公交车3G视频监控解决方案.docx
《公交车3G视频监控解决方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《公交车3G视频监控解决方案.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
公交车3G视频监控解决方案
公交车3G视频监控解决方案
2012-04-17本文行家：
ren2282082689
互动百科GPS定位系统站主编任泳舟为大家提供公家车3G视频智能调度解决方案
第一部分 项目概述
一、项目建设目标
***公共交通总公司为提高***信息化发展水平，推动***国民经济和社会信息化发展，促进石家庄综合交通信息化建设与管理，特推荐该项目的建设。
通过本项目的建设，以综合交通信息化为重点，建立基于GIS、GPS和3G等技术手段的综合交通信息化系统子平台。
在此基础上，建立对内对外信息交换和共享机制，横向整合内部各业务职能部门的专业信息化系统，从而形成一套以运行数据采集、路况信息采集、视频信息采集、多通道数据传输、数据整合与分析、数据挖掘与应用、信息发布与服务、公交企业信息化管理、综合信息的利用与城市相关交通信息的整合，为建立城市综合交通服务的智能公交管理平台。
平台通过采用智能化调度手段，实现交通决策科学化、管理现代化、交通基础设施运行效率的最大化，从而大力改善***公交出行的方便性、快捷性及可预知性，提高公交出行的吸引力，最终提高公交出行分担率，缓解城市交通压力。
二、项目建设原则
1. 统筹规划、逐步实施
遵循“统筹规划、逐步发展”的原则，规划业务系统的信息化，根据“五位一体”平台建设的实际需要，不断集成新的系统，逐步完善系统功能。
2. 统一管理、统一标准、统一制度
遵循采用统一的标准进行系统平台建设、资源整合，并制定一套统一的可操作性强的规章制度保障系统正常运行，充分发挥系统的通信、指挥、控制和监管效用。
系统采用统一技术标准、统一数据库规范、统一GIS地理信息底图、统一的地理分类和编码规范、统一数据接口交换的交通运输综合信息系统。
达到能够统一管理、统一标准、统一制度；系统互通、信息共享的使用目的。
系统各部分设计采用了国际、国内、行业、政府部门内部符合信息产业发展的标准接口；设备选型优先考虑了利用通用设备或部件。
3. 系统互通、信息共享
为落实系统互通、信息共享的原则，系统的设计与部署完全遵照“统一管理、统一标准、统一制度”的原则，统一技术标准、统一数据规范、统一GIS底图、统一数据接口交换，将同一平台体系中的各级平台纳入到同一标准体系中，能够为平台间信息共享提供基本的保障条件。
三、遵循的技术标准与行业规定
n GB／T 19056—2003《汽车行驶记录仪》
n 中华人民共和国城镇建设行业标准：
《城市公共交通经济技术指标计算方法-公共汽车、电车》CJ/T 5-1999；
n 中华人民共和国城镇建设行业标准：
《城市公共交通通信系统》
n JT/T 486-2002《交通统计信息交换格式》
n ZBBZH/GJ 35 《城市公共交通规范》
第二部分 系统设计方案
四、系统设计方案1、系统整体功能及性能
本公交GPS企业运营调度管理系统依据***平台的规划目标，从管理职能的角度出发，遵循***综合交通信息管理系统平台建设的总要求，形成对内对外信息交换和共享的机制。
系统综合考虑到各种需求，满足了对公交系统运营状况做到全面的实时监控和定位跟踪，实现了各类信息的采集、转储、加工分析、指导调度、处理突发事件，并向政府及公共事业服务提供特定接口，双向传送各种定位信息、政府指令信息等。
智能公交运营调度管理系统架构图
1.1 三级公交调度管理业务架构
根据实际需要，本系统划分为三级营运调度管理，线路营运调度终端是整体营运调度的关键节点，是营运调度业务的具体操作层面，一级、二级营运调度是对三级营运调度的辅助、补充及管理。
Ø 车载终端实时采集的公交运行数据通过统一网关发送到公交集团数据中心，并转发到各企业运营调度管理分中心，公交企业调度管理系统通过统一网关与车载智能终端设备进行通信互联。
Ø 在公交集团设立一级调度管理中心，负责整体的营运监控指挥功能。
一级调度中心提供大屏幕显示系统、B/S、C/S客户端，负责系统整体的监控与调度管理。
Ø 在公交分公司设立二级营运调度，负责公交分公司所辖线路的营运调度管理功能；在公交分公司设置B/S、C/S客户端，实现行车计划制定、配车管理、集群调度、直辖线路统计分析等业务。
Ø 在线路、场站设立三级营运调度终端，实现线路的实时运营调度指挥功能。
在线路，配置B/S调度业务软件，负责线路的日常调度与管理。
在部分场站，设置场站机房，放置相关的网络设备和视频监控设备，进行网络视频监控。
1.2 容纳5000辆以上公交车、200条以上公交线路
按照项目规划，系统应当容纳5000辆以上的公交车、200条以上公交线路、10个以上企业调度中心、以及政府监控平台、公共信息服务平台的数据交换。
一方面数据量很大，另外对实时性、准确性也有很高要求。
为此，一般情况下，为了满足实际调度需求、并兼顾通讯费用，本系统设定的容量目标为：
在常规工作下，每辆车每10秒钟发送一个数据或命令报文，假定平均每天工作12小时，在没有发生设备失效、通讯丢包的情况下，每辆车每天发送 12 * 60 * 6 = 4320 条数据，假设调度中心需要向车辆发送约840条调度命令计算，则每天每辆车需5160条数据，每条有效数据长度平均约120字节，加上TCP报文头部、3G模块转发报文头等，所造成的附加信息流量，则约200字节。
因此一辆车一天的有效通讯信息量约1000K。
考虑到每天有两个客运高峰，并采用80/20原理，假设每天高峰时段有两个小时，则高峰时段的通讯量最高可达 60条/分钟，是常规时候的10倍。
序
号
车辆数
内 容 （/每车/每天）
备注
总信息量
（MB）
平均流量
（KB/S）
高峰估算流量
（KB/S）
1
1
1.0
0.02
0.2
2
1000
1,000
20
200
3
5000
5,000
100
1000
按照以上评估，提高接入能力的技术关键，在于具备足够的CPU处理能力和内存。
按照以下配置搭建测试环境，模拟10000个点的容量，取得了很好的预期效果：
项目
硬件
软件
服务器
DELL PowerEdge 1600SC部门级服务器
双 Xeon 2.4G CPU
内存1024M
36G*2硬盘、
10M/100M 自适应网卡
Windows 2003 企业版
SQL Server 2005企业版
消息交换软件
如果考虑系统安全需求，需要做传输数据加密的话，则需要配备更多CPU和更大的内存。
1.3 系统安全性、数据安全性设计
系统在设计中，从终端安全、系统安全、数据安全三方面充分考虑安全性能。
1.3.1 终端安全性
n 车载终端设备自检，运行中实时检测设备自身状态与网络状态，自动上报故障情况；
n 采用硬件看门狗、隔离抗干扰设计，具备设备自诊断、软件容错设计；
n 程序远程升级更新、远程自动巡检功能；
n 工业化结构设计，抗震、抗冲击设计，防尘等级、防水等级不低于GB4208规定IP5X、IPX3要求；线束连接，45芯连接器件，易于安装维护；
n 多组开关电源，DC－AC－DC设计 ，宽过压范围，过流保护，适应车载电源供电不稳和瞬间电流冲击的环境；
1.3.2 系统安全性
系统具备在正常工作负荷下能够每周7天、每天24小时的不间断运行的能力，即便出现硬件故障、网络攻击等状况，也不会导致系统不可用。
用户能够接受的系统可用性指标应大于99%。
为了达到理想的安全防卫等级，系统在硬件选配、配置管理（如Windows 服务器安全配置、防火墙安全配置、路由器/交换机安全配置、Web服务器安全配置、防御性应用服务设计等）、安全管理人员配置、制度等多个方面进行着重设计。
1. 物理安全
环境安全：
对系统所在环境的安全保护，如区域保护和灾难保护。
设备安全：
主要包括设备的防盗、防毁、防电磁信息辐射泄漏、防止线路截获、抗电磁干扰及电源保护等；
2. 网络安全
为解决网络平台的安全问题，安全措施包括冗余链路、防火墙、Internet访问控制管理、防病毒网关、基于网络的实时入侵检测系统等。
每台服务器配置两张网卡，确保不会因网卡或网络线路的失效而导致系统失效。
访问控制采用安全方案与认证，能够杜绝或减少系统入侵、身份仿冒、拒绝服务攻击等行为，同时也有利于迅速发现车载终端的随机故障、数据误发等现象。
3. 主机安全
解决系统平台的安全问题。
安全措施包括对主机操作系统的安全配置、安全漏洞扫描和评估、网络防病毒体系、网站监控与恢复系统等。
由于系统采用了集群架构，仅仅在集群内所有主机同时崩溃才会导致系统停止运行，所以一般情况下，即便有独立主机停机，也仅仅影响提供服务的速度水平，不会造成系统服务的完全中断。
4. 应用服务设计
为车载终端、调度中心提供通讯服务的中心服务器群上运行的应用服务，支持24小时*7天运行。
在该服务组中，实现了内存管理、TCP链接管理、状态管理等功能组件，这些组件可独立或重复部署在一台、或多台服务器上，通过组件冗余的方式的负载均衡方式，既提高了系统性能，又提高了系统可用性，避免单点故障导致系统失效。
另外，在组件中采用动态监测手段，可及时发现入侵；当然，这一点在防火墙上也同时进行配置解决。
1.3.3 数据安全性
1. 数据加密
所有车载终端、通讯服务器之间的通讯信息加密传输。
以此防范骇客截获通讯信息，分析其内容从而为破坏做准备；例如SSL/DES/3DES等，不过将造成CPU工作量加大，所以要考虑提高服务器的档次、装置更多的CPU。
2. 数据存储与备份
夜间自动异地备份数据库，这样会大大地减少系统和数据恢复的延误。
必要的避险和减灾策略对于数据的安全保护和确保有效恢复来说，都是必须的。
通讯中心数据库建立在RAID磁盘阵列之上，不会因为单只硬盘的损坏、数据库服务器宕机、单一SCSI通道的损坏而导致系统不可用。
3. 身份认证
管理后台采用VPN方式与通讯中心连接，实施身份认证、及对通讯链路进行3DES加密；服务器WEB服务部分，采用SSL链接方式，并计划采用内部CA认证。
但是这需要添置硬件和软件；
4. 分布式数据库
业务数据在消息交换（通讯）中心和运营企业处均有备份。
并且应用软件支持从后备数据中重建业务记录；
5. 安全评估与管理
通过专业的安全工具（JP1安全检测系统）定期对网络进行安全评估。
整个服务器群托管在IDC机房，该机房拥有完善的管理，包括空间的温度、湿度，双路电源，流量检测、专人负责、保安等所有必要的手段。
本系统中除使用服务器自身提供的一般的网管软件和系统监控管理系统外，还使用防火墙的IDS功能，对网络进行实时的入侵检测，以便对进出网络的操作进行实时检查、监控、报警和阻断，从而防止针对网络的攻击与犯罪行为。
1.4 提供B/S客户端、C/S客户端
系统软件为基层场站、线路、调度中心提供B/S客户端和C/S客户端，用户可根据需要选择。
B/S客户端提供基础信息管理、线路示意图调度、GIS电子地图调度、轨迹回放、路单和报表服务。
C/S客户端除B/S客户端具备的功能外，还提供集群调度、视频监控功能，以及更完善的数据分析统计服务；
BS客户端窗口图
窗口图
轨迹回放图
2、车载监控调度一体机
2.1 车载监控调度一体机整体性能
WKP系列车载监控调度一体机是深圳市华宝电子科技有限公司自主研发的智能交通设备。
该产品集GPS卫星定位技术、移动通信技术、远程调度管理技术、视频监控技术于一体，能够对车辆位置、速度、方向、车辆状况、运行信息、车内视频进行采集、处理、记录，并且通过3G无线网络与管理中心进行信息交互，满足公交车辆运营、调度、安全监控等各种管理工作的需要。
示意图
1. 技术平台
n 主处理器：
32位嵌入式处理器。
n 软件平台：
嵌入式Linux操作系统；
n 终端内存：
RAM容量128M，可扩展到1G以上。
2. 设计理念
n 选用32位嵌入式处理器＋高性能图形处理DSP＋嵌入式操作系统，具有强大的处理能力和丰富的功能接口。
n 融合了运营调度终端和车载DVR两类产品的主要功能，能够提供调度＋管理＋安全监控＋信息服务的全业务一体化解决方案。
n 基于汽车车载总线，模块化设计，分布式架构，提供一系列串口等，可方便连接各类车载设备及传感器，快速扩展新业务，实现系统柔性接入；
n 注重易用性、易维护性，减少接口，提高安装的便捷性，减少破坏性安装，终端快速检修维护，提高系统可用性；
n 注重远程网络管理，全网终端远程升级与配置，可快速增加新业务，适应系统功能的弹性灵活扩展；终端自检＋远程网管，对全网设备进行状态监管和定期巡检。
2.2.1 GPS定位及辅助定位功能
n 功能符合标准车载智能终端设备要求，内嵌高精度的第五代U-blox5 GPS模块。
Ø 定位精度小于15米；
Ø 50个通道的u-blox5引擎；
Ø 热启动和辅助启动的首次定位时间 < 1秒；
Ø -160dbm的捕获灵敏度；
Ø 4Hz定位更新速率；
Ø 具有拐点补偿功能，拐弯时自动增加采样频率；
n 终端能够检测GPS天线断线情况，检测并显示GPS信号强度与接收卫星数量；
n 支持定位信息定时、定距上传；
n 支持位置测算功能，能够计算出到达前方各站点距离；
n 支持线路轨迹自动测算生成功能，支持线路锁定、纠偏功能；
n 终端积分计算GPS累计里程，为调度中心提供准确里程数据；
n 提供ZIGBEE辅助定位技术，在GPS信号盲区时能自动切换辅助定位功能，通信距离>100米；
2.2.2 3G通讯功能
n 车载终端内置3G模块，保证设备与SIM卡的安全性；
n 车载终端内置3G模块，由终端建立并保持通信链路，实时检测链路状态，对通信链路完全可控。
当链路中断时通过复位、重新拨号等技术手段，保证链路的尽快恢复，避免了采用外购模块产生的通信中断问题。
n 为保证通信链路的畅通，终端内置大容量FLASH缓存，可存储5天3G通道的数据，当3G链路不畅时，保证数据不丢失，当链路恢复畅通时补充发送，从而大大提高报表统计数据的完整性。
n 具备断线重连、硬件复位、多个中心同时发送数据、支持点对点／点对多点数据传输等功能，保证3G模块可靠工作；
n 终端提供FTP文件传输服务和Telnet、SSH登录服务功能，用于建立远程连接以及传输数据，保证车载终端设备的可维护性和数据的安全性。
2.2.3 数据采集功能
n 采集车辆定位数据：
包括车牌，时间，经度，纬度，速度，行驶方向和终端ID编号等。
n 采集车辆定位数据：
包括：
基本数据、车场数据、站点数据、限速数据、特殊地点、油量查询、终端状态数据、发动机数据等。
n 采集车辆运营数据：
包括行驶轨迹、行驶里程、班次、车次、车辆状态、加油、维修、空放、保养、包车、停站信息、客流数据、POS机数据等。
支持CAN总线采集和GPS测算；
n 采集车辆安全运行信息：
包括行驶速度、行驶累计时间、超速、急停、急加速、滞站、不进站、带速开关门、开门行车等。
n 采集营运调度信息：
包括司乘人员签到和签退，车辆执行班次及班次调整情况，执行加入或退出营运等调度指令情况等公交企业车辆和线路营运调度明细情况。
n 数据采集的正确率达到98%以上，数据统计准确率达到100%。
n 车辆定位位置信息可以通过以下方法获取：
Ø 正常情况下，按程序设定的定时、定距采集模式上传时间、位置、速度等参数；
Ø 接受系统平台指令或突发事件情况下，向平台回传一次当前位置、速度、方向和运行状态信息。
2.2.4 调度支持功能
n 具有单向调度和集群调度功能，能主动向调度中心发送开始运营、结束运营等消息。
Ø 能够主动发送运营请求，内容包括请求运营、请求退出、请求上行、请求下行、请求进场、请求调度、进入包车、退出包车等。
Ø 发送非运营请求，如请求一保、请求二保、请求加油、请求午休、请求午餐等。
n 接收和显示来自系统平台的各种指令信息，如就餐 、进场 、中途加入或退出运营、回程空放、跳站、掉头、始发/终点站改变等，并进行确认操作；
n 终端主动向调度中心发送运行状态和安全信息，包括扣证报告、纠纷报警、匪警报警、故障报告、事故报告；
n 根据调度指令，自动进行相应的行车参数设置，如对站名、站序、限速值、K值、定时定距参数进行调整。
n 具有车辆中途校时功能，保证网内终端运行时间一致，从而可调整营运车辆运速均衡和安全因素。
2.2.5 自动报站功能
n 提供语音自动报站功能。
车载终端通过车辆位置信息判断到离站情况，自动播放始发站、终点站、预报发车、预报进站、出站等服务用语。
当站点漏报、掉头、跳站时，终端系统能够在没有人工干预的情况下，自动执行下一站点的报站；
Ø 支持MP3文件方式：
可存储>50条线路的语音和配置信息，适应多线路的状况。
MP3语音文件可以远程下载及更新。
Ø 支持TTS语音技术：
内置完整的TTS语音库，可把服务用语、报警信息、调度文字指令转换成语音并播放，音质良好，音效流畅；
n 提供人工报站功能。
在显示屏上提供切换按键，驾驶员可以选择自动/手工报站两种模式，并提供手动报站控制按键。
n 提供文字报站功能。
车载终端可与车内LED屏、媒体播放机连接，到离站时输出文字信息，在LED屏、媒体播放机上滚动显示，为乘客提供报站服务。
n 支持自动报站、手动报站两种模式，手动报站通过显示屏进行控制；
2.2.6 服务用语功能
n 同时采用语音和文字，播放始发站、终点站、卫生、让座、站稳等文明服务用语。
n 提供自动播报方式，通过预设点GPS经纬度判断；
n 提供手动播报方式，通过显示屏快捷键播报，快捷键对应的用语能够灵活配置；
n 同时支持MP3和TTS技术，服务用语的信息能够远程及本地更新；
2.2.7 报警及违规提示功能
n 超速报警，速度限值可以分路段、分区域设置；
n 滞站、越站、非正常开关门、故障等异常报警；
n 路堵、事故、故障、纠纷等安全报警，提供紧急报警按钮；
n 能够提醒驾驶员违规操作，内容包括超速、越界、开门行车、滞站、不停站、晚点等。
违规提示信息能够在司机显示终端上显示，或以TTS合成语音提示。
n 报警信息通过显示屏、TTS语音、蜂鸣、铃声等方式提示驾驶员，并将车辆违规状态和发生时间、地点、相应的车辆ID等信息上传到后台。
2.2.8 内置电子地图
n 终端内置电子地图，自动测算并保存线路轨迹；
n 预置线路信息，为乘客提供预报线路时刻、站间距离、到达时间、周边景点、换乘路线等导乘服务；
n 提供班次校准、里程精确统计、偏离线路报警、分路段限速、分区域限速等调度业务功能；
n 具备线路轨迹自学习功能；
2.2.9 客流采集功能
n 预留RS232／485／CAN接口，用于采集客流信息。
支持客流统计数据（累计客流量、留车人数、本站上客人数，本站下客人数）的实时上传。
n 支持双光幕、视频、POS机等各类采集设备，支持前门、中门上下客流统计；
n 能够控制客流统计计数的开始、停止、发送。
2.2.10 软件接口功能
n 提供POS机“一卡通”连接接口：
支持司售人员签到、签退信息实时上传，支持乘客刷卡数据（累计卡次数，累计卡金额，本站卡次数，本站卡金额）实时上传。
目前已与上海的东方卡公司、上海计通公司读卡器连通。
n 预留油耗检测、LED跑马灯滚动屏、车辆头腰尾牌、车辆线路LED屏信息控制的数据接口；
2.3 视频监控功能
2.3.1 视频监控功能
车载终端内置视频监控模块，提供四路实时视频监控，一路视频回放输出，四路路视频录像功能，能够直接控制摄像机启动、停止工作，控制录像的启动和停止。
终端能够在实时视频和录像中叠加车辆当前位置信息的字符，如：
时间、车牌、线路、站点、道路路口位置等。
远程控制中心也能够在接收的视频上自由叠加字符并存储。
视频监控模块支持切换现场视频、一路回放视频输出至监视器，也支持定时拍照／中心触发拍照，并通过3G和WLAN实时上传至中心远程监控。
终端提供视频与报警输入的联动，能够对票箱开关进行自动监控并录像。
n 视频压缩标准：
H.264
n 图像压缩格式：
JPEG
n 音频压缩标准：
G.711
n 提供四路实时视频监控，支持倒车视频切换显示；
n 提供一路硬盘录像和一路SD卡紧急录像的录像存储方式；
n 提供一路复合视频输出显示，支持实时视频和回放视频；
n 画质：
支持D1、CIF，25/30FPS，码率可调；
2.3.2 录像存储与报警联动
车载终端内置大容量硬盘，支持四路视频同时存储。
按照车内安全监控标准，采用标准D1画质，每小时每路视频数据量约800MB。
按照每天12个小时工作时间计算，每天需要40G的数据容量，如配备500GB的硬盘，不能满足15天存储的要求，如配置1TB的`硬盘，可以支持25天的数据存储。
车载终端通过I/O接口，以及调度模块传送的信息，提供报警联动功能，报警信息作为触发录像的条件，以及查询录像的参数。
n 存储介质：
500GB～1TB 硬盘；
n 提供录像检索、录像回放功能；
n 能够通过USB和以太网RJ45接口导出视频录像；
n 提供报警预录功能；
n 加密处理数据及控制信息；
n 本地记录操作日志、报警日志；
n 视频丢失报警、开关量报警联动，网络上传报警信息；
2.4 信息服务功能
2.4.1 显示屏与键盘
n 提供TFT彩色显示屏，图像化人机界面，美观易用；
n 提供多个公交专用按键、自定义快捷键，满足行驶中便捷操作需要；
n 抗震、防水、防尘设计，防撞边缘，提供减震安装支架；
n 内置电子地图，可扩展导航等信息服务功能；
n 内置扬声器和蜂鸣器，支持语音播报。
2.4.2 智能综合显示系统
在未来系统建设规划中，将提供车载智能综合显示系统，在原设备基础上增加智能显示处理模块，整合车载视频资源，进行行车调度信息、视频监控、乘客导乘、媒体广告等视频资源的综合显示与控制。
示意图
TFT显示屏综合显示：
Ø 车辆正常行驶时，在TFT显示屏上显示车内监控四分割画面；
Ø 车辆进站开门时，开门信号触发，在TFT显示屏上切换显示中后门视频监控画面；
Ø 车辆倒车时，倒车信号触发，在TFT显示屏上切换显示倒车视频监控画面；
媒体播放机综合显示：
Ø 车辆行驶中，媒体播放机输出Video/VGA视频信号至车载终端，终端在原画面上叠加位置、报站等字符信息，Video/VGA输出至车内LCD显示屏幕，正常播放节目。
Ø 车辆到离站时，车载终端控制切换输出，隔离媒体播放机的视频信号，Video/VGA输出站点附近的电子地图及导乘信息，在车内LCD显示屏幕上显示，提供乘客导乘服务。
2.4.3 电子站牌显示支持
车载终端向数据中心发送车辆位置、速度相关信息，数据中心通过电子站牌服务，能够通过3G方式向途中站的电子站牌发送相关信息，包括车辆距前方所有站点距离、预计到达时间、线路变更等运营信息，并在电子站牌上滚动播出。
示意图
升级会员 