù)據(jù)安全可靠的存儲(chǔ)介質(zhì)是FLASH閃存。隨著這些年FLASH閃存的逐步降價(jià)，F(xiàn)LASH閃存已經(jīng)被高端車載電子監(jiān)控系統(tǒng)所選用。未來(lái)FLASH閃存容量增大，價(jià)格降低后會(huì)成為客運(yùn)車輛電子監(jiān)控首選；選用FLASH閃存存儲(chǔ)除了可以延長(zhǎng)使用壽命外，還具備功耗低、發(fā)熱量小、無(wú)噪音等優(yōu)點(diǎn)。

　　FLASH閃存存儲(chǔ)器主要分為SLC（Single Layer Cell 單層單元）和MLC（Multi-Level Cell多層單元）兩類。SLC的技術(shù)特點(diǎn)是成本高、容量小、速度快、讀寫次數(shù)多，而MLC的特點(diǎn)是容量大成本低，但讀寫速度較慢。SLC閃存一般使用壽命約為100萬(wàn)次，MLC閃存使用壽命為10萬(wàn)次，通過均衡存儲(chǔ)算法技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)安全保存。

3·視頻智能分析技術(shù)
視頻智能分析技術(shù)在客運(yùn)車輛的主要應(yīng)用有以下幾個(gè)方面：
（1）視頻客流量統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)
　　客運(yùn)車輛運(yùn)營(yíng)企業(yè)對(duì)車輛客流統(tǒng)計(jì)有迫切的需求，有了車輛客流具體數(shù)據(jù)可以合理安排車次、實(shí)現(xiàn)智能調(diào)度管理；對(duì)客運(yùn)企業(yè)可降低運(yùn)營(yíng)成本，提高車輛使用效率等好處。

　　傳統(tǒng)的客流統(tǒng)計(jì)方案大多基于紅外計(jì)數(shù)器，統(tǒng)計(jì)誤差大，僅作累積記錄，無(wú)法實(shí)時(shí)上傳調(diào)度中心?；谝曨l的客流統(tǒng)計(jì)技術(shù)計(jì)數(shù)準(zhǔn)確，且可與無(wú)線網(wǎng)傳技術(shù)結(jié)合，可以實(shí)時(shí)將客流數(shù)據(jù)上報(bào)中心，便于車輛遠(yuǎn)程調(diào)度管理。

（2）視頻智能分析技術(shù)
　　目前在客運(yùn)車輛上的視頻智能分析技術(shù)主要是遺留物品檢測(cè)，可疑人員在車上丟棄的包裹，視頻智能分析技術(shù)識(shí)別丟棄的包裹，并向駕駛員發(fā)出預(yù)警。

　　相信隨著視頻智能處理能力的提升，愈來(lái)愈多的的智能分析技術(shù)也會(huì)進(jìn)入客運(yùn)車輛電子監(jiān)控行業(yè)。