淺談車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案發(fā)展

淺談車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案發(fā)展

　傳統(tǒng)固定點車載視頻監(jiān)控僅將車輛的視頻進(jìn)行錄像保存，在2G環(huán)境（GPRS/EDGE/CDMA）下，部分廠家嘗試進(jìn)行圖片、視頻的即時網(wǎng)傳。圖片網(wǎng)傳對網(wǎng)絡(luò)的占用率較低，一般10秒左右可將照片網(wǎng)傳回中心；視頻網(wǎng)傳則對網(wǎng)絡(luò)要求較高，2G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境只能傳輸?shù)蛶实囊曨l圖像。

　　隨著3G網(wǎng)絡(luò)的不斷普及，在3G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)帶寬成倍增加，可以滿足高幀率、較高圖像質(zhì)量的視頻數(shù)據(jù)傳輸需求。原有單純以錄像為主的車載視頻監(jiān)控解決方案漸漸向系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化、平臺化方向發(fā)展。由于車輛的移動性，用戶對車輛遠(yuǎn)程視頻瀏覽、車輛GPS衛(wèi)星定位、以及車載終端與平臺數(shù)據(jù)交互的需求尤為迫切。下面就車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)級解決方案的技術(shù)發(fā)展方向淺作論述。

　　一、車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)級解決方案的現(xiàn)狀及需求分析

　　1．無線網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性的需求

　　車載無線聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)固定點視頻監(jiān)控有著明顯差異：
1）終端IP地址不固定，有防火墻限制；運營商在分配給無線終端的IP地址可能隨時更換，且進(jìn)行了防火墻限制，封閉了部分端口；

　　2）網(wǎng)絡(luò)帶寬波動較大，無線網(wǎng)絡(luò)所在地用戶數(shù)量多少、地域差異及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化程度等問題影響未來質(zhì)量，網(wǎng)絡(luò)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適應(yīng)這種網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)傳的不可確定性。為了提升車載視頻無線網(wǎng)傳的效果，需要根據(jù)上述特點對視頻的編碼算法、網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議進(jìn)行改進(jìn)。

　　2．?dāng)?shù)據(jù)多級管理的要求

　　大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心需求就是可以實現(xiàn)多級管理，車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具備以下功能：

　　1）權(quán)限分配管理，出于安全性因素的考慮，有必要將用戶分類，使其享有不同的權(quán)限，分配不同的任務(wù)；

　　2）視頻流媒體轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，無線網(wǎng)傳至中心的視頻應(yīng)分發(fā)到不同的用戶，滿足多個用戶同時瀏覽一路視頻的要求；

　　3）系統(tǒng)擴展性能，系統(tǒng)應(yīng)考慮未來用戶數(shù)量增多后擴容的要求，在不改變系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，僅增加轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器數(shù)量即可進(jìn)行系統(tǒng)擴容。

　　3．智能交通管理需求

　　智能交通系統(tǒng)(簡稱ITS)是將多種先進(jìn)電子技術(shù)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范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，實時、準(zhǔn)確、高效的綜合運輸和管理系統(tǒng)。

　　車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為智能交通系統(tǒng)有機的組成可以實現(xiàn)以下功能：1）車輛GPS定位信息管理，車載視頻監(jiān)控終端可將GPS衛(wèi)星定位信息實時傳輸至管理中心；2）車輛信息實時上傳，車載視頻終端將車輛行駛中的車輛狀況（例如發(fā)動機轉(zhuǎn)速等信息）實時網(wǎng)傳至管理中心；3）數(shù)據(jù)交互功能，3G無線網(wǎng)絡(luò)除了能滿足車載視頻網(wǎng)傳外，還可以實現(xiàn)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(shù)統(tǒng)計有強烈的需求，管理中心通過實時視頻瀏覽，可以對車輛內(nèi)的人數(shù)有大致的了解。

　　4．廣告娛樂視頻下發(fā)需求

　　廣告娛樂播放可為車主獲取一定的收益，在國內(nèi)車輛廣告業(yè)競爭激烈的今天，個性化的車載廣告服務(wù)就成為車載廣告發(fā)展的大方向。廣告商的主要需求有：1）即時更新車載廣告數(shù)據(jù)，3G網(wǎng)絡(luò)可以滿足廣告商即時更新車載廣告的需求；2）廣告數(shù)據(jù)反饋，廣告商需要對每日的廣告投放數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)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(shù)據(jù)交互功能，在投放廣告的同時，系統(tǒng)應(yīng)具備下達(dá)通告、天氣預(yù)報、道路信息等數(shù)據(jù)交互功能。

　　二、系統(tǒng)級解決方案分析

　　1．車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

　　車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)由三部分組成：車載終端、無線網(wǎng)傳子系統(tǒng)、中心管理平臺。

　?。ㄒ唬┸囕d終端（即車載載DVR），除了傳統(tǒng)錄像功能外，還應(yīng)具備：GPS衛(wèi)星定位、3G無線網(wǎng)傳、多媒體廣告娛樂視頻廣播等功能。

　?。ǘo線網(wǎng)傳子系統(tǒng)，系統(tǒng)可借助于運營商的3G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的實時無線網(wǎng)傳。

　　（三）中心管理平臺對系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理，分配用戶和終端的權(quán)限、管理視頻數(shù)據(jù)的流媒體轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)信息的交互功能。

　　2．車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)功能簡介

　　（一）視頻實時瀏覽

　　實時瀏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(zhì)量等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整管理。

　?。ǘ﹫缶幚?br>車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)急報警是一大要點，在車載終端發(fā)出報警信號后，客戶端軟件應(yīng)即時彈出車內(nèi)外視頻圖像，并進(jìn)行聲音報警提示。此外系統(tǒng)還應(yīng)具備設(shè)備故障報警、超速報警、阻塞報警、越界報警等報警功能。

　　（三）數(shù)據(jù)的交互管理

　　車載終端與中心管理平臺可進(jìn)行聲音、視頻、圖片、文字等信息交換，滿足用戶對廣告娛樂數(shù)據(jù)交互的需求。

　　（四）車輛調(diào)度管理

　　監(jiān)控中心對車輛進(jìn)行定位調(diào)度管理，在監(jiān)控中心大屏幕上顯示車輛地理位置信息，并根據(jù)車輛所在地的道路狀況進(jìn)行合理的調(diào)度管理。

?。ㄎ澹?、數(shù)據(jù)檢索和分析

　　系統(tǒng)可對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行追溯和分析，如歷史視頻錄像檢索回放、GPS定位軌跡回放、報警數(shù)據(jù)檢索分析等。

　　3．車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)特點

　?。ㄒ唬o線視頻防火墻穿透技術(shù)

　　為了突破在運營商對無線網(wǎng)絡(luò)的限制，系統(tǒng)應(yīng)支持防火墻穿透功能，防火墻穿透技術(shù)與VPN技術(shù)類似，車載終端采用主動連接模式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，即在車載終端與中心服務(wù)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(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器向車載終端提取視頻流。

　?。ǘ┮曨l流低帶寬無線網(wǎng)傳技術(shù)

　　視頻無線低帶寬無線傳輸技術(shù)包括以下幾點：

　　（1）、采用壓縮效率高的編碼算法，目前主要采用H.264壓縮算法；

　　（2）、視頻流傳輸能適應(yīng)無線網(wǎng)絡(luò)帶寬的變化，及時調(diào)整視頻發(fā)送幀率和碼流；

　?。?）、為保障視頻信息安全，可采用運營商專網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)網(wǎng)傳，如中國電信的VPDN網(wǎng)絡(luò)，中國移動和中國聯(lián)通的APN網(wǎng)絡(luò)。

　?。ㄈ┝髅襟w轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)

流媒體轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)示意圖

　　由于無線網(wǎng)絡(luò)上行帶寬的限制，為了滿足監(jiān)控中心或其他遠(yuǎn)程客戶同時對車載終端進(jìn)行視頻訪問，監(jiān)控中心應(yīng)配置流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器。對車載終端的視頻訪問全部通過流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器來進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，使得車載終端的視頻服務(wù)只占一個通道。流媒體轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)可緩解網(wǎng)絡(luò)帶寬緊張，提高響應(yīng)訪問的效率，以最少的時間代價換取更高的帶寬利用率。

　?。ㄋ模┒喾?wù)器負(fù)載均衡技術(shù)

　　監(jiān)控中心和車載終端存在大量數(shù)據(jù)交互，其中GPS定位信息等需要占用大量的數(shù)據(jù)庫存儲空間，在車輛超過一定數(shù)量的時候，一臺服務(wù)器不能滿足系統(tǒng)管理的要求，系統(tǒng)應(yīng)支持多服務(wù)器平衡負(fù)載。系統(tǒng)負(fù)載均衡是指多臺服務(wù)器以對稱方式并行處理，每臺服務(wù)器都具備等價的地位，都可以單獨對外提供服務(wù)而無須其他服務(wù)器的輔助；多服務(wù)器負(fù)載均衡技術(shù)也為系統(tǒng)無縫擴容提供完善的解決方案。

　　（五）3G視頻無線網(wǎng)傳制式的選擇

　　視頻網(wǎng)傳主要利用3G網(wǎng)絡(luò)上行鏈路，下面對3種不同3G網(wǎng)絡(luò)制式上行速率進(jìn)行對比說明。

　　此外選用無線網(wǎng)絡(luò)制式時還應(yīng)充分考慮當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)覆蓋情況。

　　電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天，我們可以預(yù)見在不久的將來，車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)將作為智能交通重要的組成，為車輛調(diào)度管理、駕駛安全、提高車輛利用率等方面提供有力保障。