浅析东莞市公交视频监控系统

    东莞市采用先进的视频技术和传输技术统一构建公交视频监控管理系统及远程监控平台，利用信息化网络平台和高科技手段打击犯罪分子，创造公交车内的良好乘车环境，保障市民的出行乘车安全。本文是东莞市公交视频监控系统的详细分析，与读者共享。

    项目建设背景 

    东莞多年来一直是全国城市发展的楷模，2005年以来，国民经济以年均20%以上的速度增长，综合实力居全国地级市第1位、大中城市第12位，荣获“中国最佳魅力城市”、“十大最具经济活力城市”、“全国卫生城市”、“双拥模范城市”等称号，拥有庞大的城市公交网络。

   2006年下半年，东莞市委、市政府经过多方征求意见，做出了“治摩”的重要决定。“治摩”之后，为保障东莞市民的出行，根据东府[2006]93、94号文件的规划，东莞市将在现有基础上继续大幅增加城巴及镇、街运力。同时，为推进东莞的社会双转型建设、和谐东莞、打击犯罪分子，弥补警力上的不足；为响应公安部的“三基工程”建设要求，东莞市提出了采用先进的视频技术和传输技术统一构建公交视频监控管理系统及远程监控平台，利用信息化网络平台和高科技手段打击犯罪分子，创造公交车内的良好乘车环境，保障市民的出行乘车安全。

   东莞市公交视频监控管理系统是在所有公交车上建设一套以视频监控为核心，并实现报警、GPS定位以及其它业务管理系统相结合的大型综合管理系统。整个系统包括建设2500辆公交车及其系统管理平台。

   系统设计要点 

   为配合东莞市整治公交治安秩序专项行动，强化公交车辆视频监控，扩大车上威慑效果，根据项目要求在所有的公交车辆上安装视频监控并在公交分局建设视频监控系统管理平台。东莞市公交监控系统整体架构分为：前端监控单元（公交车辆内监控系统）、传输网络和公交分局管理平台三部分。

   前端监控单元 

   公交车上的视频监控系统，其实就是一套功能完善的微型监控系统，具备传统本地监控系统的所有能力：实时监控、本地存储、报警触发、GPS定位、行车记录等。同时每辆公交车的视频监控作为整个公交车辆视频监控系统的前端监控单元，需提供接口实现远程传输的功能。

   传输网络 

   由于公交车具有移动性，且移动范围较广，因此公交车辆上的监控视频、报警信息、GPS信息等的传输考虑采用宽带公共无线传输网络，如GSM、CDMA。同时系统还需预留3G网络接口，便于今后能够平滑的过渡到3G无线传输网络，实现更高质量的视频、报警、GPS等信息的传输。

   公交分局视频监控系统管理平台 

   整个系统的核心是视频监控系统管理平台。管理平台利用先进的计算机技术和视频监控、GPS报警定位技术，不仅需要实现公交车图像监控、报警等信息的综合采集、实时传送、警情分析、自动预警等功能，而且还需实现报警信息与GPS系统联动、GPS系统与GIS系统联动，为公安机关提供公共交通线路上的监控、管理、预警、打击、取证等服务。同时公交分局的视频监控系统管理平台也是视频信息发布平台，全市各级公安机关可以通过公交分局的管理平台实时获取本辖区通过的各路公交车上的视频、报警信息，能够快速进行警力调度，及时处理发生的警情。

   系统方案设计 

   系统总体架构 

    东莞市公交视频监控系统是将汽车电子技术、数字视音频编码技术、卫星定位技术、无线网络传输技术、恶劣环境下大容量数据存储技术等多种技术有机的融合，不但是城市智能交通系统的重要组成，也是城市治安监控系统的重要补充。

    系统的组成主要有：车载终端、无线传输网络、中心管理平台等几部分组成，组成结构如图1所示。

   系统按照功能可以分为：前端监控单元（公交车载系统）、无线传输网络、公交分局管理平台、各级公安机关监控分中心等几部分，系统整体架构如图2所示。

    公交车载系统 

    公交车在运行过程中受外界光线变化较大，考虑摄像机在各种光线环境下都得到清晰图像显得尤为重要，为此在每台公交车内安装3台高清晰彩色半球摄像机，由于高清晰彩色半球摄像机采用了创新的视频捕获（传感器）和图像处理方式，因此在光线变化很大的情况下具有更出色的图像效果，能够在车外光线较强或车内光线较弱的情况下看清车内状况。公交车内前端设备分布如图3所示。 

    公交车内安装车载硬盘录像机，可实现D1（704×576）的高画质录像，还提供GPS接口和网络接口，方便叠加GPS信息和网络连接，提供多路报警输入输出接口，实现群众报警、司机报警、报警联动。拾音器可以实时监听车内的声音和通过车内广播系统实现与公交分局控制中心进行双向语音对讲。安装4个报警按钮还使司机和乘客能方便及时的报警。车内还安装8寸液晶显示器，司机可通过液晶显示器实时观察车内情况，液晶显示器监视画面如图4所示。 

    无线传输网络 

    由于公交车移动范围大，车载终端必须具备无线网络传输功能，将公交车的视频图像、报警信号、GPS信号等各种信号实时传输至公交分局监控中心，方便监控中心对公交车的管理、调度和控制。

   市公安局和通过专线连接到市公交分局监控中心，经过授权可控制、管理、浏览图像、查询回放录像，报警信号可直接通过专线传输到市公安局指挥中心。方便相关人员根据预案做出相应反应。

    监控中心 

    因为各行政单元管理目的的不同，一个公交视频监控系统将有多个监控中心：侧重公交车调度管理的公交分局监控中心、需要把握市内全局动态情况的市公安局指挥中心、监管辖区安全的各区镇公安分局监控中心等等。各级监控中心共同形成一个既相互独立又相互关联的完整体系，其详细介绍如下。

   1、公交分局监控中心 

    监控中心设置2台小型机专用服务器，安装视频监控管理平台软件，作为视频监控系统中心主机。其他监控客户端安装客户端软件，直接访问前端监控点网络摄像机，达到实时浏览前端监控点视频图像、控制前端摄像机、查阅前端视频图像等功能，可实现D1、2CIF、DCIF、CIF、QCIF等多种模式的单画面、4画面、9画面、16画面实时显示。可根据时间段查询前端录像服务器的录像，并查看相应的录像资料，真正做到集中监视、集中控制，集中管理。

    根据需要，监控中心还可设置一台GPS专用服务器，安装GPS中心管理平台软件，作为GPS的中心主机。利用原有GPS系统坐标信息建立GPS管理系统，使管理中心能清楚的知道公交车所在地理位置，便于控制中心对其进行有效的调度和管理。

   另外还配置流媒体服务器、报警服务器、GIS服务器、WEB服务器、手机发布服务器、存储服务器、网管服务器、应用服务器等。

    2、市公安局指挥中心 

    市局安装视频管理服务器、GIS服务器、WEB服务器、存储服务器、通讯服务器、GPS服务器等服务器以及4台工作站。服务器分别安装相应软件平台，实现如下功能：

    ·实时显示所有公交车辆的位置；
    ·报警后提示报警车辆的信息；
    ·可接管所有车辆的报警处理权限；
    ·警情处理完毕后取消报警；
    ·支持200辆公交车同时报警；
    ·报警后3路图像自动轮循显示。

   3、各区镇公安分局监控中心
 
   各区镇公安分局安装1台视频管理服务器、应用服务器以及2台工作站。服务器分别安装相应软件平台，实现如下功能：

    ·实时监控辖区所有公交车辆的位置；
   ·辖区公交车报警后提示报警车辆的信息；
    ·可上报警情，请求上一级中心接管报警；
   ·报警公交车辆驶入辖区后接管警情、离开辖区后向下一个辖区移交警情；
   ·辖区警情处理完毕后解除报警；
   ·报警后3路图像自动轮循显示。

   系统安全设计 

   由于前端视频、音频、数据等信号通过公网进入到公安部门的内网，而公安部门内网运行着很多重要系统和数据库，必须做好保密工作，同时为防止非相关人员接入系统，造成破坏，也必须做好系统的保护工作，因此必须考虑信号接入的安全性问题。

   ·未经过安全隔离装置，不允许与其他网络互联，保证公安网安全性；

    ·在市公交分局安装百兆硬件防火墙：通过防火墙隔离及控制功能，针对各级用户对市公交分局公交车载视频专网重要服务器的访问进行控制，依据公交车载视频专网即定的安全策略，明确什么样的用户，通过何种访问方式，能够发起对公交车载视频专网何种应用服务器的访问，而其他所有的访问均被禁止，从而有效的保障了公交车载视频专网内网区域的边界安全，确保该区域内的重要信息资产被授权、合法地进行访问；

   ·在公交车载视频专网和市公安专网之间安装物理隔离网闸：通过隔离网闸将市公交车载视频专网和市公安专网进行隔离，保证公安专网的安全。确保市公交车载视频专网内的重要信息资产被公安专网内用户授权、合法地进行访问。而公交车载视频专网内用户则不能访问公安专网内的信息；

   ·操作系统的安全规范满足国际C2级标准，可以保证不被黑客所攻击。数据库高级用户帐号及密码由服务器系统管理员设定，数据库普通用户帐号及密码权限由数据库管理员设定。系统定时自动将主数据库服务器的数据备份；

   ·严格权限管理：系统应设置统一的用户权限管理，每一级公安机关、公交分局的用户只要在自己所属的监控中心开设帐号、分配权限即可。跨区域的调用通过市局监控中心的管理服务器统一管理，可以设立级联权限（可细分为图像浏览、控制、语音、流量控制等权限），具有级联权限的用户可以实现跨区域的视频监控资源共享。任意一级公安机关有权限用户可以浏览所辖公交视频监控系统中任一监控点的实时图像和历史图像。任意一级公安机关经上级授权才可以浏览其他同级公安机关的视频监控系统中任一监控点的实时图像和历史图像。有设备控制权限的用户才可以对实时图像监控点进行控制；

   ·所有操作人员进入系统前应通过工号和密码进行登陆，并通过认证服务器认证，核对准确后方可进入系统。任何越权的操作必须被拒绝。操作与登陆信息均应有记录，并可以根据工号或密码进行查询。工作人员不得对用户的其它资料或数据进行篡改，除非是系统的授权人员；

   ·重要数据，为了防止被窃取或篡改，可考虑适当的加密措施。

   系统技术优势 

   公交车载系统 

   1、车载录像监控
   前端车载DVR可以进行本地录像。图像分辨率可达到D1水平（PAL：704×576），安装250G或500G硬盘，可保存4路D1格式7天24小时以上录像文件。

   录像方式灵活多样：计划录像，循环录像，报警录像等。

   录像检索、录像回放采用统一的编码格式，回放操作支持时间、地点、事件等多种检索方式，相关信息可形成日志。

   2、实时报警联动
   车载设备可接驳报警按钮、彩色摄像机等，通过无线网络与监控中心相连。在监控中心设置视音频报警联动和切换设备，当司机、乘客有紧急情况需要向中心报警时，系统能自动响应音频报警联动，启动本地报警和远程报警。结合GIS系统还能够完成电子地图自动指示报警位置，自动上传与报警按钮对应的摄像机图像。

   3、车辆定位、历史轨迹回放
   系统可通过GIS系统，直观的监控车辆的运行位置、速度及车载设备的运行状态，系统还可以通过GIS系统直观的回放车辆在指定时间段内的行驶轨迹以及速度、状态的变化。

   4、行车状态检测
   通过前端车载DVR的I/O端口及其扩展功能可以提供车辆的行车状态检测，包含车辆的车速、加速度、方向盘操作、车门开关及GPS数据等，这样能实时记录车辆运行状况，规范司机驾驶行为，为车辆的运行保养提供参考，为交通事故提供分析数据。

   5、媒体播放
   可以播放多种格式的音视频文件，播放方式可以插播、编程播放、记忆播放、手动播放、自动播放，管理软件编辑或在设备端通过遥控器操作编辑，还能根据GPS信息切换不同内容。播放时自动记录播放日志，播放日志可本地存储或定时上传。

   6、抗震处理
   公交监控系统运行在颠簸、震动的恶劣环境下，这对车载终端主机中用于数据存储的硬盘非常不利，因此采用多级防震技术，从机械减震和电子减震两方面着手。机械减震主要使用有车载防震专利技术的避震器械对硬盘或整机进行减震；电子减震是在机械减震的基础上，使用电子震动感应器获取外部冲击信号，收到冲击信号后驱动硬盘磁头部分复位到安全区域，避免震动对硬盘的损坏。在多种防震技术的保护下，车载设备能长时间的稳定运行。

   7、宽电压输入
   公交车辆在行驶、刹车、加速时电瓶的电压变化较大，一般在DC8V至24V之间，这就要求车载设备有较宽的电压输入范围。车载设备电压输入范围DC6V-36V（最新的产品已经可以做到DC6-60V），保障设备运行安全、稳定、可靠。

   8、延时关机
   支持延时关机，时间0-360分钟可设置，通过延时关机功能，可以保证在车辆熄火后的设定时间内仍然可以继续录像。

   监控管理平台 

   ·灵活的系统功能和部署；
   ·强大的机构管理和权限管理；
   ·高效的信息采集和分发；
   ·可靠的信息存储和备份功能；
   ·完善的设备管理和状态监控；
   ·准确的报警联动机制；
   ·丰富的扩展功能。

   端到端的解决方案 

   由于公交视频监控系统前端数量多，系统覆盖面积广，集成难度高，投资规模大。为了保障项目安装施工的及时、系统管理操作的便捷、设备维护维修的实时响应，请注意在系统集成商的选择上要非常慎重，务必选择有自主前端和平台产品的、能提供端到端解决方案的、且有运营能力的系统集成商。

   结语 

   当在公交车内发生了抢劫、盗窃等事件时，车载终端主机将车内摄像头所拍摄到的视频向公安局和公交分局终端进行无线传输，并由公安局和公交分局终端转发到距离报警公交车最近的属地公安分局，5秒钟内即可完成从公交车发出报警信号到属地公安局接到报警的整个过程，实现了公安部门快速部署警力应对突发事件的能力。

   东莞市公交视频监控系统自运行以来取得了良好的社会效益和经济效益：直至去年底抓获的各类违法犯罪嫌疑人数，打掉犯罪团伙数分别比2007年上升2.7倍和1.9倍。通过建设公交视频监控系统很大程度上增强了乘客出行的安全感，对公交车辆上的犯罪行为起到强有力的威慑作用。同时，公交视频监控系统的安装也规范了司乘人员的行为，取得了良好的经济效益。