在公交车载监控系统项目设计中，我们设计原理基于“可扩展的小型数字视频综合监控系统”技术，这个系统涵盖了公交公司在车载监控中常见的功能需求，如：音视频监控、报警信号输入、报警信号输出、智能设备控制等各个方面，并预留软硬件的智能接口，可以方便的扩展系统功能，而不需要过多的增加系统投资，具有高可靠性和安全性，同时符合ISO/OSI开放系统互联标准。

　　在实际设计中将遵循以下原则：

　　先进性：整个系统保持一定的先进性，采用的设备和技术能适应将来的科技发展。

　　实用性：系统性能价格比高，易维护、易使用、运行费用低。

　　扩展性：系统采用结构化设计，能够适应不断增加的扩展需求，当系统扩容时，只需简 单增加硬件设备即可。

　　兼容性：整个系统能运行在不同的操作平台和语言环境，并能与不同厂商的产品兼容。

　　灵活性：系统构成方式简单，功能配置灵活，充分利用现有设备资源，能满足不同类型客户的需要。

　　可靠性：系统安全可靠性高，有足够的抗干扰能力。

　　高性价比：系统所选用的设备性能卓越，并尽可能降低系统造价。

　　 系统架构

　　方案拓扑图

　　方案构成概述

　　前端采用大华0404ME-G车载硬盘录像机作为主控设备，所有监控数据以及GPS信息等先写入车载硬盘录像机，并通过CDMA/GPRS/EDGE等网络将数据发回监控中心，并在大屏系统上显示相关车辆的运行轨迹及车内视频信息（1-5帧/秒，CIF画质，视网络情况而定），当车辆进入公交停车场的无线热区时，车载硬盘录像机将车内录像数据通过架设的无线AP备份到中心，需要时通过网络共享查看和分析；

　　公交总公司监控管理中心的控制服务器安装中心管理软件，实现对整个系统的管理、配置、控制、存储、备份、查询功能， 大屏显示系统完成对多路视频组合和地图的显示，IP存储负责保存无线备份的数据信息；

　　该方案主要考虑到目前的运营商网络无法实现对移动视频的实时回传及备份，所以采用将非实时的视频信息和GPS轨迹信息回传至中心，达到远程监看和管理的目的，并通过覆盖一定范围的无线局域网，来保证录像数据在车辆停止运行时能够传回监控中心进行备份；

　　存储容量计算：

　　按照每个通道250MB/小时，每台车每天工作16个小时来计算，每台硬盘录像机本身如需存储10天需要0.25G*4*16*10=160GB的存储空间，配置160GB的2.5寸日立笔记本硬盘即可；而中心机房需要对总数达到932台的所有车辆录像进行备份，则需要160G*932*3=447360G≈450TB的总容量，我们在中心机房安装40台ESS3015共计600TB的容量（采用1TB硬盘），根据我们推荐的配置，每台设备做3个RAID5，可用容量为480TB，满足我们的存储要求。

　　本解决方案的优势

　　（1）可靠性高、扩展性强的车载硬盘录像机

　　ME系列产品采用专业的车载设计，低功耗、无风扇，标准化小尺寸，使产品非常适合车上使用；宽电压接入适应各种车载电源；独特的减震抽拉硬盘结构，使录像的备份和管理更加方便，并可以扩展GPS模块和无线传输模块构建无线视频监控管理系统，进行远程的调度管理和实时监控；性能稳定，操作方便，功能强大。

　　（2）高性能的智能IP存储

　　大华IP存储系列是一种高性能存储磁盘阵列，拥有强大的数据处理能力。采用存储专用操作系统和存储专用海量数据管理系统专门为数据存储和网络传输进行特殊优化，大大超过了PC server对繁杂任务的处理性能。使用户在网络上快速存取数据成为可能。

　　（3）超视觉感受的数字大屏显示技术

　　大华数字大屏幕显示系统采用一组投影仪以正投影或背投影方式把图像投射在平面幕、环幕或球面幕等一整块屏幕上，基于计算机视觉的自动反馈标准系统。是通过把两个或者两个以上的多个投影画面进行实时无缝融合，组成一个“虚拟投影机”。通过这一“虚拟投影机”可以播放完整的图像画面；而这样的虚拟组合投影机，比普通的标准投影系统具备更大的显示尺寸、更宽的视野、更多的显示内容、更高的显示分辨率以及更具冲击力和沉浸感的视觉效果。

　　系统构成

　　1、车载终端系统

　　系统组成

　　由摄像机、车载DVR、 报警模块、无线模块和GPS模块 组成。摄像头负责采集视频数据、拾音器负责采集音频信息，并由车载DVR进行编码处理，把编码后的数据和GPS模块接收的地理信息通过无线模块传送到远程指挥调度中心。在车载终端系统中可实现10天的录像资料保存，车辆在行驶时，车载终端系统可通过CDMA/GPRS/EDGE等窄带无线网络将GPS信息、报警信息及报警抓拍的图像传输至监控中心并在监控中心的大屏上显示，当车辆进入停车场的无线热区时将录像数据通过无线网络传输至服务器，由服务器将数据转存到IP存储中。

　　产品特性：

　　专业为车载使用设计，适应汽车电源

　　产品关键部件采用汽车电子行业专用器件，提高产品稳定性，使设备能够在车辆的高温、高寒、多尘环境下使用。在设备的线缆联接上也采用柔性线缆连接，避免接插连接器件因振动造成的松动影响，且便于安装和布线。针对公交车辆车况差异大、电池性能各异，启动和刹车时电压变化大等特点，专门进行了电源的设计，使设备能够稳定运行又不给车辆的电子线路造成影响。

　　车上电子设备的高抗震设计

　　产品采用机械抗震、电子抗震和软件抗震专利结合的整套减震方案，对于不同路况不同车况带来的低频冲击和高频震动都有良好的防护效果，有效保护设备中最核心的部件--硬盘。在某专业硬盘厂商的实验室测试中，对产品的抗震能力及读写效率都有检测证明，并给以高度评价。

　　录像压缩比高、清晰度好

　　产品采用专用的音视频处理器和高效的h.264算法，使录像清晰，并占用较少的存储空间。录像具有水印技术，保证录像的真实性。

　　车上录音

　　设备具有多路可独立开关的音频输入，配合大华专用的车载拾音器，适合车上吵杂环境，可进行音视频同步录音录像，提供更加丰富的监控信息。

　　可抽取插拔式硬盘专业抗震设计，可锁定，可移动，方便携带数据备份

　　在长期的产品应用中，用户发现在通用DVR的录像备份方式如网络接口、光盘刻录等，在车辆上不易布置网络、不易提供临时电源、不易长时间停车留人操作的情况下并不适用。大华车载DVR提供便利的可以锁定的、可方便插拔的硬盘，在车辆停站后，管理人员可以从各车辆上方便地将硬盘从设备上拔出，带到管理中心后通过计算机来进行查询、播放、备份等操作，整个操作过程完全类似于对计算机上文件的操作，非常便捷、高效。还可以对同一设备配备两个硬盘盒，在取下一个后及时更换另外一个，完全不影响车辆的使用。

　　支持本地实时/音视频录像，能网络远程访问

　　大华车载DVR不仅有强大的本地录像存储能力，还针对无线网络带宽较低且网络状况不稳定的现状，采用双码流技术，优化网络传输的编码，提高无线网络传输控制能力，提供远程实时监控功能，使管理中心在远程即可实时了解车内的状况。

　　定时开关机和关机延迟录像功能

　　设备上不设置按键开关，防止司乘人员自行关闭机器停止录像。设备可以设置为由车钥匙点火开关启动设备录像，使车辆一启动设备就进入录像状态；也可以设置为延时关机，在车辆熄火后录制指定时间的视频录像。

　　监控中心

　　监控中心由显示系统、存储系统以及平台软件组成，这里只介绍存储系统和大屏显示系统。

　　2.存储系统

　　高可靠、扩展性强的网络存储平台

　　大华存储系统由SATA磁盘阵列，存储控制器和千兆交换机组成，提高存储系统性能，并将成本降到最低。64位文件系统，文件系统最大容量可达18，000 PB，单个文件大小可达9，000 PB.

　　提高存储系统可靠性：主要节点和主存储设备全部采用冗余链路或RAID，消除单点故障。增强存储系统扩展能力：在IPSAN架构中，利用网络交换机的桥接作用，无论是增加前台的服务器还是后台的磁盘阵列都非常方便。

　　7×24小时的不间断工作，提供对系统的业务不间断性服务。

　　高性能的智能存储

　　大华产品是一种高性能存储磁盘阵列，拥有强大的数据处理能力。采用存储专用操作系统和存储专用海量数据管理系统专门为数据存储和网络传输进行特殊优化，大大超过了PC server对繁杂任务的处理性能。使用户在网络上快速存取数据成为可能。

　　跨平台数据共享，支持多种标准化协议iscsi、FTP、CIFS、NFS，支持各种开放UNIX平台、NT平台和MAC OS。还支持异构平台对于同一目录和文件的开放UNIX。

　　ESS3015在网络的共享和开放环境下，为用户数据提供了安全，可靠的存储空间，确保了数据的安全。

　　基于Web的中文图形管理界面，与平台无关的HTTP协议保证了用户可以在任何支持Web浏览器的平台上对网络中的所有大华存储系统进行管理，

　　企业级专业NAS网关提供高性能数据共享服务

　　将重要的关键性数据递交给大华来专门管理，由存储设备将存储空间共享给各个节点使用，这样即减轻了应用服务器的负荷又方便了用户对重要数据的管理。不同操作系统的多个节点可同时使用同一存储空间，同时可以通过大华存储的多链路聚集技术来提高带宽，与后台的SATA磁盘阵列匹配，在实现共享存储空间的同时获得良好的性能。

　　提高存储资源利用率，保护用户投资：无需增加昂贵的FC卡，只需要通过以太网就可以使用存储空间，大大提高系统利用率并降低了系统成本和管理维护费用。

　　提高存储系统稳定性和安全性：选择基于存储专用操作系统的大华存储系统，不再受到Windows平台病毒的威胁，稳定性上也更加可靠。通过存储设备管理软件监控所有节点空间使用情况、权限分配、设备工作状态等，为系统调整和优化提供依据。

　　无需服务器支持的前端编码设备直接存储支持

　　大华特有的FTP支持方式，整体性能的全方位应用，精准的历史数据定位与查询功能，简介、快速的操作过程，令长年累月海量数据的查询成为一件轻松的事。

　　集中式管理方式

　　分中心或者中心监控中心，可利用IP存储可实行统一、集中化管理的优势，对相应各中心机房的存储设备进行统一管理，简化管理员的工作强度，简化安装调试过程中的复杂程度，实现高度集中的管理，将存储设备纳入整体的网络中进行统一管理。

　　3.大屏显示系统

　　多投影图像无缝融合大屏幕显示系统就是采用多个投影系统（投影机）组合而成的多通道显示系统，它比普通的标准投影系统具备更大的显示尺寸、更宽的视野、更多的显示内容、更高的显示分辨率以及更具冲击力和沉浸感的视觉效果。通过大华DH2000系列图形图像工作站内置边缘融合和几何校正控制系统，可以将一组投影机投射出的画面进行边缘重叠图像信号，通过边缘融合组织成一个连续的无缝拼接的画面。在这个连续的多通道画面中多路视频、RGB或则来自网络的图像，每路输入信号都以独立窗口的形式出现，每个窗口的大小、位置，以及相互间的叠合透明关系用户可以任意定义。以大华DH 2000系列图形图像工作站为核心的可以集成多路信号输入的无缝大屏幕显示系统已经广泛的应用在交通、能源、安全、市政、军事等行业等领域。

　　产品组成

　　无缝大屏显示系统由工业级高亮度投影机、高清投影屏幕、图形图象工作站和大屏控制端等设备组成。

　　产品特点

　　支持边缘融合

　　支持几何校正

　　曲面校正模块，DH2000系列图形图像工作站除了可以做平面幕外，还支持各类环幕、球幕、折幕等。采用DH2000图形图像工作站“曲面校正”软件模块，可以利用多台LCD或DLP投影机，组成一个无缝、连续、亮度和色度均匀的曲面投影图像

　　支持同屏多窗口显示（1-32个窗口）

　　支持多种阵列拼接，该工作站不但能够支持1X2、1X3格式的多投影无缝显示系统，而且可提供2X4、3X4、2X8等多种无缝阵列拼接

　　支持网络远程管理，任何与图形图像工作站联网的计算机都可以通过网络作为远程控制台或控制PC使用，利用它的键盘和鼠标就能够对大屏幕进行实时远程控制

　　可采集RGB信号：最多可采集6路信号，最高采集分辨率可到1920*1080

　　可采集视频信号：包括摄像头、DVD机等，最多可采集8路模拟视频信号

　　采用网络解码技术，可支持16路网络视频信号同屏显示，最多可支持500路网络视频，视频窗口中的显示内容可轮循显示，轮循间隔时间可以自定义

　　全数字化接口

　　整屏大画面背景图可随意更换

　　支持高分辨率投影输出（1400×1050）

　　支持网络远程管理及RS232串口控制

　　数字矩阵功能，利用公司多年积淀的网络编解码专利技术，通过网络直接调用DVR/网络视频服务器等的视频信号，并可以按任意比例显示在大屏幕上的任意位置

　　采用开放式结构设计，基于标准工业计算机结构，便于系统软、硬件升级，扩展性能灵活

　　可靠性强，图形图像工作站的主机整机的平均无故障时间MTBF大于50000小时

　　功能全面集成，连接方式、系统安装调试简便，图形图像工作站的边缘融合区域可在5%～100%之间进行调节，方便用户安装使用，方便系统集成商集成

　　4.软件功能介绍

　　主界面

　　主界面区主要分为五个功能区域

　　1. 树状列表区域： 在本区域可以获得当前已上报的车辆信息，该信息由DVR通过无线信道上报。可以实时显示车辆的在线、报警等状态信息。

　　2. 地图区域： 左下方的地图区域用于GIS地图操作，具有基本操作（放大，缩小，移动、更换）、地理数据测量、路径匹配、车辆轨迹定位和跟踪等功能。

　　3. 视频显示区域：用于显示视频，可选择多种显示方式，如六画面、九画面等，该窗口可以切换成报警设置、事件查询、录像查询等窗口。

　　4. 信息显示区域（窗口）：主要用于显示报警信息，包含报警源、报警时间、报警类型等信息。

　　5. 状态信息区域： 提供车辆速度和位置等主要信息 。

　　系统支持双屏显示，地图和视频可分别显示在不同的屏幕上，便于用户使用。在单屏时，用户也可根据关注点的不同自行调整移动窗口的布局，使视频或地图处于主画面位置。

　　主要功能

　　1. 通过无线信道（CDMA、GPRS、EDGE、WLAN）实现对车内车外情况的视频监控和录像调看，图1即为北京公交327 线路的实时监控情况。

　　2. 提供完善的矢量电子地图，除基本的地图操作外，还具备测量、编辑、查询，公交站点添加等高级功能，

　　3. 通过GPS和GIS系统，实现对车辆运行路线的监控和管理，提供矢量电子地图供用户进行定位和查询，系统可根据地图信息告知车辆附近标志性建筑物，便于用户确定车辆位置。

　　4. 对盗警、火警、超速、疲劳驾驶，越区域等行为自动报警，防范事故于未然，支持紧急情况下的手动报警，下图是主要的报警种类，可根据用户需要增减，并可进一步接入行车记录仪等设备作为报警信号源。

　　5. 对报警和异常迅速响应，具备完善的视频连动功能，提供车辆运行信息、轨迹信息和视频信息帮助工作人员进行分析和处理，以下是轨迹和视频同时回放的示意图。

　　6. 通过录像分析工具，重现案发时刻的情况，可根据报警事件进行查询以迅速定位可疑录像。可按照时间进行查询，将同一辆车的多个通道同时进行播放，便于工作人员对比分析，支持快进（最快高达100倍）、慢放、倒放、逐帧播放。可以实现对多辆车辆的长时间录像数据方便进行备份、查找、播放的方便操作。录像本身命名体现出车辆信息、时间信息、通道信息，在视频播放中也可以直观看到，方便文件的管理。

　　7. 公交现有的场站网络资源有限，大多采用拨号上网的方式，系统支持DNS（动态域名解析），适合公共INTERNET 特别是拨号上网的网络环境。

　　8. 支持多种类型的普通DVR 和IP CAMERA，可实现在同一平台上对原有车站等处监控系统的接入。

　　9. 具有完善的车辆管理信息，可独立构建车辆和司机数据库，便于工作人员查找重要信息

　　10. 各种车辆运行信息、轨迹信息和视频信息等形成统一报表，供领导和工作人员定时查询。

　　平台主要架构

　　平台主要架构体现在服务器部分，该架构具有功能全面、稳定可靠、部署灵活、扩充方便等特点。

　　主要服务器及其作用

　　1) GDMS（通用设备管理服务器）：对车载设备的无线接入，也可接入其他DVR和DVS设备，包含GPS信息存储和转发。

　　2) MTDS（多媒体流转发和分发服务器）：对音视频流的转发和分发，可根据网络状况进行多级互联和分布式部署。

　　3) UMS （用户管理服务器）：实现对前端用户的管理，包含注册、登陆和状态信息。

　　4) NSS（网络存储服务器）：存储前端设备的实时音视频流并提供回放功能

　　5) GIS 服务器 （地理信息系统服务器）：提供电子地图服务，供用户进行地图查询和操作。

　　6) DBMS（数据库管理服务器）： 实现对实时上报信息、用户信息和车辆信息的数据库管理

　　7) CMS （中心管理服务器）： 实现对其它服务器的维护和管理。

　　以上每个服务器可部署在独立的计算机上，如用户数和同时在线车辆数量较少（1000台左右）时，可考虑在同一台计算机上安装多套软件；当用户数和同时在线车辆数量增多时，可配备多个同类服务器以满足实时监控的要求，此时须重点保证MTDS、NSS 和GDMS的性能，必要时可在多台独立计算机上部署MTDS、NSS 和GDMS。

　　服务器连接示意图

　　以下是服务器连接图，其中 DB 表示数据库，PU为外部设备单元即公交车辆上的车载DVR，CU为客户端，Operator 是 管理员。

　　安装和服务

　　安装设置方便，有专用安装软件和安装向导，有中文提示并可进行远程升级，我公司承诺对软件进行终生免费升级，根据用户需要我公司可以开放二次开发接口，供用户进行自主开发。

　　软件更新不需要人工干预，系统采用了版本匹配方法，只要将更新软件放置在中心的服务器上，原有软件会自动比较版本，如有新版本发布，将自动下载并实现更新。