海康威视构筑满足公交车监控要求的物联网平台

　　近年来，由于公交监控设施的不完善，导致乘运纠纷日益上升，如公交车盗窃、抢劫和侮辱妇女等案件时有发生。同时，因监控不力，公交车运营中的司乘人员盗取票款、顺手牵羊(将公款收入占为己有)等行为也屡禁不止。为此，各地交通运营和管理部门陆续在公交线路的车辆上安装了监控系统。

　　一、公交行业综合监管系统对技术的需求

　　1、平台系统对象的多维性和特殊的运营环境。对象的多维性主要是指该行业系统主要存在公众客户、运营企业、司乘人员、政府监管机构等不同的对象，这些不同对象面对和关心的问题皆不相同，这就造成信息需求的不同，需要解决的问题也不同；同时，交通行业系统的基础信息主要来自于车辆运行的信息采集(乘客人员数量和缴费多少、车辆的运行成本和车况的状态、车辆当前的安全情况等)和业务管理，而信息采集的设备主要部署在运行的车辆上，所以必须解决设备在恶劣环境下稳定运行的问题。

　　2、信息的共享问题。由于整个交通系统平台是服务于整个城市和行业的系统，需要给乘客和市民的智能化交通带去真正的快捷和便利，这就必须要解决信息的共享和互联互通、极大地发挥平台的作用。

　　二、系统设计的出发点和目标

　　从信息的需求出发，由于不同客户群所关注的问题各不相同，这是平台和系统应该解决的问题，也是系统设计的出发点和目标。下面对三个对象关注的需求进行简要的分析和归纳：

　　1、公众面临的情况

　　(1)交通信息服务缺乏，难以便捷、准确地获得信息，影响出行决策；

　　(2)车辆准点率低，运行速度太慢，换乘不便；

　　(3)乘车难、环境拥挤；

　　2、运营企业面临的情况

　　(1)经营困难，经济效益低下，大多数企业依靠政府补贴；

　　(2)管理水平低下，生产效率有待提高；

　　(3)基础信息难以收集，难以满足行业管理对企业的要求；

　　3、监管部门面临的情况

　　(1)体制问题，导致监管不到位；从业人员的责任心不够，掌握信息技术的水平较低；

　　(2)对下属企业的管理“人情味”过重，资金和补贴管理、分配没有依据；

　　(3)交通流的随机性很大，难以了解城市整体的、准确的交通需求，规划缺乏基础数据和技术方法的支撑；

　　(4)没有信息化的经验和能力，信息服务没有基础数据。

　　从设备的抗恶劣环境应用而言，在设计和开发上必须要考虑设备的防震、宽温、宽压的问题。另外还应考虑车辆在移动的情况下，无线传输的连接和带宽的抖动及稳定性问题。而设备的应用层应该具有动态带宽的检测和断点续传功能。这样才能确保设备和系统的稳定和可靠，达到城市公交运营监管平台的应用和管理要求。

　　三、系统架构及组成

　　根据多年来社会治安动态监控系统建设的经验和教训，结合城市公交业务的需求，公共交通系统建设的重点应该是：公交企业的信息采集和处理子系统(车辆调度、运营成本和设备的状态)等基础业务管理功能；针对公众的交通信息的服务子系统；公交车视频监控点接入综合管理平台(安全监控仅仅是一种技术支撑，不是行业的业务)；一套整体的防控机制和应急预案体系，使得建成的系统能与“城市应急”大系统互联，让公交平台发挥真正的作用。

　　1、信息采集和处理：将车辆位置、速度、油耗、客流、站点客流等信息进行完全的采集，为整个运营和调度系统提供基础数据。主要应用包括：运营和调度管理、基础信息管理、车辆定位、线路和站点管理以及运营分析报表等。公众信息服务主要针对向公众提供有关交通线路信息、车辆当前的位置和何时到达哪个场站等服务功能。

　　2、整体防控机制：是对每辆公交车实施全程跟踪，全面记录公交车在运行过程中的动向和车内发生的事件，包括公交车停运期间所发生的事件。所有录像文件都将作为内部管理、外部追查的重要依据，利用录像备份机制确保“重要录像”铁定可查。借助目前第三代移动通信技术，可实现城域级移动视频实时监控，为应急指挥体系打下坚实的技术基础。

　　3、应急预案体系：是以本系统作为技术基础，车内报警信息作为输入来源，全面联动公安出警、交警协作、消防救火、医护救伤等一系列触发手段，使得监控中心的应急指挥变得可行、易行和行之有效。

　　公交监管系统的平台架构如下图所示。

　　图1：公共交通监控系统架构图

　　四、平台及关键技术

　　结合上述设计思路，新构建的平台系统具备以下特点：

　　1、移动车载视频监控功能:车载硬盘录像机提供高效编码功能，每辆车含1 路D1 画质和3路CIF 画质的图像，利用高效的编码效率使所需要的码率更低，设置编码率可进一步降低总体传输码率，以降低网络承载的压力和总体存储容量。

　　2、隐蔽语音监听功能:安装于司机上方的摄像机内置隐蔽拾音器，监听司机与乘客的对话，支持监控中心实时监听和车载硬盘录像机视音频同步记录。配有车内紧急报警按钮，触发报警以后，报警信息自动上传监控中心，中心显示屏自动弹出车内图像，GIS 地图上报警车辆图标闪烁，软件平台自动弹出应急预案。

　　3、3G 移动通信传输功能:车载硬盘录像机自带可插拔3G 通信模块(支持电信EVDO 和联通WCDMA 模块)，借助该模块实现3G 移动通信，与监控中心保持数据通信，能上传视频图像、语音信息和报警信号，能获取来自监控中心的设备巡检指令、配置文件等。

　　4、图像显示功能:司机座位旁边安装7寸液晶监视器，本地调看车内4个监控点的视频图像，支持单画面轮巡显示和四分割显示。

　　监控中心能远程调看任意车辆任意通道的视频图像，可呈现在客户端计算机或电视墙上，由软件实现单画面、多画面显示，多画面显示时可选多种预设分割方式，也可自定义分割方式，并支持视频图像轮巡切换显示。

　　5、数据信息存储功能:车载硬盘录像机保存车内监控点录像文件，建议设置定时计划录像；监控中心利用存储服务器保存重要录像和备份录像，重要录像包括报警录像、电视墙显示过的视频图像，备份录像包括手动从前端下载录像，或自动按计划下载录像。

　　6、流媒体分发与负载均衡功能:为了降低多路并发访问给前端3G网络传输造成重复流量和计费，系统采用流媒体技术解决多路并发访问的问题，确保每路视频在任何时候均只输出1 路码流。

　　多台流媒体服务器构成集群服务，采用负载均衡技术将视频转发压力平均分摊到每台流媒体服务器，相较于独立的流媒体更稳定、更智能、更先进。

　　7、用户权限管理功能：系统可按级、按域、按优先级对用户权限实施精细化管理，设定管理员权限和用户权限，权限管理的精细程度可达到通道级别。用户只能访问权限范围内的视频资源。

　　8、设备状态自动监测功能:系统能对车载硬盘录像机、各服务器等节点设备的工作状态实行自动监测，当设备运行异常或出现故障时，监控中心将产生报警提示，包括故障点位置和造成故障的原因。

　　9、日志信息记录功能：系统详细记录设备运行日志和用户操作日志。

　　10、多系统整合功能：系统与GPS、GIS 等系统紧密结合，坚持可视化操作理念。开放平台提供对外接口，与市应急指挥中心对接，实现资源共享。

　　五、基于物联网技术的公交场站安全监管系统

　　图2：基于物联网技术的公交停车场站安全监管系统

　　基于物联网技术的公交停车场站安全监管系统，主要由车辆出入口管理系统、场站智能视频监控系统两部分组成，利用先进的“物物相联技术”，将用户端延伸和扩展到公交车辆、停产场站中的任何物品间进行数据交换和通信，全面立体地解决公交行业监管问题。

　　公交车辆出入口管理系统由多个子系统组成，各子系统通过约定的物联网协议进行数据通信，收集到的各种信息汇总到公交停车场站监管平台进行统一管理。

　　1、RFID出入口系统

　　系统在公交车辆前部挡风玻璃上粘贴长距离车载RFID标签，在车辆进出停车场站时，通过路边读卡器读取RFID标签内的车辆信息，识别公交车辆身份，并将相关数据反馈给停车场管理系统，记录公交车辆进出时间。

　　RFID在公交场站出入口管理中的应用，具备成本低、布设简单、识别车辆信息快速、准确等特点。

　　2、高清卡口系统

　　由于RFID标签仅能判别车辆信息，不能获知是哪个驾驶员将车辆开出停车场，因此在记录车辆信息的同时还需要高清摄像机拍摄车辆内外(包括司乘人员)的图片，这样就需要使用高清卡口系统。卡口系统由高清相机(内置车牌识别模块)、车检器、地感线圈、补光灯等组成，在线圈感应到车辆出入后，高清摄相机按设定要求抓拍高清图片，将驾驶员的面部特征进行记录，并上传至停车场管理系统。

　　另外，高清卡口系统可自动获取公交车辆的通过时间、号牌号码、号牌颜色、车身颜色等数据，并将获取到的信息通过网络传输到管理中心的数据库中进行数据存储、查询、比对等处理。高清卡口系统的车牌识别功能是对RFID出入口系统车辆识别的重要补充，将两个子系统获取的车牌信息进行并比并互做备份，可避免任一子系统出现故障导致整个出入口系统瘫痪。

　　3、RFID考勤系统

　　公交车辆驾驶员上下班通过停车场站出入口时，使用RFID考勤系统进行刷卡报道。同时，考勤系统配备人脸视频抓图功能，可避免出现代人打卡现象，非公交公司内部人员没有考勤卡则不能进入停车场站。

　　驾驶人员开动公交车前，也需在公交车辆的GPS终端的RFID读卡器上进行刷卡，通过GPS终端无线传输通道将驾驶员身份识别信息上传至车辆排班管理系统，获得许可后才能驾驶车辆出入停车场。

　　4、车辆排班管理系统

　　车辆排班管理系统是公交调度业务系统的一部分，主要负责公交业务实施的生产计划管理工作。车辆排班管理系统数据库中预先保存了车辆及驾驶员相关信息，并对相关人员、车辆的出入停车场计划进行管理，规定人员、车辆进出停车场站的合理时间范围。

　　5、停车场管理系统

　　停车场管理系统是是将其他子系统获取的数据进行综合处理，并对公交车辆进行放行管理。系统将RFID出入口子系统和高清卡口子系统采集的车辆信息，以及RFID刷卡考勤子系统采集的人员信息汇总处理，并与车辆排班管理系统计划数据进行比对，即可获知车辆能否通过出入口。系统可有效避免非当班车辆和非当班驾驶员对车辆的违规操作。

　　6、视频监控系统

　　目前大多数公交停车场站都安装了视频监控系统，对场站的主要出入口、重要部位进行录像监控。随着视频监控技术的快速进步，停车场站视频监控系统正在向智能化、高清化方向发展。

　　高清视频监控技术可使用户获取更为清晰的图像，有效节约投资成本。以公交停车场站卡口系统为例：使用传统的模拟相机(40万像素)，最多只能看到1个车道；而使用500万像素的高清相机(分辨率2592×1499)则可以看清3个车道的车辆信息。此外高清相机还能解决模拟相机不能拍清人脸面部特征的问题。

　　7、智能视频监控系统

　　智能视频监控系统是对视频监控系统的智能化改装。适用于公交停车场站的智能行为分析功能，主要有以下几类：

　　逆行告警：当有公交车辆进入防范区域时，就会被智能视频监控系统自动锁定并标识出行动轨迹。当判别车辆单行线逆行时，系统立即发出报警，报警信息及视频图像弹出在公交停车场站监管平台上，以通知管理人员马上对非法行为进行处理。

　　遗弃物品智能检测：在加油站、维修厂等重点部门(位)，配备遗弃物品智能检测模块，通过智能图像处理技术，检测警戒区内遗留物品。一旦发现警戒区内有物品遗留超过预设的时间后，立即发出告警，并用告警框标识出该物品的位置。

　　跨越警戒线：在公交停车场站周边围墙或重要场所外围“画”一道“线”或“曲线”，并识别出物体穿越此界限的行为，一旦人员或车辆跨越了这条界线，系统即判断其是否非法，非法则产生报警。

　　公交停车场站监管系统数据库中预先保存大量的信息，包括：公交车辆的牌照、车型、颜色、车辆状态、车辆行驶线路、驾驶人员等信息；公交调度业务调度排班系统对车辆、人员出入停车场站提供计划数据。场站监管系统与业务调度排班系统进行自动比对分析，如有排班系统规定时间范围外的公交车辆、人员进出场站则立即弹出警示信息，提醒监管人员对违规行为进行处理。

　　结束语

　　本文介绍的公共交通安全监管系统使用了大量物联网技术，而这些新技术改变了原有人防为主的监管流程，将公交生产业务系统与技术防范工具有机结合，大大提高了工作效率，降低了生产事故发生率。