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淺談車載監控系統解決方案的發展

  傳統固定點車載視頻監控僅将車輛的視頻進行錄像保存,在2G環境(GPRS/EDGE/CDMA)下,部分廠家嘗試進行圖片、視頻的即時網傳。圖片網傳對網絡的占用率較低,一般10秒左右可将照片網傳回中心;視頻網傳則對網絡要求較高,2G網絡環境隻能傳輸低幀率的視頻圖像。

  随着3G網絡的不斷普及,在3G網絡環境下,網絡帶寬成倍增加,可以滿足高幀率、較高圖像質量的視頻數據傳輸需求。原有單純以錄像為主的車載視頻監控解決方案漸漸向系統化、網絡化、平台化方向發展。由于車輛的移動性,用戶對車輛遠程視頻浏覽、車輛GPS衛星定位、以及車載終端與平台數據交互的需求尤為迫切。下面就車載視頻監控系統級解決方案的技術發展方向淺作論述。

  1)終端IP地址不固定,有防火牆限制;運營商在分配給無線終端的IP地址可能随時更換,且進行了防火牆限制,封閉了部分端口;

  2)網絡帶寬波動較大,無線網絡所在地用戶數量多少、地域差異及網絡優化程度等問題影響未來質量,網絡帶寬實時變化,甚至可能瞬間降低到零,這就要求車載視頻終端能适應這種網絡帶寬變化的模式;

  3)車載終端實時運動,基站切換頻繁,運動也造成了視頻無線網傳的不可确定性。為了提升車載視頻無線網傳的效果,需要根據上述特點對視頻的編碼算法、網絡傳輸協議進行改進。

  大型視頻監控系統的核心需求就是可以實現多級管理,車載視頻監控系統應具備以下功能:

  1)權限分配管理,出于安全性因素的考慮,有必要将用戶分類,使其享有不同的權限,分配不同的任務;

  2)視頻流媒體轉發技術,無線網傳至中心的視頻應分發到不同的用戶,滿足多個用戶同時浏覽一路視頻的要求;

  3)系統擴展性能,系統應考慮未來用戶數量增多後擴容的要求,在不改變系統拓撲結構的基礎上,僅增加轉發服務器數量即可進行系統擴容。

  智能交通系統(簡稱ITS)是将多種先進電子技術有效地集成運用于整個交通運輸管理體系,而建立起的一種在大範圍内、全方位發揮作用的,實時、準确、高效的綜合運輸和管理系統。

  車載視頻監控系統作為智能交通系統有機的組成可以實現以下功能:1)車輛GPS定位信息管理,車載視頻監控終端可将GPS衛星定位信息實時傳輸至管理中心;2)車輛信息實時上傳,車載視頻終端将車輛行駛中的車輛狀況(例如發動機轉速等信息)實時網傳至管理中心;3)數據交互功能,3G無線網絡除了能滿足車載視頻網傳外,還可以實現聲音、文字、圖片等信息的交互;4)其他功能,智能交通管理對實時車輛的客流數統計有強烈的需求,管理中心通過實時視頻浏覽,可以對車輛内的人數有大緻的了解。

  廣告娛樂播放可為車主獲取一定的收益,在國内車輛廣告業競争激烈的今天,個性化的車載廣告服務就成為車載廣告發展的大方向。廣告商的主要需求有:1)即時更新車載廣告數據,3G網絡可以滿足廣告商即時更新車載廣告的需求;2)廣告數據反饋,廣告商需要對每日的廣告投放數量進行統計分析,這就要求車載終端能累計廣告播放投放量并與中心交互;3)數據交互功能,在投放廣告的同時,系統應具備下達通告、天氣預報、道路信息等數據交互功能。

  (一)車載終端(即車載載DVR),除了傳統錄像功能外,還應具備:GPS衛星定位、3G無線網傳、多媒體廣告娛樂視頻廣播等功能。

  (二)無線網傳子系統,系統可借助于運營商的3G網絡系統進行數據的實時無線網傳。

  (三)中心管理平台對系統進行統一管理,分配用戶和終端的權限、管理視頻數據的流媒體轉發、數據信息的交互功能。

  實時浏覽車載終端上傳的視頻圖像,并可對視頻圖像的分辨率、碼流、幀率、圖像質量等參數進行調整管理。

  車載視頻監控系統中應急報警是一大要點,在車載終端發出報警信号後,客戶端軟件應即時彈出車内外視頻圖像,并進行聲音報警提示。此外系統還應具備設備故障報警、超速報警、阻塞報警、越界報警等報警功能。

  車載終端與中心管理平台可進行聲音、視頻、圖片、文字等信息交換,滿足用戶對廣告娛樂數據交互的需求。

  監控中心對車輛進行定位調度管理,在監控中心大屏幕上顯示車輛地理位置信息,并根據車輛所在地的道路狀況進行合理的調度管理。

  系統可對曆史數據進行追溯和分析,如曆史視頻錄像檢索回放、GPS定位軌迹回放、報警數據檢索分析等。

  為了突破在運營商對無線網絡的限制,系統應支持防火牆穿透功能,防火牆穿透技術與VPN技術類似,車載終端采用主動連接模式進行網絡連接,即在車載終端與中心服務器間建立一條常連接的通路,平時傳輸心跳包和GPS定位等信息;需要傳送視頻時,客戶端通過轉發服務器向車載終端提取視頻流。

  (2)、視頻流傳輸能适應無線網絡帶寬的變化,及時調整視頻發送幀率和碼流;

  (3)、為保障視頻信息安全,可采用運營商專網進行數據網傳,如中國電信的VPDN網絡,中國移動和中國聯通的APN網絡。

  由于無線網絡上行帶寬的限制,為了滿足監控中心或其他遠程客戶同時對車載終端進行視頻訪問,監控中心應配置流媒體轉發服務器。對車載終端的視頻訪問全部通過流媒體轉發服務器來進行轉發,使得車載終端的視頻服務隻占一個通道。流媒體轉發技術可緩解網絡帶寬緊張,提高響應訪問的效率,以最少的時間代價換取更高的帶寬利用率。

  監控中心和車載終端存在大量數據交互,其中GPS定位信息等需要占用大量的數據庫存儲空間,在車輛超過一定數量的時候,一台服務器不能滿足系統管理的要求,系統應支持多服務器平衡負載。系統負載均衡是指多台服務器以對稱方式并行處理,每台服務器都具備等價的地位,都可以單獨對外提供服務而無須其他服務器的輔助;多服務器負載均衡技術也為系統無縫擴容提供完善的解決方案。

  視頻網傳主要利用3G網絡上行鍊路,下面對3種不同3G網絡制式上行速率進行對比說明。

  電子技術飛速發展的今天,我們可以預見在不久的将來,車載視頻監控系統将作為智能交通重要的組成,為車輛調度管理、駕駛安全、提高車輛利用率等方面提供有力保障。



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