3G 车载远程视频监控系统方案

张贤德，李建权

广州市高科通信技术股份有限公司

1 引言

随着国民经济的迅猛增长，作为国民经济运转和城市运行所必须的重要工业产品、危险品（石油、天然气及其他危险品等）越来越广泛地被使用，而相关的运输是危险品流通过程中的重要环节，其流动性大、不易管理，一旦发生事故具有较大的危险性。

近年来，随着车载监控应用系统的普及，各大中型危险品运输企业纷纷选用“3G车载网络视频监控系统＋GPS车辆行驶记录仪”来加强对运输车辆的全程监控，可以解决从任务派车到安全运输监控，再到车辆及驾驶员的安全监督管理等一系列安全管理，可以有效地监控运输过程，尽可能地降低运输的安全隐患，提高了企业的运营效率，一举解决了原来危险品安全运输中的诸多问题。

3G车载网络视频监控系统综合了车载数字视频处理、车辆行驶记录系统、3G移动通信网络系统和GIS/GPS全球卫星定位技术，它能够跨地域对机动性强、数量众多的移动目标实现有效监控、紧急救援和提供各种信息服务。3G车载网络视频监控系统由车载监控录像系统、无线数据传输系统 (包括3G音视频传输和GPS全球卫星定位)、中心控制管理系统3部分构成，只要是有卫星信号覆盖的地方，就可以对所有车载目标进行有效的跟踪、监控管理。

广州市高科通信技术股份有限公司（以下简称广州高科）开发出的3G+GPS车载监控系统，具有上述优点，适用于公交车、出租车、旅游大巴、物流运输等各种车辆。

2 系统功能

广州高科车载监控系统是由车载终端、传输网络和监控中心组成的3层联网式综合监管系统，提供车辆防盗、反劫、行驶路线监控、车内车外视频图像实时无线传输、事故快速响应、呼叫指挥等功能，可解决现有车辆的动态管理问题。车载监控在车辆上安装车载视频服务器，外接摄像机。通过3G/Wi-Fi网络，监控中心能够对车辆内的图像进行实时监控和传送，并采用了双码流技术，本地录像采用D1分辨率，网络传输采用CIF/QVGA/QCIF分辨率，实现本地编码存储和远程存储。

系统的主要功能有以下几点。

（1）实时监控车辆运输过程

3G+GPS车载网络视频服务器可实现多信息的实时监控，车载行驶记录终端可实时监控或随时抽检车辆的行驶状态和实时位置等信息，系统自动对信息进行处理和存贮，能够实时了解车辆的行驶状态和运行环境，及时发现环境或人为问题，包括随意停车、无关搭乘等。

（2）运输过程信息查询

可随时查询危险品、剧毒化学品生产及运输企业的信息，涉及剧毒化学品管理的法律法规的发布及剧毒化学品名录。可查询托运单位名称、运输单位名称及运输路线，运输相关车辆和运输相关人员信息，运输剧毒化学品的名称、数量及相关公路运输通行证的有效期等。

（3）紧急事件的应急联动

包括事故现场的交通管制、事故现场周边人员疏散、事故的紧急救援等相关信息可以实时发送到监控指挥中心，便于对事故及时处理。

（4）运输结束后的信息处理

车辆到达运输目的地后，可通过有线/无线网络下载查询车辆行驶记录仪与录像文件资料。存贮的图像和数据信息能被打印、回放，以便于检查车辆运行轨迹和系统操作日志。

（5）运输全程定位监控

通过3G无线网络和GPS卫星定位系统，可以将定位信号输送到车辆监控调度中心。监控调度中心通过上传的信息和服务中心实现车辆的定位导航、服务救援轨迹记录等功能。

（6）报警功能的实现

3G+GPS车载网络视频服务器具有报警输入接口，可以连接任何种常规的报警设备。当有报警发生时，报警信息即被远传到监控中心，在监控中心的GIS地图上该车辆对应的图标会不停闪烁，监控人员用鼠标点击该车辆对应的图标，该车辆的信息（如车牌号、行车路线等）和司机信息（如姓名、年龄、驾龄等）会自动显示出来，与该车辆对应的视频信号会通过3G无线网络传输到监控中心，监控人员立即可以对该辆车进行远程监控。结合GPS和GIS电子地图，警方可以立即了解到该车辆的位置，据此迅速出警。

3 系统架构组成

系统由3大部分组成：车载监控录像系统、数据传输系统、中心平台。系统结构如图1所示。

（1）前端监控视频信号采集子系统

车载监控系统安装在车辆上，主要功能为车辆运行监控、录像及无线数据传输。本方案在车辆上安装2～4个远红外彩色摄像机，分别安装在驾驶室及车尾即使在没有任何光照的夜晚，也能保证看清现场情况。

由于车辆处于移动状态，且温度、湿度变化很大，灰尘很多，工作环境恶劣，因此对数字录像机的要求更高。本方案采用的车载网络视频服务器采用嵌入式RTOS操作系统，具有系统稳定、扩展功能强大等特点。具备机箱专业防震结构设计，多重保护硬盘；车速、行车路线、行车状态等与实时图像同步记录功能；超速报警功能，可以记录车速、转向、刹车停车时间等相关行车信息。录像资料采用H.264压缩方式存储，具有图像清晰、占用空间小、网络传输带宽占用小等诸多特点。

图1 系统结构

另外汽车用电设备比较多，电压变化幅度比较大，电磁干扰也比较强，这款车载网络视频服务器具有宽输入电压范围的电源。其输入电压在DC 7～100 V的范围，输出电压可保持不变，通过这个电源给监视器和摄像头供电，可使主机图像在汽车待机状态和行驶中都能保持清楚稳定，这样既可提高监视器和摄像头使用寿命，又可得到始终稳定的图像。图2所示为前端视频采集子系统。

图2 前端视频采集子系统

（2）监控视频信号数据传输子系统

除了本车监控和录像外，配合使用3G模块，本系统还能将车上的音视频相关行车信息通过3G模块实时传输到监控中心，实现车辆的远程音视频监控，如图3所示。

（3）中心平台监控子系统

中央监控管理系统主要包括车辆监控管理服务器。其主要功能有以下几点。

·接收存储：服务器接收并存储车辆上3G网络视频服务器传输过来的音视频图像和和车辆到达后行驶记录仪上的相关信息。

·司机和车辆管理：服务器通过下载录像机上的资料可以存储和管理车辆驾驶员的信息资料，包括司机姓名、年龄、驾驶记录、车牌号码、车型、所属单位等。这样在对车辆进行实时监控时，可以随时调阅该车驾驶员的个人信息和驾驶记录。管理人员可以很方便地添加、修改、删除、查询这些资料。

另外管理人员可以通过多种途径，如通过无线网桥、普通网络等将车载嵌入式主机上录制的音视频数据备份到计算机上，通过其集中备份和管理数台车载数字录像机的监控资料。对本系统来说，中心服务器提供的联网功能可以将分布在各地的服务器集中管理起来；对于备份到服务器上的录像资料来说，可以通过指定时间、车牌号码等条件来查询，甚至刻成DVD光盘随身携带。

系统还能通过使用GIS/GPS模块来实现电子地图的精确定位，并逐步实现全国电子地图的无缝覆盖，提供跨省运输的实时监控；中心控制室在显示运输车辆音视频图像的同时，还能将车辆所在位置GPS定位信息在GIS电子地图上显示出来，当车辆发生紧急事件时，便于相关部门迅速赶赴现场处理。

4 系统特点

（1）资源集中管理

图3 数据传输子系统

视频、云台、报警、GPS定位、串口等资源集中管理，统一配置，管理方便、科学；不用针对多个设备进行多次、单独、重复操作，节约系统管理的人力、物力、财力。

（2）多级用户权限管理

用户名密码机制保障了系统使用的安全性。管理员提供了用户账号的开户、修改、删除、密码修改等维护操作；对于每个用户，管理员可以分配他的操作权限（包括浏览/控制/管理）。

（3）随时随地、全实时视频监控

通过网络，用户可以在远端随时随地查看现场情况，及时了解、指导工作，对单位形象宣传也有很好的促进作用。

（4）强大的网络录像管理功能

系统不仅能够自动录像、自动清除以往录像，还能够提供录像异地查询、下载等功能。系统的录像启动方式有以下几种。

·客户端本地录像：客户在使用监视器软件时可以随时启动/关闭“本地录像”功能，录像文件保存在当前的电脑中。

·客户端网络录像：客户在使用监视器软件（Resource User）时可以启动“网络录像”功能进行录像，录像文件保存在预先设定、指定的网络路径的电脑中。

·按时间计划录像：管理员可以配置“录像计划”进行有目的的录像。“录像计划”指设定录像类型、录像启动时间、录像停止时间、每个录像文件的持续时间段以及录像保存周期等。

·联动触发录像：管理员可以配置联动录像，当系统发生某些预期的事件后 （如画面移动检测、红外报警输入发生、某个客户登录等），将触发录像启动。

（5）智能管理功能

智能管理主要体现在联动功能上。系统定义了26种事件，定义了15种可执行的操作。管理员可以任意绑定“事件”和“操作”之间的关系，建立“联动”。只要有任何一种事件发生，系统都会按照预设定的联动完成相应的“操作”，不需要人为干预，提高了系统的智能化，节约了管理成本。比如“画面移动”事件可以联动“录像开始”、“打开声光设备”、“发送文字提示信息”等操作。

（6）系统结构灵活，系统具备良好的扩展性

采用标准的组网方式，支持IP单播、多播功能，可以组成点对点的监控系统，又可以组成一个中心对各站点的系统；在网络上可以设置多个分控图像工作站，满足多个用户的需要，可以组成多级监控系统。嵌入式的产品设计，每个视频服务器都是一个独立工作的站点，增加/减少一个站点，非常方便，系统具备良好的扩展性。

（7）支持手机观看

用户通过在智能手机上安装手机客户端软件，可以实时远程监控车辆运行情况，方便随时随地浏览图像。

（8）健硕的车载硬盘录像系统

广州高科通信车载网络录像机电源设计：因为汽车电源主要来自汽车电瓶，汽车在起动和行驶过程中，电瓶输出的电压是非常不稳定的，特别是在点火时电压会被发动机拉得很低，在猛踩油门时电压可能会升得很高，偶尔出现的瞬时电压可能都会超过48 V，因此要求车载硬盘录像机产品的电源设计能适应这种环境。广州高科的车载硬盘录像机产品工作电压范围为8～48 V，抗冲击电压范围为7～100 V，这样才能保证设备在低压时正常工作，在出现瞬时高压时也能很好地保护设备不被损坏。

广州高科通信车载网络硬盘录像机防震设计：高科通信采用美国进口材料制作的震动吸收片，能有效衰减、吸收从15～1 500 Hz频率范围的振动能量，有效率达98.5%。而且该材料5年不老化，确保抗震有效性。

广州高科通信车载网络硬盘录像机文件系统设计：车载硬盘录像机可以说是一个新兴的产品，可能出现突然断电引起文件不完整、更换硬盘时不认盘、碎文件不能正常播放等问题。广州高科凭借多年的嵌入式DVR开发经验，开发了专用录像文件系统，可应对车辆所出现的各种异常情况，从底层上保证了系统的稳定、可靠性。

5 结束语

在经济高速发展的今天，随着民众生活水平的不断提高，安全的重要性已经成为生活中不可或缺的一部分。随着我国公路运输事业的蓬勃发展，车辆在运行过程中的安全性和高效管理已经也越来越被重视。在网络技术快速发展的今天，随着3G无线网络的出现，基于3G的无线车载视频监控系统为车辆打造了一个安全、远程、即时、科学的管理体系，打破了传统车载摄像不能网络传输的弊端，在车辆上安装运用3G无线车载监控系统对车辆安全运营具有十分重要的作用。