智能公交车载监控系统解决方案

智能公交车载监控系统解决方案

一、概述

智能公交系统是为了解决公交行业传统的人工调度管理模式和视频监控需求而推出的电子化监控调度管理系统，通过应用本系统，全面实现了公交行业业务的电子化管理，为公交公司实现了对车辆的实时监控、优化调度，从而达到优化车辆/人员等资源配置，节省成本；为公交公司和公交管理部门提供公交线路规划、资源分配、经济分析等决策支持；同时，有利于预防和打击违法犯罪，有利于维护社会治安稳定，有利于解决公共汽车上的突出治安问题，具有良好的社会效益。

二、智能公交系统整体需求

随着无线通讯技术的飞速发展，智能公交系统正在逐渐普及，虽然各城市经济水平不一，但在智能公交上大致都有着如下需求。

2.1 监控需求

1. 本地实时录像，记录高分辨率图像；
2. 监督、记录公交车上违法行为，提供有效证据；
3. 监督公交司机、乘务员行为，做到规范服务；
4. 远程无线传输；
5. 远程实时监控；
6. 可实现远程实时报警联网，且能双向语音通讯；
7. 实现行车数据采集（黑匣子功能）；

2.2 调度需求

2.2.1彻底改变现行的落后运营管理和调度模式

1. 变经验调度为动态监控，实时调度；
2. 实现多线路集中调度或区域调度；
3. 取消现行的手工填写“手动路单，人工排班”，加强调度人员对生产现场的全面掌握，使有限的调度人员真正把精力用于现场调度

2.2.2实现资源的最优化配置

1. 在运力不变的情况下，减少在线运营车辆；
2. 实现均匀合理的行车间隔；
3. 缩短车辆停站时间；
4. 减少首末站待发车辆及其所占用停车面积；
5. 提高人力资源素质和劳动生产率，减员增效；

2.2.3提高企业效率，实现企业管理现代化，运营计划智能化

1. 借助车辆定位技术实现客运量、客运收入和运营过程的自动采集、传输，提高企业基础生产记录的实时性，满足不同层次、不同范围的核算需要，统计报表分析自动生成，使企业效率提高，决策即时正确；

三、智能公交系统总体设计

整个系统主要分为前端车载智能化系统、通讯网络、管理平台三大块。其系统拓扑结构如下：

（系统典型拓扑图）

1. 车载设备包括各种车载设备，直接面向司乘人员和乘客；
2. 监控中心是整个系统的大脑和神经中枢，协调整个系统的工作，收集、分析和处理各个部分的数据；
3. 业务操作台（工作站）是业务操作的输入和输出实现，包括公交各个线路的调度运营指挥操作台，也包括视频图像等的监控、管理操作；
4. 调度站是具体的营运线路的实时调度管理中心；能对线路所有营运车辆的状况、状态进行实时监控和调度管理，能进行信息、数据的相互传输。

3.1 前端系统设计

前端车载监控系统包括车载主机、监控摄像机、监听头、报警按钮、报警闪灯、车载显示器、GPS、调度终端、无线路由器等。典型安装示意图如下：

配置说明：
整车安装3-4个摄像机和3-4报警按钮，1台车载主机,1台车载调度终端。
前门摄像机：监控上车人群和售票投币情况。
后门摄像机：监控下车状况。
通道监控摄像机（向后）：从前向后监控整体车内状况。
通道监控摄像机（向前）：从后向前监控整体车内状况。
群众报警按钮：在车内分布安装3个群众报警按钮，当车内有违法犯罪行为时方便群众报警，当按钮被按下时，能够启动向监控中心的图像实时传输，监控中心对报警时声音图像进行录音录像并可以双向通话。
司机按钮：司机报警按钮由一个预警按钮和一个报警按钮组成，当司机发现车内有异常情况时，但没有发展到需要报警状态，这时候可以按下预警按钮，提醒监控中心注意该车，及时有效预报警情，节约处警时间。如果可以确认警情，司机可以按下报警按钮。
车载主机：收集车载的各种数据信息，车上本地录像并向指挥中心远传音视频等信息，和监控中心交互调度等信息。
车载调度终端：司乘人员和调度指挥中心互动界面，具有语音、文本通信能力。

3.2 传输方式

通讯线路目前主要是租用移动运营商的网络，采用包月制或按流量付费的方式。目前可选用的网络主要有移动公司的EDGE和联通公司的/CDMA 1X网络，由于受通讯带宽限制，目前远程实时视频流只有60~70K左右，3G网络得到应用后这种现象将大大改善。

3.3 平台整体设计

3.3.1平台架构

平台由设备接入层、媒体交换层、控制管理层、视频应用层等组成。
每层均采用模块化设计，每一项应用服务都可以独立添加，这样既保证了个性化应用又能很好的控制项目投资。
 

3.3.2 平台硬件环境

平台硬件主要由管理服务器、流媒体转发服务器、存储/点播服务器、GIS服务器、WEB服务器、调度管理服务器、数据库服务器、磁盘阵列、工作站、显示设备等组成。各设备根据用途和系统规模灵活配置。

1. 管理服务器为整个平台的管理核心，负责对整个平台的用户权限、设备注册、设备心跳管理、设备状况、报警接入、报警联动策略、电子地图、和操作日志等进行集中配置和管理。支持集群构建应用，可以通过建立集群管理服务器实现平台的扩容。
2. 流媒体转发服务器对从无线网络获取的媒体码流进行转发服务；转发服务器能为所有的车载设备提供统一的信息获取、转发和代理服务。
3. 存储/点播服务器主要承担录像文件的调度管理功能，优化存储点播服务器的存储功能，更合理有效的利用存储资源。
4. GIS服务器提供电子地图服务。
5. WEB服务器主要提供客户端的IE浏览访问模式。用户可通过IE浏览访问方式，实现平台管理、设备配置、视频监控等功能。可通过Web 服务器实时发布，同时支持相关业务数据的动态生成。
6. 调度管理服务器提供对所有调度、指挥、对外信息发布等的后台业务相关处理和相关处理结果。
7. 磁盘阵列主要是提供视频资源的集中存储功能。
8. 监控PC：用于客户端使用，主要进行图像浏览和录像回放操作。
9. 显示设备：把解码的图像模拟输出到更大型的显示设备，便于多人同时观察。

3.3.3平台功能

同洲数字监控平台有着丰富全面的功能应用。

 

3.3.3.1远程实时视频监控

1. 分屏显示
2. 跟踪监控
3. 选择监控
4. 轮循监控

3.3.3.2录像回放下载

1. 远程录像回放（CIF/低帧率）
2. 远程录像下载
3. 监控图像截录
4. 本地文件回放
5. 服务器文件回放
6. 备份录像回放（高清D1/实时）

 

3.3.3.3报警功能

1. 报警类型定义
2. 报警行为定义
3. 报警用户关联
4. 报警联动设置
5. 自动连接视频用于报警复核
6. 定位报警车辆位置
7. 警情处理
8. 警情上报处理

3.3.3.4电子地图功能

图层显示

1. 多个图层显示

地图操作

1. 漫游、放大、缩小、直线测距、分层显示

设备定位

1. 设备位置显示、定位
2. 设备查询
3. 车辆监控

3.3.3.5前端设备管理

设备维护

1. 在线离线统计显示
2. 上线掉线报警统计导出
3. 设备录入、删除、修改、批量录入
4. 设备查询

设备参数获取设置

1. 网络传输参数
2. 图像参数

3.3.3.6平台设备管理

设备维护

1. 服务器在线离线统计显示
2. 服务器上线掉线报警统计导出
3. 设备录入、删除、修改
4. 设备查询
5. 平台设备关联前端设备

设备参数获取设置

1. 各种服务器配置
2. 各种任务配置

3.3.3.7任务管理

计划任务

1. 增加任务
2. 查询任务

设备校时

1. 前端设备校时
2. 平台设备校时

3.3.3.8日志管理

平台日志

1. 日志搜索
2. 日志导出
3. 日志删除

前端日志

1. 日志搜索
2. 日志导出

报警日志

1. 日志搜索
2. 日志导出

3.3.3.9集中式调度指挥管理

1) 智能排班
可以根据公交企业的作业规程制定运行时刻表，并根据不同企业的特点，应用多种业务规则产生准确适用的排班表。
2) 示意图显示
示意图以一种直观的形式及时准确地表达出线路运营过程中的现场车辆状态。

在示意图中可以表达线路走向、支线分布情况、车辆运行位置、车辆客流状况、正常运行车辆，故障车辆，非运营车辆等调度员必须及时掌握的信息。调度人员透过示意图，能够直接得到当前调度线路的基本情况和各个车辆的详细信息。
3) 单边调度和集中式调度
可根据线路情况，可灵活地配置调度方式：单边调度即一条线路由单个点调度；集中式调度即若干条线路集中于某点调度。其中，公司、分公司的集中式调度系统，将是智能调度的必然方向。
n 调度员快捷、方便的操作
在同一个调度窗口内，调度员可以同时看到多条线路，以及每条线路终点站车辆的情况，一般情况下通过点击两三下鼠标即可调度车辆，并可根据示意图得到的线路情况及时调整发车间隔乃至发车方式
n 灵活的调度方式
根据调度指令的越站、区间、调头、直放、包车等多种运行模式，车载自动切换头腰牌和报站内容。
4) 支持线路间的快速灵活调配车辆
集中式调度要求所有车载设备和站场设备都支持多主题（多行车方案），这允许调度在线路间快速灵活地调配车辆，无论对于降低车队运行成本，还是实现区域线路联合调度，都是至关重要的。
5) 司调交互
多样的司机交互功能，保证调度员和司机交流的及时通畅。
n 司调之间可随时互送文本短消息（短消息内容可以预置，也可以自定义）。车载终端接受短消息，以及司机读取后，系统都可以自动发送确认信息，使调度员准确地掌握交互内容的反馈情况。司机亦可以通过短消息的形式，向调度反映车辆的即时情况。
n 播放 MP3 功能，调度员可以远程操作通过车载终端预置的MP3 音乐或语音，以语音的形式提示司乘人员。
n 司乘人员可根据作业需要，通知调度操作台工作状态转变；比如加油、保养、维修等状态的进入和正常状态的恢复。
n 常规电话的通讯的方式的保留，提供了司机与调度员，更加简单，传统的交互方式。

3.3.3.10 部门和行业监控

1) 运营情况监控
系统可通过基于Web 的GIS 系统，直观地监控车辆运行的从位置、速度到在线、离线等等的各种状态。

2) 历史轨迹回放

3.3.3.11 决策和分析

1) 辅助考核车队绩效
n 自动分析不同时段平均车速
n 自动统计营业与非营业公里总数
n 结合能耗管理系统，自动计算每百公里的能源消耗
n 结合维修管理系统，自动计算单车成本
n 自动产生车辆的每日调度报表
n 线路单车营运里程、非营运里程和总里程、百公里客流分析、百公里营运车速分析等情况
2) 辅助制定服务计划
n 自动统计各个时间段断面客流情况
n 自动分析各个断面的集散量情况
n 自动对比工作日与非工作日客流变化
n 自动分析车辆满载系数变化

四、系统特点及优势

1. 功能强大

提供前端的视频、音频、GPS信号、公交车状态信号、交互信息等多种数据信息，全面覆盖公交运营的监控和调度需求，实现视频监控、公交信息监控、业务决策和分析等强大功能。

1. 切合公交行业的应用

监控和调度专为公交行业特殊环境定制，完全满足公交行业的应用需求。使公交行业步入智能化和管理自动化时代。

1. 高分辨率录像

采用H.264/MPEG4编码格式，音视频信号都由独立硬件进行实时压缩，声音与图像保持稳定同步，录像分辨率每路可达D1（704*576），每秒25帧全实时，支持4路音视频信号同步录音录像。图像传输清晰稳定。

1. 高安全性

设备采用嵌入式操作系统，不受网络病毒感染，并具有较强的入侵抵抗能力。
解决方案从主机、数据及网络等多方面采取相应措施，确保系统的高安全性。人员、车辆都有唯一的ID号码，实现目标的身份验证，如验证营运车辆的合法性等。

1. 高可靠性

系统具有容量大、稳定性高，适应电信级应用，安全可靠等特点。具备完善的主备方式、负载均衡机制，为接入大容量业务提供可靠性保证。

1. 良好的开放性

平台软件具备完善的SDK开发包，为客户的行业软件系统提供包括视频、声音、数据等多媒体信息。

1. 良好的可扩展性

系统预留多种功能的丰富的扩展接口，全兼容和全开放数据，通过扩展接口，采集交通管理部门、公交运营企业以及环保、城管等部门需要的数据，可将数据转发至各职能部门。
系统扩容只需要增加车载系统和相应的中心服务器数量即可，不需要对系统做大的改动。

1. 易维护性

系统整体性、美观性、稳定性好，兼容多种备份接口，各软硬件接口方便外挂硬件设备，方便稳固安装，方便维护保养。

1. 实用性

系统针对车载环境的设计，车载设备具有防振、防尘、防水（溅水）、防潮功能。车载主机具有多级防振设计、硬盘采用监控系统专用硬盘，所有接口符合国际标准，并具有良好的接触性。

1. 终端故障诊断报警

设备出现故障时能清楚反映故障的部位、原因，并主动提示和显示到监控平台。

1. 系统集成度、兼容度好

监控系统、GPS系统、传输系统、存储系统、报警系统、调度系统、电子验证系统、中心平台等有机集成，互不干扰，互相兼容，运行稳定。