2.2设计标准与规范

2.2.1设计标准与规范

1、《交通ＧＰＳ通信协议（试行）》

2、《交通ＧＰＳ设备供货商产品入网测试技术要求（试行）》

3、《干线公路可变信息标识技术规范》

4、《公路视频系统建设技术规范》

5、《公路车载信息化设备技术规范》

6、GB/T 19056-2003 《汽车行驶记录仪》

7、GB/T 2423.1-2001 《电工电子产品环境试验》

8、GB 4094-1999 《汽车操纵件、指示器和信号装置的标志》

9、GB/T 17626.2-1998 《电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验》

10、QC/T413-2002 《汽车电气设备基本技术条件》

11、GB 2312-1980 《信息交换用汉字编码字符集基本集》

12、GB/18344-2001 《汽车维护、检测、诊断技术规范》

13、GA/T367-2001  《视频安防监控系统技术要求》

2.3总体设计

整个系统设计需要满足车载各种应用场合和应用方式的监控需要。业务应用要考虑到满足多种业务应用系统对基础数据（人员信息、车辆信息数据、视频信息数据等）的调用，并同时需要满足车载终端和访问用户数量的不断增长以及数据保存量不断增长的问题。

2.3.1系统拓扑图

在进行总体设计时，需要考虑用户数量的不断增长以及网络带宽的不断增长扩充，为此系统设计将可以扩充建立多个流媒体服务器（带存储），只要在网络的任意一个可以互联互通的网络节点上即可，解决支持用户访问量大和磁盘空间不足，总线读写数据速度有限，存储时间不长的问题。

图1 系统拓扑图

2.3.2逻辑设计

在逻辑架构中按照部署模式共分为三个层次：（如图2所示）

1）源媒体层：该层包括音视频源、编码器。

2）服务层：提供像流媒体、GPS数据等基础服务，视频监控、GIS等相关的业务应用系统。

3）客户端：包括CS客户端、WEB客户端、解码器、智能终端等。

2.4车辆改装原则

2.4.1车载电源系统组成及配置要求

巡查车辆，如配置移动车载视频传输设备，可从点火开关的接口取电，当车辆停驶或熄火状态，系统停止工作。

应急指挥车辆，由于用电设备较多，总功率也较大，不能使用车用蓄电池及发电机供电，需配置独立的供电系统，故根据用电负荷，配置电瓶、充电器、电磁开关、电瓶隔离器及电量显示装置等，需具有维护简便，低噪音，电启动控制，电流电压稳定，废气排放低。采用专用大容量蓄电池、逆变电源、智能充电机、ＵＰＳ电源、为车内上装设备提供交、直流电，增容改装、经济、实用。专用车载外接电源，可直接与市电连接，在具有市电条件的现场，指挥车可方便地使用市电进行工作，而且还可为车载蓄电池组进行充电。多路控制系统，可进行ＤＣ１２增容，控制、切换逆变，ＡＣ２２０Ｖ两路切换，具备电压指示、低压声光报警、自动切换、安全保护、直流交流集中控制、自动温控报警及外电输入指示控制系统的功能。

2.4.2连接导线技术规范

对所有导线均需有适当保护，以保证这些导线不会接触到可能会引起导线绝缘损伤的部件。当导线需穿越金属孔时，应有衬套。金属穿线孔应进行倒角，不得有锋利的边缘。接线要整齐布置，并使用线夹、电缆套、电缆卷固定，线束内的导线要有序编扎。电源线正极为红色，负极为黑色。断线内接接口尽量采用焊接形式，替用接口采用接插件形式。

2.4.3设备安装位置要求

A、轿车、越野车（ＳＵＶ）

车内安装摄像机，可安装在后视镜背面。

车内手持机，放置或挂放在副驾驶左侧；

移动车载视频存储及传输设备安装位置，有以下几种选择：

1）副驾驶座位下方，如果有空间的话；

2）后排座位后面的台面上；

3）车后备箱内或车后设备柜内，要求设备柜散热程度高，要求抗信号处理。

便携式打印机、笔记本电脑、存储设备等平时可放于后备箱内，需要时取出使用。

在正副驾驶座后椅背可加装折叠式背夹，作为工作员人操作平台。

B、皮卡车

车内安装摄像机，可安装在后视镜背面。

车内手持机，放置或挂放在副驾驶左侧；

车顶摄像机安装于车辆顶部，如前方有报警灯，需将摄像机适当抬高安装。

移动车载视频存储及传输设备安装位置，有以下几种选择：

1）副驾驶座位下方，如果有空间的话；

2）车后备箱内或车后设备柜内，要求设备柜散热程度高，要求抗信号处理。

其他设备如果需要安装的话，需要在车厢内定制设备柜，在外形设计上，需充分结合原车空间、装饰件，作一体化的设计，加装的设备柜表面采用软包处理或者钢板喷塑处理，纹理力求与原车保持一致，使加装件与原车，在造型、质感等方面浑然一体。

C、面包车（应急指挥车）

应急指挥车辆，需经由国家发改委认可的专业厂商进行改装。

2.4.4安装操作要求

安装人员应详细了解所安装车辆的详细信息，准备安装工具，严格按《汽车维护、检测、诊断技术规范》进行。

车载设备需安装在不易碰撞、防止阳光直射、没有废气、水、油和灰尘污染的地方，同时需避开安全气囊打开的位置。

车载设备安防应牢固，至少用２-３个螺丝或尼龙扎带与车辆加以固定，防止松动，设备各连接端口的朝向应便于操作和维护。

车载设备天线应安装在水平面上，信号接收面朝上且具有良好天空仰视角的位置，避免金属物品的直接遮挡，天线应采用背磁或双面胶固定。车内到车外穿线不得穿越车门的密封条，应从车辆防水接口穿线孔引出，线缆与车辆发生摩擦的地方用套管包覆并固定，整体可靠美观，符合公路部门统一形象。

所有安装的设备均要求减震处理，安装在后备箱的设备还要考虑散热处理、抗信号处理等。

安装结束后应确认车载设备安装位置正确且牢固，安装线路整齐，各节点连接符合要求，将多余的线头、胶带等清理并擦拭干净。

3.系统结构和功能

3G无线车载监控系统由车载终端、传输网络和网络监管中心组成三层联网式综合监管系统，提供车辆地理信息定位、行驶路线监控、车内车外视频图像实时无线传输、呼叫指挥等功能，以解决现有车辆的动态管理问题。

车载监控采用车辆安装车载终端、车载摄像机和SIP电话机。视频服务器通过TDSCDMA/WCDMA/CDMA2000 EVDO网络对外传输，监控中心能够对现场的图像进行实时监控，并采用了双码流技术，本地录像采用D1/CIF分辨率，网络传输采用CIF/QCIF分辨率，可实现本地和远程的视频存储和控制。

对于部分车辆只安装GPS终端的，实现开机即采集GPS数据，并传送到省局，配合省局GIS系统进行使用。系统架构如图3所示。

车载监控系统主要组成分为：车载终端（包括车载3G终端、车载摄像机、手持控制设备）、网络监控中心、传输网络等。

3.1车载终端

车载终端是车辆监控管理系统的前端设备，一般隐秘地安装在各种车辆内，车载终端组成主要由车载3G终端产品（含音视频编码模块、GPS模块、WIFI模块、3G模块）、外接车载摄像机、手持显示及控制设备等各种外接设备组成。（如图4所示）

车载3G终端（含音视频编码模块、GPS模块、3G模块）是车载终端的核心设备，所有其它子设备均与此连接工作，其作用是根据要求实时采集车载摄像机的视频图像，并将模拟视频压缩成WMV/H.264格式的数字视频，将压缩后的流媒体文件以无线方式通过3G网络发送到视频监控中心服务平台中，同时将采集的GPS数据信息进行上传。车载3G终端采集的视频图像供值班人员实时观看及远程的存储，领导对视频图像的浏览可在网络的任何一个接入点连接访问，可以实现远程现场图像实时监控和历史图像播放。

如图4所示，车载3G视频终端完成同时双码流编码，包括本地独立的录像码流和网络传输码流。该设备是完成视频、音频、控制告警等信号的采集编码并提供传输的一体化前端设备，与图3中众多前端采集设备相连。同时为每台车辆配有带液晶显示的手持控制设备，供本车人员观看和控制。

车载3G终端设备与中心应用平台的网络连接，可以在应用平台上实现图像的抓拍、录像文件的存储和备份、摄像机与云台的远程网络控制等功能，并可以通过在中心架设Sip Server进行中心与个车辆之间SIP移动电话会议。

用户需要提取视频监控的数据时，可以采用两种方式：一是通过车载终端存储下载，二是通过3G网络上传到服务器后，从服务器上进行下载。

3.1.1车载摄像机

视频采集设备主要是完成视频信号的采集功能，温州市旭视智能安防有限公司车载摄像机结合项目特点，选用性价比较高的车载摄像机，并根据实际车载监控场所及车辆情况选配相应体积大小、功能满足要求的摄像机。

3.1.2车载3G终端

沈阳德安智能科技有限公司车载3G终端（图5所示）采用采用嵌入式实时多任务操作系统，系统调度效率高，代码固化在 FLASH 中，系统运行更加稳定可靠。产品集成GPS模块、3G模块、音视频采集编码模块，不仅提供3G网络、GPS数据上传、流媒体服务，还可以实现现场音视频图像传输、高速无线上网等功能，具有友好的人机界面，车载视频编码采用WMV/H.264视频编码和先进的网络丢包容错技术，确保流畅的视频效果。

性能参数:

● 嵌入式模块化设计，集视频、语音和数据采集、3G无线数据网络传输为一体。

● 1路D1/2 路CIF实时WMV9、H.264视频编码算法，WMA9、MP3和优化的ADPCM音频编码算法。

● 标准PAL或NTSC制模拟视频输入，标准模拟音频输入，音频/视频同步采样。

● 支持TDSCDMA/WCDMA/CDMA2000 3G网络。

● 内置强大的OSD功能。

● 内置嵌入式Web服务器。

● 外置GPS模块。

● 输出流采用标准的HTTP流协议。

●进口摄像机18倍光学变焦，540线高清画面，清晰度高于国内700线。

特性特色:

● 存储方便灵活，支持SATA/FD卡本地存储功能。

● 可选配的车载摄像控制显示单元，本地可以通过键盘控制和视频显示，实时监控车体周边现场情况。

● 支持远程控制，便于调度指挥，缩短反应时间，降低危险性，提高工作效率。

产品技术参数如下：

3.2 GPS定位模块

设备可接GPS模块，能接受12~16个卫星信号，原则上3个卫星即可准确定位。GPS信息实时通过无线通道传输到监控中心的GIS服务系统，同时可以叠加在实时传输的无线界面视频上。

GPS数据，配合GIS地图，能准确定位车辆位置、车速等；地图兼容支持Supper Map、MapInfo、Arc Info等格式。GPS历史数据轨迹的保存和回放非常方便、直观。

GPS定位需要借助一些特定的通讯手段将位置数据传送到指挥中心，本系统中GPS信息通过ASF视频流将GPS信息打包在视频中与ASF视频流一起传送至放置在监控中心的流媒体服务器上保存，并在监控中心将GPS数据解包出来供使用。

在日常和应急指挥中，可以通过地图了解车辆的位置。在出现突发事件时，指挥中心可以结合地图通过通讯平台将最近的车辆调度到突发事件现场。车载移动监控系统会即时将现场的视频传送至指挥中心，便于指挥中心进一步处置突发事件和车辆调度。

产品特点及参数：

1. 低功耗设计

2. 具备快速定位及追踪32颗卫星的能力.

3. 精度高，误差20米以内

4. 内置低噪声、高灵敏度天线

5. 跟踪能力：同时跟踪32颗卫星

6．灵敏度：跟踪能力： -159dBm (典型值)  捕捉能力： -148 dBm (典型值)

7．数据格式默认： WGS-84 支持其它不同应用的数据要求

8．协议标准：NMEA-0183

无线网络断线时能自动存储，网络恢复后自动上传历史数据，可存储2000条以上。

3.2.1 3G模块

无线车载视频及数据信息等上传使用3G无线网络，目前国际上3大标准3G网络在中国均有运营，分别是CDMA2000/TDSCDMA/WCDMA 3G网络技术及其演进技术网络。由于各种技术网络在不同运营商中应用，其网络在不同地区网络覆盖程度也不一，为了适应不同地区用户需求，我公司通过内置安装或更换不同的3G模块设计，从而可以让设备适应不同模式的3G网络，支持CDMA2000或WCDMA。传输系统的设计可根据客户需要采用不同的3G网络无线传输。

随着3G网络的成熟和业务推广，网络条件越来越好，设备网络传输采用3G无线数据通道单卡传输已经合适。

3.2.2存储系统

为了保证图像在网络不好无法上传图像的时候也能进行本地存储，车载3G终端设备支持FD卡设备，可以进行本地存储；录像的查询可通过本地查询播放，或者在网络畅通时通过3G网络/ 网络下载回放。

3.2.3车内视频显示控制设备

为了便于车载视频浏览及控制以及从手持设备信号灯指示了解3G设备工作状态，我公司研发了车载便携手持控制设备，该设备集合了高清晰液晶监视器/PTZ控制器功能，产品体积小、重量轻、功能齐全、便于携带、使用方便，是一款便携式车载云台控制测试工具。

产品功能特点：

★手持式，高清晰7寸LCD液晶屏

★测试视频图象时，自动适应PAL、NTSC制式，无须设置

★支持RS485接口

★支持PELCO-D、PELCO-P等多种控制协议

★使用方便，单人就可控制整个车载视频系统

★便于安装连接，可支持航空插头或RJ45

产品参数：

3.3网络监管中心（省局已建）

网络监管中心是调度指挥系统的核心，是远程可视指挥和监控管理平台，由流媒体服务器、管理应用服务器、数据库服务器、GPS服务器、GIS服务器等组成监控管理应用平台，对所有流动车辆监控，实现音视频双向交互指挥，监控中心的电子地图上就可以显示车辆所在的直观位置，并可通过无线网络对车辆进行监控参数设置，例如通过配置云台，可以遥控车载前端摄像机。同时可实现监控中心对可控范围的运输车辆进行实时、集中、直观地监控和调度指挥，保障应急处理的效率。

网络中心管理服务器系统五大主要功能：用户认证管理、流媒体服务器及中心存储备份录像管理、GPS定位管理、设备无线远程管理、系统日志管理功能。整个系统包括无线音频/视频再接入、转发、控制；还包括GPS定位服务系统的实现。

3.3.1用户认证管理

管理服务器负责对所有网络连接进行用户权限认证。如果账号或者密码不对，都不能正常接入系统。用户客户端接入账号的管理和分配由管理员分配，一个中心只有一个管理员，其他用户都需管理员采用授权模式，一一分配，每个用户的权限大小都不尽相同。

3.3.2流媒体服务器及中心存储备份录像管理

流媒体服务器和存储服务器站点数量无限制：一个系统可以依据需要建立多个流媒体服务器，多个存储服务器站点，只要在在网络的任意一个可以互联互通的网络节点上即可，由管理服务器对流媒体服务器和存储服务器进行设备管理。

存储磁盘空间无限制：磁盘空间都可以大量扩展，每个存储服务器支持5T以上的磁盘管理。

地理位置无限制：依据大用户量的需求，不要求所有图像都集中上传到某一台服务器，可以设定是网络中的任何一台流媒体服务器，在一台设备中存储，服务器不要求安装一个地方一个机房，可以是在网络中的任意一个可以互联互通的网络节点。

彻底解决支持多用户访问和磁盘空间不足，总线读写数据速度有限，存储时间不长的问题。

3.3.3 GPS定位管理

定位功能是GPS定位管理系统最基本的功能；即车辆定位，实时跟踪，车辆信息查询，轨迹回放等服务。

该功能通过GPS模块可以对装有车辆定位终端的车辆进行准确的定位，被定位的车辆会在监控终端的地图上显示，用户可以在地图上一目了然的知道该车辆当前的具体位置和行车速度等信息。

在监控终端的工具栏中，可以查看到所有被定位的车辆和其详细信息。通过设定的查询条件得到该特定车辆的详细信息，如车牌号、驾驶员、所属部门等。

用户可以通过轨迹回放功能向服务器查询该车辆在某时间段的移动轨迹。通过该功能可以得知驾驶员的工作情况，车辆的使用情况等信息。

3.3.4设备无线远程管理

对网内无线终端视频服务器设备可以进行远程的访问、设置、升级等功能管理，实现远程便捷的设备维护。

3.4传输网络

与采用有线网络的固定监控有所不同，车载监控只能依赖于无线网络，中国目前有3种制式的3G的网络，用户使用那种模式的网络，直接决定了视频服务器产品的类型（即内部3G模块类型）。

车载终端通过无线网络进行视频上传和服务器的访问，智能终端也是通过此网络访问浏览视频及相关的应用。

设备支持WCDMA或CDMA2000等方式数据中心进行通信，可通过VPDN方式接入交通专网；设备与控制中心之间的所有上行及下行数据，采用IP方式进行通讯。系统注册时，可通过省厅公路局的认证服务器的认证，实现与各属地流媒体服务器的通信，实现视频上传。

3.5服务器软件组件及功能描述

视频监控中心管理服务平台是一套高性能、高可靠性的视频监控平台。作为整个视频监控系统的服务控制管理中心，是整个系统的核心。

从各监控前端3G无线视频服务器传送过来的视频码流，经过传输网络传输到流媒体服务器，视频监控中心平台进行处理、转发，中心平台用于对整个监控系统实行设备资源管理、用户分配、单位信息管理、视频信息设置等。中心平台是整个监控系统的主控设备。所有监控点的音视频流数据在中心平台的控制下，一方面给用户提供流媒体系统信息进行直点播服务，另一方面给视频解码器和客户端提供视频配置信息，供客户端进行拉流解码服务。

视频监控中心管理服务平台由管理服务器组件、流媒体服务器组件、存储服务器组件、GPS数据服务器组件，数据库服务器组件等组成；这些组件分立安装，实现了设计的整个系统功能。

3.5.1管理服务器组件

管理服务器架设是方便用户根据行业特定需求进行Web服务的开发，用户通过网页方式管理整个系统，通过管理服务器可以进行人员管理、权限管理、设备管理、视频及解码配置管理、告警信息管理等一系列功能。同时用户可以通过管理服务器的前台访问视频查审系统，进入视频系统进行图像的查看、回放、录像等操作，从而实现监控的查看和取证等需求。

视频管理服务器主要实现功能如下：

l 用户管理

l 监控点管理

l 摄像机管理

l 直播文件名管理

l 解码器管理

l 日志管理

3.6客户端

系统中的视频观看方式非常丰富，观看的手段很多，但是观看视频的权限由用户的账户决定，只要拥有管理员分配的账户，就可以通过网络，随时所地，观看系统平台中的众多视频。

3.6.1客户端软件

在PC上通过安装专业客户端软件进行观看，输入服务器平台的验证IP地址或域名，输入自己的账户，即可进入系统，观看自己账户内的所有视频站点。通过点击树状目录实现图像切换，并且能实时控制云台的转动，可以进行单画面和多画面显示等。

专业版客户端软件登录界面

图9 软件客户端登陆界面

进入后浏览与客户端控制

没有专用客户端，也可以通过IE浏览器实现同样的功能。

3.6.2 Web浏览器

通过IE浏览器的地址栏输入服务器平台的访问IP地址，或域名，输入自己的账户，即可进入系统，观看自己账户内的所有视频站点。由于采用WMV编码，视频图像可以通过Windows系统自带的Media Player播放，无需安装任何插件，也无需考虑系统更新换代升级的问题，可以对客户端进行免维护。

3.6.3智能手机端

在智能手机上可以打开浏览器，能通过手机无线上网，接入系统平台观看所有视频。

手机可采用3G网络方式无线上网，非常适合领导外出、出差等场所，及时了解工作进展、指导工作开展。

参数配置