基于3G的無線視頻監(jiān)控傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

摘要：為了進(jìn)一步加強(qiáng)在途運(yùn)輸車輛的安全監(jiān)督管理，結(jié)合3G網(wǎng)絡(luò)模式的推廣，提出了基于3G的無線視頻監(jiān)控傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案，給出了該系統(tǒng)的總體框架、工作流程，以及車載終端和監(jiān)控中心的具體設(shè)計(jì)。試驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)實(shí)時(shí)性及穩(wěn)定性佳，可在很大程度上降低企業(yè)成本，該設(shè)計(jì)具有可行性。

關(guān)鍵詞：無線視頻監(jiān)控；3G通信網(wǎng)絡(luò)；車載終端；監(jiān)控中心

中圖分類號(hào)：TP303 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8228(2011)09-19-02

0 引言

近年來，隨著Intemet的普及和全球信息化的發(fā)展，信息化建設(shè)全面鋪開，信息技術(shù)給汽車運(yùn)輸領(lǐng)域帶來了深刻的變革。目前國內(nèi)很多汽車運(yùn)輸公司、物流公司、出租車公司、汽車租賃公司等已經(jīng)推行基于GPS的運(yùn)輸車輛實(shí)時(shí)定位，確保及時(shí)準(zhǔn)確地掌握車輛在途信息。如今城市安防意識(shí)普遍增強(qiáng)，無線車載視頻監(jiān)控已成為平安城市建設(shè)中不可或缺的一部分。早期的車載GPS系統(tǒng)通信主要采用GSM短信方式來實(shí)，GSM短信通信方案是把采集到的GPS位置和速度信息，以短信的方式發(fā)送給監(jiān)控中心相應(yīng)的短信服務(wù)系統(tǒng)或者指定手機(jī)號(hào)碼。通用無線分組業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service，GPRS)是在現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)上發(fā)展出來的一種新的分組交換數(shù)據(jù)應(yīng)用業(yè)務(wù)，后期采用GPRS作為GPS車載系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信方案，比GPS短信通信方案優(yōu)勢明顯。

無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求更高，通信量和通信頻率的增加，使得采用GSM／GPRS作為GPS車載系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信方案已不能達(dá)到將該應(yīng)用推廣的目的。隨著3G的正式到來，移動(dòng)通信數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)為承載視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的傳輸提供了更好的條件和保障。基于3G的無線視頻監(jiān)控傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，是將衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GPS)與地理信息系統(tǒng)(GIS)相結(jié)合，同時(shí)輔助天氣情況，地面交通情況，通過3G網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控調(diào)度中心通信，智能地選擇最佳行駛路徑，實(shí)時(shí)傳遞車內(nèi)實(shí)況錄像。這一運(yùn)輸行業(yè)的服務(wù)流程更新設(shè)計(jì)不僅可以實(shí)時(shí)地監(jiān)控各類運(yùn)輸信息，而且能使整個(gè)運(yùn)輸管理平臺(tái)最大地發(fā)揮整體效益，對配送全過程進(jìn)行同步視頻跟蹤控制，對路線路況信息完整采集保存，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)度和事故車輛的緊急援助，進(jìn)一步提高了運(yùn)輸企業(yè)的市場競爭力。

1 系統(tǒng)功能及架構(gòu)

1.1系統(tǒng)功能

基于3G的無線監(jiān)控傳輸系統(tǒng)與很多安防監(jiān)控產(chǎn)品相比，由于其移動(dòng)性的特點(diǎn)和服務(wù)對象不同，在功能上存在著很大的差異，具體而言，該系統(tǒng)包括以下功能：

(1)車輛實(shí)時(shí)無線視頻監(jiān)控。基于不同時(shí)間、不同空間的智能車載遠(yuǎn)程跟蹤監(jiān)控，有效地進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。將圖像回傳至監(jiān)控調(diào)度中心，實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛位置、車內(nèi)外實(shí)況和行駛路線，防止司機(jī)繞路、私自載貨和偷油等。

(2)車載行駛路徑智能選擇。根據(jù)交通管理系統(tǒng)、氣象信息系統(tǒng)的接口提供的數(shù)據(jù)，掌握在途運(yùn)輸車輛所在區(qū)域交通流量狀況和沿途天氣情況，智能地選擇最佳行駛路徑，可以降低油耗、控制行駛路線和時(shí)間、加強(qiáng)安全管理。

(3)預(yù)報(bào)警處理。監(jiān)控和保障車輛、司機(jī)和貨物的安全狀況，異常及意外情況報(bào)警處理。

(4)車輛錄像軌跡回放。對任意車輛支持軌跡播放、暫停、幀放、慢放、快進(jìn)、快退等傳統(tǒng)播放功能。

(5)車輛信息查詢。支持錄像文件檢索，分為按時(shí)間檢索、按報(bào)警檢索、按司機(jī)姓名檢索等。

1.2系統(tǒng)架構(gòu)

基于3G的無線監(jiān)控運(yùn)輸系統(tǒng)，由車載設(shè)備、3G無線通信網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控調(diào)度中心三大部分組成。其中，車載設(shè)備端主要由攝像頭、無線監(jiān)控錄像機(jī)、GPS模塊、通信模塊、LCD顯示屏和主控制器構(gòu)成；監(jiān)控調(diào)度中心則由GPS模塊、GIS模塊、通信模塊和中央處理機(jī)構(gòu)成。應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)框圖如圖l所示。

基于上述架構(gòu)的運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)的基本工作流程如下。

(1)當(dāng)物流運(yùn)輸車輛在路線上運(yùn)行時(shí)

監(jiān)控?cái)z像頭對車輛內(nèi)場景或路況進(jìn)行錄像；車載通信模塊會(huì)與監(jiān)控調(diào)度中心保持實(shí)時(shí)交互，它通過GSP模塊定位，計(jì)算出自身所處的地理位置的坐標(biāo)；車載設(shè)備通過3G無線通信網(wǎng)絡(luò)把車輛信息發(fā)送給調(diào)度中心。調(diào)度信息中心將接收到的位置坐標(biāo)以及其他數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，可以在中心的監(jiān)控視頻上顯示車載內(nèi)外實(shí)況錄像，也可與GIS系統(tǒng)的電子地圖進(jìn)行匹配，在電子地圖上直觀顯示車輛的準(zhǔn)確位置，并且可以通過與交通管理系統(tǒng)、氣象信息系統(tǒng)的接口，根據(jù)運(yùn)輸車輛所在區(qū)域交通流量狀況和沿途天氣情況對運(yùn)輸車輛的行駛路徑進(jìn)行優(yōu)化。調(diào)度監(jiān)控中心通過CMS向車輛發(fā)送指令，實(shí)現(xiàn)智能調(diào)度。車載設(shè)備也可以根據(jù)自身行駛途中的突發(fā)狀態(tài)與調(diào)度中心交互，發(fā)出預(yù)警。

(2)當(dāng)運(yùn)輸車輛回到總站時(shí)

通過u盤拷貝或更換硬盤的方式下載指定時(shí)段錄像；通過回放分析軟件實(shí)現(xiàn)對下載錄像的分析。

通過運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)，調(diào)度中心的管理人員可以實(shí)時(shí)掌握運(yùn)輸車輛的動(dòng)態(tài)信息，如位置、速度、行駛狀態(tài)等，并且可以通過視屏監(jiān)控即時(shí)主觀的呈現(xiàn)運(yùn)輸車輛畫面，使安防效果更到位。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

(1)GPS智能管理監(jiān)控調(diào)度中心

組成：由CDMA2000 EVDO通信網(wǎng)關(guān)、通信管理服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、管理終端、大屏幕顯示系統(tǒng)等組成整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分。

功能模塊：提供了CDMA 2000 EVDO網(wǎng)關(guān)接口，處理所有GPS警情數(shù)據(jù)，并將相關(guān)數(shù)據(jù)信息(位置、報(bào)警、記錄等)進(jìn)行存儲(chǔ)、分發(fā)到通訊網(wǎng)絡(luò)控制中心和公交調(diào)度中心。

(2)車載設(shè)備

組成：需要定位、跟蹤的車輛必須安裝車載單元(本系統(tǒng)稱車載終端)。車載終端組成包括主機(jī)(由GPS接收機(jī)、CDMA2000 EVDO收發(fā)模塊、車載硬盤錄像機(jī)、車載顯示器和語音報(bào)站器構(gòu)成)。車載監(jiān)控的產(chǎn)品組合方案如圖2所示。

功能模塊：車載終端是公交車輛監(jiān)控調(diào)度的重要部件，GPS接收機(jī)完成GPS衛(wèi)星信號(hào)的分析計(jì)算，通過CDMA 2000EVDO通信模塊發(fā)送給公交調(diào)度中心。顯示設(shè)備可收發(fā)消息、實(shí)現(xiàn)調(diào)度功能、發(fā)出提示信息，攝像頭可拍攝視頻并由車載硬盤錄像機(jī)將視頻信號(hào)編碼記錄并上報(bào)到中心，GPS模塊連接自動(dòng)報(bào)站器可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)站功能。

(3)服務(wù)平臺(tái)

組成：由GPS調(diào)度服務(wù)器、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫、視頻注冊服務(wù)器、視頻存儲(chǔ)服務(wù)器和磁盤陣列組成，架設(shè)在通信網(wǎng)絡(luò)控制中心，可通過Intemet及專線訪問中，L，Web服務(wù)，實(shí)現(xiàn)對車輛的網(wǎng)上管理。

功能模塊：網(wǎng)上平臺(tái)基于B／S結(jié)構(gòu)，其最大優(yōu)點(diǎn)是客戶端不需要下載配置地圖，地圖可直接由服務(wù)器發(fā)布到客戶端。Web服務(wù)平臺(tái)提供了地圖服務(wù)、請求響應(yīng)、GPS警情數(shù)據(jù)處理、車輛資料管理等功能。

3 試驗(yàn)結(jié)果

該系統(tǒng)目前已經(jīng)進(jìn)入推廣試驗(yàn)階段，在武義汽車運(yùn)輸總公司試用了一年的運(yùn)行結(jié)果顯示，系統(tǒng)實(shí)時(shí)性及穩(wěn)定性佳。公司目前已有兩輛車安裝了監(jiān)控系統(tǒng)，表l是其中一個(gè)車輛近一年有關(guān)投入系統(tǒng)后與投入系統(tǒng)前的數(shù)據(jù)對比。

很明顯，從上述數(shù)據(jù)比對中可以得出安裝3G無線監(jiān)控錄像可以有效防止司機(jī)繞路跳票，省下一筆不必要的支出，全面應(yīng)用可以很大程度上降低公司支出。更重要的是，直觀的畫面呈現(xiàn)可以為交通事故糾紛的案件處理提供重要的依據(jù)，還能對司乘人員起到警示作用。

4 結(jié)束語

建立基于3G的無線視頻監(jiān)控運(yùn)輸系統(tǒng)，使運(yùn)輸企業(yè)能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地掌握車輛的運(yùn)行狀況，通過直觀呈現(xiàn)的車輛畫面，對車輛進(jìn)行監(jiān)督調(diào)度管理，為駕駛員提供交通和服務(wù)信息，從而保障車輛安全、按時(shí)到達(dá)目的地。試驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)的使用節(jié)約了成本，使運(yùn)輸車輛的管理簡單有效，因此，我們認(rèn)為該系統(tǒng)具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。