車載監(jiān)控是監(jiān)控行業(yè)一個獨特的分支。相對于傳統(tǒng)監(jiān)控，車載監(jiān)控更加注重整體解決方案、高可靠性設計和工程設計，有一定的技術門檻。本文通過介紹廣東省某市公交車載監(jiān)控案例，對車載終端進行剖析。

項目背景
    近年來，全國各地各類公交客運案件時有發(fā)生，嚴重干擾了社會安定。目前廣東省某市公安公交分局每天處理的報警求助案件正在日益增加，管理難度及成本進一步加大，主要表現(xiàn)在：

1、2006年該市每天有430萬人乘坐公交車輛，公交線路400多條，公交運營車輛13000多
輛，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，乘車人數(shù)將進一步增加，治安形勢很嚴峻。
2、2006年每天發(fā)生在公交車上的報警記錄為20～40宗，其中有一些是影響惡劣的刑事案
件。因相當部分的受害人報警意識不強或不知怎樣報警，所以實際發(fā)生的案件超出目前的報警記錄。
3、警力嚴重不足，雖然多次組織了“千人反扒”行動，風聲一過，故態(tài)重發(fā)，不能根治。

    作為全市電子監(jiān)控建設工作的一部分，在該市公安公交分局的主持下，嘗試首先為全市的公交車輛安裝車載視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)。后續(xù)將實現(xiàn)全市的出租車、物流運輸車、押運車及危險品運輸車進行集中統(tǒng)一監(jiān)控調度管理，使全市各行業(yè)車載監(jiān)控覆蓋率達到100％。

項目建設內(nèi)容
    根據(jù)市公安公交分局和公交企業(yè)的具體需求和實際情況，本次建設分為兩大部分：公交電子視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)、公交GPS智能調度系統(tǒng)。

    兩套系統(tǒng)有各自的中心平臺和車載終端，主要業(yè)務內(nèi)容互不關聯(lián)。公交電子視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)由政府建設，市公安公交分局是主導力量；公交GPS智能調度系統(tǒng)的建設單位是巴士集團等交運企業(yè)。兩部分建設內(nèi)容及兩建設單位之間的關聯(lián)為：

1、“公交電子視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)”需要在公交車輛上安裝車載終端，公交企業(yè)需要配合工程實施，并妥善使用和維護；
2、基于公共安全要求的“公交電子視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)”需要獲得“公交GPS智能調度系統(tǒng)”的GPS數(shù)據(jù)和行車信息（車牌號碼、線路號、司乘人員信息、乘客人數(shù)等），并需要使用“公交GPS智能調度系統(tǒng)”的無線網(wǎng)絡通訊模塊實現(xiàn)與監(jiān)控中心平臺間的通訊；
3、公交分局負擔兩套系統(tǒng)的通訊費用；
4、公交分局提供兩套系統(tǒng)的中心平臺的機房建設和安全管理；
5、車載終端的錄像數(shù)據(jù)可與公交企業(yè)共享。

    本文將重點分析“公交電子視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)”。

    整個系統(tǒng)分為三個部分：車載終端、傳輸網(wǎng)絡、系統(tǒng)管理平臺。 [nextpage]

    XX市政府對此項目建設的基本思路是采用當前較先進的、有一定超前性的、保證幾年內(nèi)不會過時的技術。在這個總體思路下，該項目具備一些鮮明的特點：

1、車載錄像每路要達到DVD畫質，水平解像力達到450線以上；
2、采用雙碼流技術，可通過有限的、不穩(wěn)定的網(wǎng)絡帶寬，實現(xiàn)上傳現(xiàn)場畫面，每秒不少于2～5幀CIF分辨率的畫面；
3、實時報警聯(lián)動，即為乘車群眾和司乘人員提供無線報警功能。當按下報警按鈕，監(jiān)控中心在4～5秒內(nèi)就可收到含有視頻圖像的報警信息。

需求分析及關鍵點分析
功能性
車載監(jiān)控終端的核心設備是車載DVR，能實現(xiàn)如下功能：
1、視頻采集/存儲：在公交車輛的前車門、前車廂和后車廂共安裝3套攝像機和拾音器，實時采集音視頻信號，以MPEG4或者H.264格式錄制在車載DVR的硬盤中，錄像數(shù)據(jù)可查詢和導出。記錄的圖像疊加有車牌號、時間、車速、地理位置等信息，保證了錄像文件的真實性和有效性。
2、雙碼流編碼和網(wǎng)絡傳輸：借用ITS車載終端的CDMA或EDGE無線路由器，實現(xiàn)與控中心通信。由于CDMA/EDGE帶寬有限，為了便于無線傳輸，車載DVR支持雙碼流技術，即每路圖像采用高碼流錄像，以滿足錄像對清晰度的要求；采用低碼流傳輸，以滿足網(wǎng)絡帶寬的要求。
3、通過RS485總線，從ITS車載終端獲取GPS信息和車輛的行車信息，用于疊加到錄像的畫面中，并以低碼流發(fā)送至監(jiān)控中心。
4、事件報警聯(lián)動：通過安裝的報警按鈕（3個群眾，1個司機），乘客及司乘人員可在發(fā)生事件時按動報警按鈕，實現(xiàn)遠程報警。發(fā)生報警時，車載DVR可自動通過無線網(wǎng)絡把報警信息、車輛基本信息、車輛速度、車輛位置、現(xiàn)場圖像發(fā)送給監(jiān)控中心。
5、其它功能：車載系統(tǒng)可接受監(jiān)控中心下發(fā)的控制命令，比如車輛點名、啟動視頻圖像上報、啟動雙向語音對講、遠程檢索和下載歷史錄像等。

兩個關鍵技術點
1、錄像畫質
    車載DVR每路錄像的分辨率均要達到D1畫質（PAL：704×576），水平解像力不小于450線。3路錄像存儲天數(shù)不少于7天，每天16小時。為實現(xiàn)這一要求，必須做到：

?采用520線高清攝像機，保證視頻源信號質量；
?采用專業(yè)MPEG-4或者H.264編碼芯片，并具備4路D1的編碼資源；
?采用大容量硬盤作為存儲設備，本系統(tǒng)選用3.5英寸大硬盤。

2、雙碼流技術
    CDMA/EDGE等無線網(wǎng)絡具備以下特點：帶寬窄，上行帶寬比下行帶寬窄；帶寬不穩(wěn)定，隨地點、時間變化，也會受天氣、車輛速度的影響；當切換基站時，往往會斷線或更換IP。經(jīng)對該市某路段實測，某天晴天、上午9點，CDMA平均帶寬大致為50～60kbps左右，中午后開始變差，下午6點左右開始頻繁斷線，甚至長時間不能正常連接。EDGE稍好，但特點一致。[nextpage]

    因此，基于這種網(wǎng)絡條件進行數(shù)據(jù)傳輸，必然帶來數(shù)據(jù)傳輸抖動嚴重、延遲長，甚至斷線等問題。為了實現(xiàn)項目要求（發(fā)生報警后5秒鐘內(nèi)監(jiān)控中心收到報警、看到報警車輛的實時視頻畫面）必須具備以下幾個條件：

?無線傳輸?shù)膱D像壓縮率一定要非常高；
?視頻流碼率和幀率應可控，可自適應網(wǎng)絡帶寬；
?可適應惡劣網(wǎng)絡環(huán)境的圖像傳輸控制算法；
?使用具有握手、確認機制的網(wǎng)絡協(xié)議，比如TCP或應用層做了握手確認機制后的UDP；
?可適應嚴重抖動的圖像解碼算法。

整機關鍵技術
    車載設備一直處于不斷振動、并伴有偶然的沖擊。3.5英寸大硬盤的抗震性能遠低于2.5英寸硬盤，故抗震設計難度很大。除了硬盤外，各電纜接插件也是易受振動影響的重要環(huán)節(jié)，處理不好，銹蝕、接觸不良等現(xiàn)象會經(jīng)常發(fā)生。長期的不間斷振動也是對整機結構設計的考驗。因此，防震設計是車載電子設備整機設計的重中之重。

    廣東的夏天長、溫度高，且很多車輛不具備空調，由此車廂內(nèi)會空氣流動不暢，而3.5寸硬盤、電源及各芯片功耗很大，一般的自然散熱效率太低，需要效率高的風機散熱。但車輛上灰塵、油煙嚴重，傳統(tǒng)的風機散熱會把大量灰塵帶進機箱，加上油煙、潮濕等因素，灰塵沉積在芯片引腳上形成短路，并阻礙散熱。使用防塵網(wǎng)可緩解壓力，但也會使得灰塵積聚到防塵網(wǎng)上，造成風道堵塞，而無法散熱。因此散熱及防塵也將是整機設計的重點。

    廣東雨水較多，空氣很潮濕，另外，車輛清潔時可能會導致水濺到車載設備上。設備進水，潮濕同樣會引起短路，可見設備必須能夠防水（濺水）、防潮。

    還有，車輛電源電壓變化范圍寬、紋波嚴重，干擾大。并司機的很多操作（比如點火、踩油門、按喇叭）都會導致電源出現(xiàn)高底壓脈沖（低電壓脈沖＋5V，高電壓脈沖可以達到＋60V）。

    所以，防震、散熱、防塵、防水、寬電壓工作和抗脈沖干擾等是車載DVR設計的核心。

解決方案
為了實現(xiàn)項目功能性需求，該產(chǎn)品設計方案為：
1、針對錄像要求：采用MPEG-4編碼芯片實現(xiàn)4路實時D1錄像，經(jīng)公安部檢測中心檢測，每個通道的水平解像力都達到460線；
2、針對雙碼流要求：采用H.264編碼芯片，針對無線網(wǎng)絡特點，專門為低帶寬情況下優(yōu)化了H.264壓縮算法，可根據(jù)帶寬的情況自動調整編碼幀率和畫質；
3、針對網(wǎng)絡傳輸要求：針對抖動嚴重的網(wǎng)絡環(huán)境，使用一套基于緩沖池和跳躍的傳輸控制算法，有效地平滑了數(shù)據(jù)；并在解碼端做了播放時間控制算法，優(yōu)化了由于網(wǎng)絡抖動造成的圖像不連貫現(xiàn)象。

為了保證整機的可靠性要求，該產(chǎn)品的整機設計要點為：
1、針對振動環(huán)境，有三個措施：
?硬盤隔振：采用一種基于“注油隔振墊＋彈簧”的并聯(lián)隔振裝置，彈簧可有效克服硬盤的重力，油囊可把振動的能量轉化為熱量，可有效降低硬盤敏感頻段的振動能量；
?接插件：采用車載專用帶有放松鎖扣的接插件，防止電纜松動和銹蝕；
?整機剛度設計：機身采用強度很高的鋁型材，防護罩、安裝支架采用較厚的金屬板,保證了強度。[nextpage]
2、針對散熱、防塵：采用“超強自然散熱＋外置防水風機”的方案，特點如下：
?外殼為散熱性能很好的鋁材，做成散熱器形狀，整個外殼是一個大散熱器，自然散熱性能極佳；
?在機箱的外面安裝一個超薄風扇，可以把設備產(chǎn)生的熱量迅速帶走，且不會積壓灰塵。兼具風冷和自然散熱的優(yōu)點，而沒有兩者的缺點。
3、針對防水：整機密封，結合部增加了防水墊，前面板設計為防水面板，后面板增加防護罩。
4、電源設計：采樣“DC/DC＋隔離”的車載專用電源，可適應寬范圍供電和各種強脈沖干擾。

系統(tǒng)運行效果
    該項目分為三期執(zhí)行，第一期兩千多輛公交車輛已經(jīng)投入使用，第二期設備安裝正在進行中。已經(jīng)投入使用的設備發(fā)揮了巨大的作用：

1、一年多來，已經(jīng)向公交分局提供了大量的錄像資料，為多起惡性刑事案件以及各種糾紛提供了直接的、鮮活的破案線索和證據(jù)。對比去年，今年度公交車上的案件數(shù)量大幅度下降。給犯罪分子巨大的威懾作用。
2、由于公交分局可以實時看到報警車輛的現(xiàn)場圖像，實時知道報警車輛的地理位置，公安干警工作效率大為提高，加上本地清晰錄像的幫助，破案率大幅提高。
3、由于攝像頭的監(jiān)視作用，司機不規(guī)范操作逐漸消失，司乘人員私吞票款現(xiàn)象也銷聲匿跡，提高了車輛運營安全性的同時又增加了公交企業(yè)的營收。

結語
    在歐美發(fā)達國家早已有“錄像帶”車載視頻監(jiān)控，這說明了車載視頻監(jiān)控的重要性和必要性。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，國內(nèi)車載安防市場也開始了大發(fā)展。但是這個行業(yè)是有技術門檻的，本文討論的案例就集中反映了車載監(jiān)控行業(yè)的典型特點：

1、每個項目的整體解決方案是不同的，大型項目的主要設備、軟件系統(tǒng)往往需要定制。一般情況下，需要很強的技術力量。
2、車載終端對整機設計的要求非常嚴格，是以各高端技術為基礎的細節(jié)積累。

    由于國內(nèi)車載監(jiān)控還處于發(fā)展初期，用戶需求還不是很理性，盲目追求最新技術、對細節(jié)的追求不夠，甚至有些客戶不知道自己到底真正需要什么，盲從心理嚴重。顯然，最終受到懲罰的是用戶自己，供應商也會很累。

    因此，筆者認為，未來的國內(nèi)車載安防市場的發(fā)展方向應當是：每個行業(yè)、每一種應用的整體解決方案是獨特的；用戶要趨于理性，要更多地追求產(chǎn)品的可靠性、細節(jié)的完善
性，而不是眼花繚亂的功能。