車載監(jiān)控：承載由內(nèi)到外的行車安全

　　車載監(jiān)控是由車載終端、傳輸網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心組成的三層聯(lián)網(wǎng)式綜合監(jiān)管系統(tǒng)，提供行駛路線監(jiān)控、車內(nèi)、外視頻圖像實(shí)時(shí)無(wú)線傳輸、事故快速響應(yīng)、呼叫指揮等功能，以解決現(xiàn)有車輛的動(dòng)態(tài)管理問(wèn)題，在公交車、出租車、長(zhǎng)途客車、執(zhí)法警用車、火車、高鐵等交通工具上均有車載監(jiān)控系統(tǒng)的需求。浙江大華技術(shù)股份有限公司產(chǎn)品經(jīng)理俞輝煌認(rèn)為，隨著“車聯(lián)網(wǎng)”概念的快速發(fā)展，車載監(jiān)控不再局限于音、視頻的數(shù)據(jù)采集，對(duì)車輛信息、路線信息等數(shù)據(jù)的采集，能為日后業(yè)務(wù)的不同需求提供更多業(yè)務(wù)服務(wù)的選擇。舉個(gè)例子，公交車可以通過(guò)車內(nèi)的人員狀態(tài)、車與車的距離等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，在高峰時(shí)段、清閑時(shí)段期間進(jìn)行車輛的有效調(diào)動(dòng)，減少公交公司的成本;長(zhǎng)途客運(yùn)車通過(guò)地理信息、位置、車牌、車速等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，可以對(duì)出站、進(jìn)站的時(shí)間進(jìn)行估算，進(jìn)而有效的排班。

　　車載監(jiān)控系統(tǒng)組成部分

　　車載監(jiān)控系統(tǒng)的組成部分雖有其獨(dú)特之處，但總體框架與通用監(jiān)控系統(tǒng)是十分相似的，主要包括采集、傳輸、存儲(chǔ)、顯示、控制五大部分。

　　采集部分

　　相比主要以音視頻信息采集為主的通用監(jiān)控系統(tǒng)，車載監(jiān)控除了音視頻的采集之外，也會(huì)采集車輛內(nèi)部數(shù)據(jù)，包括：圖像、車輛轉(zhuǎn)數(shù)、剎車、傳感器等數(shù)據(jù)、車身運(yùn)動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)(如急加速、急轉(zhuǎn)速、急轉(zhuǎn)彎等車輛運(yùn)動(dòng)信息)及車輛周圍的數(shù)據(jù)采集。

　　傳輸部分

　　車載監(jiān)控是一個(gè)移動(dòng)式的監(jiān)控系統(tǒng)，必須采用無(wú)線傳輸方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，目前廣泛應(yīng)用的兩種是：商用無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)3G、4G及WiFi網(wǎng)絡(luò)。其組網(wǎng)模式將會(huì)在下面為大家詳細(xì)介紹。

　　存儲(chǔ)部分

　　車載監(jiān)控在存儲(chǔ)方式上較通用監(jiān)控?fù)碛懈嗟倪x擇，車輛在不斷運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)抗震有較高的敏感度，而通用監(jiān)控采取較多的機(jī)械硬盤(pán)對(duì)抗震性能的防護(hù)并不太好，容易受損，車載監(jiān)控為了規(guī)避這個(gè)問(wèn)題，還會(huì)引入其他存儲(chǔ)技術(shù)，如：SD卡，不需要專用抗震的外部機(jī)構(gòu)做防護(hù)，然而缺點(diǎn)是容量小，市場(chǎng)上主流的容量為32GB-128GB，雖然SD卡在低容量的存儲(chǔ)方式上性價(jià)比高，但平均下來(lái)的每GB成本上并沒(méi)有優(yōu)勢(shì);而固態(tài)硬盤(pán)，隨著存儲(chǔ)顆粒的價(jià)格下降，產(chǎn)品整體的價(jià)格也在下降，市場(chǎng)上主要有120GB、240GB固態(tài)硬盤(pán)，其價(jià)格相當(dāng)于機(jī)械硬盤(pán)1TB、2TB的價(jià)格;因此性價(jià)比決定了目前主要的存儲(chǔ)器還是以機(jī)械硬盤(pán)為主。為了解決抗震的措施，一般設(shè)備上都配有具備減震措施的硬盤(pán)防護(hù)盒、防護(hù)墊及搭配各類減震方案予以加強(qiáng)車載設(shè)備的抗震性能。

　　顯示部分

　　可分為兩部分，一種是本地機(jī)身配有液晶顯示屏，可實(shí)時(shí)觀看本地的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、車輛狀態(tài)等車內(nèi)本身的音視頻信息監(jiān)控;顯示墻會(huì)設(shè)在后臺(tái)中心的監(jiān)控平臺(tái)，如：在監(jiān)管一個(gè)車隊(duì)中上百輛車的運(yùn)行狀態(tài)、識(shí)別車牌、運(yùn)動(dòng)軌跡等情況時(shí)，可以通過(guò)3G、4G等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸至后臺(tái)中心上顯示。

　　控制部分

　　通過(guò)監(jiān)控中心或者移動(dòng)平板在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)情況下對(duì)可控范圍的運(yùn)營(yíng)車輛進(jìn)行遠(yuǎn)程可視指揮和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)車輛監(jiān)控管理，并能與110、119接處警中心聯(lián)動(dòng)以便在發(fā)生警情時(shí)及時(shí)出動(dòng)警力到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，保障應(yīng)急處理的效率。如：通過(guò)配置云臺(tái)，增加額外的控制鍵盤(pán)，可以遙控車載前端攝像機(jī);在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)下通過(guò)平板進(jìn)行控制、語(yǔ)音對(duì)講、應(yīng)急指揮等功能。

　　車載監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)

　　高抗震性能設(shè)計(jì)：車況、路況的復(fù)雜性所帶來(lái)的較大顛簸和震動(dòng)，對(duì)硬盤(pán)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的安全性有巨大影響，甚者更會(huì)對(duì)硬盤(pán)帶來(lái)不可逆的損壞，因此，抗震技術(shù)便成為了車載設(shè)備最重要的技術(shù)問(wèn)題?？拐鸢▽?duì)整機(jī)、硬盤(pán)架、硬盤(pán)減震等措施，目前在避震方面由軟硬件雙管齊下，硬件上采用專利的機(jī)械防震、電子減震等方案，軟件上采用軟件抗震綜合的減震方案，針對(duì)震動(dòng)對(duì)硬盤(pán)的影響進(jìn)行冗余處理，極大地提高了車載設(shè)備的抗震性能及高顛簸震動(dòng)環(huán)境下的適用性。

　　寬態(tài)工作電壓：供電使用性是車載設(shè)備非常重要的考察技術(shù)指標(biāo)。車輛在行駛過(guò)程中常會(huì)有點(diǎn)火、剎車、踩油門(mén)等動(dòng)作，這些都會(huì)使車載電源的輸出電壓和電流產(chǎn)生大幅度的波動(dòng)，從而引**涌等，容易造成車載設(shè)備的燒壞。因此，車載設(shè)備必須要具有寬電壓輸入、過(guò)壓、欠壓、短路、斷電以及浪涌過(guò)流保護(hù)，滿足車輛在復(fù)雜環(huán)境下的行駛;同時(shí)當(dāng)車輛發(fā)生突然斷電時(shí)，應(yīng)具有自動(dòng)關(guān)閉的保護(hù)功能，保證硬盤(pán)內(nèi)數(shù)據(jù)不會(huì)被丟失。為便于在車輛上對(duì)設(shè)備進(jìn)行供電，設(shè)備支持6～36V的寬幅電壓輸入，覆蓋主流的12V和24V供電車輛。

　　防塵防水和散熱：車輛在持續(xù)運(yùn)行過(guò)程中必然會(huì)產(chǎn)生較大的熱量，如果設(shè)備的散熱性能不好，將會(huì)大大降低產(chǎn)品壽命。采用全封閉無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì)及金屬材質(zhì)的散熱片排設(shè)計(jì)，能有效確保設(shè)備內(nèi)器件具有良好的散熱環(huán)境;接口、接頭的高密封性，可以防止水和灰塵進(jìn)入到機(jī)箱內(nèi)部，避免影響設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

　　車型轉(zhuǎn)臺(tái)記錄：具有三方位重力加速度感應(yīng)功能，檢測(cè)機(jī)動(dòng)車運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)，如：急剎、側(cè)翻、急轉(zhuǎn)彎、撞擊等，記錄車輛運(yùn)行時(shí)的車速、轉(zhuǎn)向、剎車、倒車、車門(mén)開(kāi)啟等，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的全程管理和監(jiān)督。當(dāng)車輛出現(xiàn)異狀時(shí)，將采集的信息實(shí)時(shí)傳送到控制中心，起到預(yù)報(bào)警作用。

　　網(wǎng)絡(luò)性能：實(shí)現(xiàn)視頻無(wú)線網(wǎng)傳帶寬自適應(yīng)的雙碼流編碼(隨著帶寬的升降，變化視頻的幀率和碼流量)，支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳、遠(yuǎn)程監(jiān)控、錄像下載、電子抓拍、遠(yuǎn)程報(bào)警、網(wǎng)絡(luò)校時(shí)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)置、遠(yuǎn)程升級(jí)維護(hù)等功能。

　　智能視頻分析：智能化是視頻監(jiān)控發(fā)展的方向，通過(guò)機(jī)器視覺(jué)分析技術(shù)，進(jìn)行行為識(shí)別，包括：車牌識(shí)別、非法滯留、違章占道等。如：通過(guò)智能視頻分析實(shí)現(xiàn)車載客流統(tǒng)計(jì)。在車輛的前門(mén)、后門(mén)各安裝一臺(tái)攝像機(jī)進(jìn)行乘客頭部智能模式識(shí)別，通過(guò)單鏡頭雙方向統(tǒng)計(jì)，判斷乘客是上車或是下車，實(shí)現(xiàn)對(duì)車內(nèi)人數(shù)的精確統(tǒng)計(jì);采用高性能DSP芯片，客流數(shù)據(jù)會(huì)直接在車輛前端統(tǒng)計(jì)、輸出結(jié)果傳送至后端管理中心，有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)督管理與智能調(diào)度。。

　　靈活選配的移動(dòng)組網(wǎng)模式

　　車輛工作時(shí)是處于不間斷移動(dòng)的狀態(tài)，其運(yùn)動(dòng)范圍面積廣、距離長(zhǎng)遠(yuǎn)是無(wú)法通過(guò)對(duì)車輛進(jìn)行線纜的連接將視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳送到監(jiān)控中心，因此，視頻數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸幾乎成了唯一選擇。對(duì)于車載監(jiān)控系統(tǒng)的組網(wǎng)方式而言，依據(jù)所傳輸數(shù)據(jù)類型的不同大體可分為兩類，這兩類無(wú)線傳輸技術(shù)在車載安防監(jiān)控領(lǐng)域中也均得以廣泛應(yīng)用。

　　3G、4G

　　在車載監(jiān)控領(lǐng)域中，使用最廣泛的依然是3G、4G無(wú)線技術(shù)。4G無(wú)疑是3G的演進(jìn)版本， 4G在上下行速率方面實(shí)現(xiàn)了在3G基礎(chǔ)上的成倍提升，速度方面占據(jù)著絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，擁有更高質(zhì)量畫(huà)質(zhì)傳輸?shù)哪芰?。?G當(dāng)?shù)赖慕裉?，其替?G的步伐將會(huì)更加明確，運(yùn)營(yíng)商會(huì)不斷地增加4G基站的建設(shè)，相應(yīng)的停止對(duì)3G基站的建設(shè)，甚至以4G基站替代原有的3G基站。然而在實(shí)際的無(wú)線傳輸過(guò)程中，往往會(huì)受基站覆蓋率、使用環(huán)境條件、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)繁忙等因素干擾，影響無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定應(yīng)用。對(duì)此，廠商為了滿足在任意無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的實(shí)時(shí)傳輸需求，會(huì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)功能，在變碼流模式下，車載系統(tǒng)能根據(jù)環(huán)境信號(hào)強(qiáng)弱、網(wǎng)絡(luò)通道窄寬，自動(dòng)調(diào)整碼流大小、視頻畫(huà)質(zhì)及傳輸策略，如：在3G網(wǎng)絡(luò)情況下，傳輸CIF、D1、960H等低分辨率視頻流;在4G網(wǎng)絡(luò)下，傳輸720P、1080P等高分辨率視頻流。

　　圖1　3G/4G無(wú)線通信技術(shù)速率對(duì)比表

　　WiFi

　　WiFi無(wú)線技術(shù)的致命缺陷是傳輸距離較短，一般民用WiFi的傳輸距離在10-30米左右，工業(yè)級(jí)穩(wěn)定的傳輸距離在100米左右。然而3G、4G無(wú)線傳輸技術(shù)可以通過(guò)多個(gè)基站配合，實(shí)現(xiàn)全球性網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋，達(dá)到傳統(tǒng)意義上的不受距離限制的無(wú)線傳輸時(shí)，但采用3G、4G勢(shì)必會(huì)帶來(lái)成本高昂的問(wèn)題。因此，一些廠商為其車載監(jiān)控系統(tǒng)提出了WiFi局域網(wǎng)高帶寬的傳輸方案，在正常情況下，3G、4G處于休眠狀態(tài)時(shí)，由前端車載設(shè)備存儲(chǔ)視音頻數(shù)據(jù)，進(jìn)入WiFi覆蓋的固定地點(diǎn)(如車庫(kù)、站點(diǎn))時(shí)，利用高帶寬的WiFi網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)中;當(dāng)有移動(dòng)監(jiān)控需求時(shí)再自動(dòng)喚醒3G、4G進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸;這樣的靈活搭配可以滿足用戶低成本、高效率、即用性的使用需求。

　　圖2　車載監(jiān)控系統(tǒng)組網(wǎng)模式

　　系統(tǒng)安裝方式

　　那么，車載監(jiān)控系統(tǒng)的安裝工程中有著哪些方面需要注意的呢?在這之前，我們需要對(duì)車載監(jiān)控安裝工程有一個(gè)了解，車載監(jiān)控系統(tǒng)的安裝工程主要包括：車載終端安裝、攝像機(jī)以及拾音器安裝、線纜鋪設(shè)、接線四個(gè)部分。

　　車載終端安裝：車載終端必須水平牢固安裝，設(shè)備不平衡、不平穩(wěn)的安置在車輛顛簸行駛過(guò)程中更容易受損。為了延長(zhǎng)設(shè)備的壽命，也應(yīng)把設(shè)備安裝在車輛震感較弱的部位(如司機(jī)座位附近或車輛前端);并且設(shè)備的外接線材要有足夠的間隔和保護(hù)，確保線材不被彎曲或由于震動(dòng)磨損而漏電;同時(shí)還需要確保設(shè)備遠(yuǎn)離車輛上的熱源。

　　攝像機(jī)、拾音器安裝：攝像機(jī)、拾音器安裝則可以根據(jù)用戶的監(jiān)控重點(diǎn)來(lái)確定。在考慮攝像機(jī)會(huì)受到的逆光等環(huán)境因素影響下，攝像機(jī)應(yīng)安裝在不易被遮擋、破壞的位置。與視頻監(jiān)控不同，音頻監(jiān)控在采集聲音上除了“有用的”聲音被采集到外，環(huán)境噪音也同時(shí)被采集進(jìn)來(lái)。因此，合格的車載監(jiān)控拾音器在技術(shù)上必須是具備環(huán)境降噪功能，其次，堅(jiān)固的底殼及獨(dú)特的三角固定設(shè)計(jì)會(huì)易于安裝及固定。

　　線纜鋪設(shè)：車載監(jiān)控系統(tǒng)的布線非常重要，布線的規(guī)范性將直接關(guān)系到系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。首要注意的是線纜均應(yīng)包入護(hù)線軟管管內(nèi)，其次安裝線纜應(yīng)與原車電纜走向一致，與原車輛電纜綁扎固定，做到布線整齊、隱蔽、牢固，防止司機(jī)和乘客的意外碰斷。主機(jī)電源線應(yīng)拉至車輛電瓶處，并且不能通過(guò)任何開(kāi)關(guān)，在接線時(shí)應(yīng)交錯(cuò)接線，以免短路，具體線長(zhǎng)依據(jù)車型而定。另外，電源的正負(fù)極要統(tǒng)一，視頻線和音頻線應(yīng)采用阻燃絕緣型線纜;為了確保車載設(shè)備能夠接收到GPS衛(wèi)星信號(hào)，應(yīng)將GPS信號(hào)接收天線安裝到車頂前方的合適位置，打孔后將傳輸線接到車內(nèi)，用玻璃膠或其它可靠的方式將穿線孔密封，以確保不會(huì)影響車頂?shù)拿芊庑浴?/p>

　　接線：根據(jù)各信號(hào)線標(biāo)簽的定義和線型顏色進(jìn)行連接，連接前必須檢測(cè)各線是否導(dǎo)通，各信號(hào)是否有效，連線后必須在接線處點(diǎn)焊并用熱縮管封好以保證強(qiáng)度。在車載監(jiān)控終端的視頻、音頻接口上采用航空接頭，可以規(guī)避汽車在顛簸行駛過(guò)程中引起的線路短路、斷路等問(wèn)題，提升信號(hào)連接的穩(wěn)定性與可靠性。

　　結(jié)語(yǔ)

　　在當(dāng)今公眾出行的需求急劇增長(zhǎng)的情況下，行業(yè)對(duì)車載監(jiān)控系統(tǒng)的安全性、便利性愈發(fā)重視，視頻高清化、智能化及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，衍生出不同層次的車載監(jiān)控需求，車載監(jiān)控設(shè)備功能更加完善，應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣。在平安城市建設(shè)、智能交通發(fā)展的帶動(dòng)下，車載監(jiān)控系統(tǒng)逐步從單一的視頻監(jiān)控應(yīng)用向與相應(yīng)行業(yè)深度結(jié)合的系統(tǒng)方向發(fā)展，在未來(lái)勢(shì)必?fù)碛懈鼜V闊的應(yīng)用前景!