公交是城市公共交通系统最为重要的组成部分。当前，交通拥挤、道路阻塞、交通事故频繁、环境污染等正困扰着世界各国的城市。由于公交运营速度不高，新增的运力被运输效率下降抵消;公交服务水平欠高，导致居民出行方式由公交向个体交通方式转移，公交运量不断减退，这加剧了交通问题(见图1);交通的核心是提高人的运输效率，实现人的移动，而不是车辆的移动。优先发展城市公共交通，提高公交服务水平，吸引更多乘客乘坐公交出行，减少私人交通出行量，无疑是解决这一矛盾的首选途径。

图1 传统公交管理模式存在的不足

　　快速发展的公共交通需要信息化保障，建立一套集公交车内、站点、停车场视频监控及车辆调度为一体的综合调度管理系统，实现车内、站点、停车场实时视频监控，以及自动报站、堵车告警、系统语音调度、场站车辆安全管理等功能，可大大降低公交管理人员的工作强度，提高工作效率，实现公交系统真正的信息化，有效缓解城市交通压力。

　　系统性需求

　　公交系统呈现如下一些特点：调度管理中心相对集中，但公交车辆分布在城市的各个角落;公交系统人员流动性大，客流量大;公交场站数量众多，且环境复杂，不利于管理;数据采集信息类型多：不仅要监控司乘人员状况，更要收集车辆的运行状态，实时采集各种报警信号等;实时调度要求高，调度指令的实时下发等。针对以上公交系统的特点，公交行业对于视频监控系统应用的需求主要体现在以下三个方面。

　　增强公共安全

　　公交系统具有人数多且流动性大的特征，近年来，不仅像抢劫、盗窃、性骚扰等传统治安事件在公交车内及站点频繁频发;同时，因公交司机疲劳驾驶、违规超车等行为使得公交车追尾、撞人等事故发生率居高不下;更有甚者，爆炸、纵火等恶性事件也在诸多大城市接连发生，造成大规模的人员伤亡，带来了巨大的经济损失，同时，也引起了强烈的社会反响，严重影响了市民对于公交安全出行的满意度。视频监控应用于公交系统，可协助管理者实时掌握各运营车辆及站点动态信息，有效帮助各级管理者针对各种紧急事件做出有效措施;通过全天候进行录像，为保留犯罪证据、协助破案和安全管理提供了有力的手段。同时，公交视频监控作为城市治安监控的一个重要组成部分，可以与城市应急防控系统信息化工程进行有机融合，为应急防控系统信息化工程提供移动交通工具的监控数据支撑。[nextpage]

　　缓解城市交通日趋繁忙所带来的交通压力

　　随着城市交通工具日渐增多，城市交通压力大为增加，车载监控系统在公交系统的应用中不但担任了监控的职能，同时也起到调度的作用。而随着ITS(智能交通系统)概念的提出，车载监控系统的监控功能可将整个城市的交通状况呈现在信息中心监控管理平台，以随时了解路面状况，便于后台及时对交通进行调度与疏导。可以准确调度车辆，提高公共交通运输效率。

　　公交车载监控系统作为智能交通系统的有机组成部分可以实现以下功能：

　　· 车辆GPS定位信息管理：监控主机需将GPS卫星定位信息实时上传，方便管理中心对车辆的定位、跟踪;

　　· 车辆状态采集：监控主机需要将车辆行驶过程中的车辆状况实时上传至管理中心，以达到远程监控、远程管理的目的;

　　· 电子地图需实时显示车辆位置及状态，方便车辆的管理及车辆排班调度;

　　· 对车辆内实时客流进行监控与统计，管理中心可通过实时视频浏览，根据车辆内的人数安排车辆排班情况。

　　公交企业运营管理需求

　　对司乘人员工作进行监督和管理也是公交车载监控应用的目的之一。在公交车运营当中，因司乘人员的素质参差不齐，私收票款、给假票废票和不文明不规范行车的情况屡有发生。票款被私吞与不规范行车造成的交通事故，给公交公司造成了极大损失。车载监控应用于公交系统，能很好地杜绝上述现象，增加企业效益，达到城市交通系统与公交企业双赢的效果。

　　系统整体架构

　　城市公交系统是一个完整的运营体系，根据实际业务需求，整个监控系统由公交车监控、公交站台监控、公交停车场监控等三个子系统组成(见图2)。

图2 公交安防系统整体架构图

　　公交车载监控子系统

　　通过监控主机连接摄像头、报警器、调度屏、GPS、对讲设备、3G/WiFi 模块等采集车内视频图像、音频信号、报警信号、车辆实时GPS信息、车辆行驶状况等，实现本地硬盘数据存储并通过无线网络将数据上传到调度管理平台处理。实现对公交车辆的音视频监控，并协助司机完成报站、报警、提示、语音通话等业务。[nextpage]

　　车载监控系统拓扑结构如图3所示。

图3 车载监控系统拓扑结构图

　　摄像机点位设置

　　根据实际业务应用需求，一般架设4个摄像头(见图4);

图4 公交摄像机安装点位示意图

　　1、1号摄像机：车前摄像机

　　安装在在汽车挡风玻璃后面，镜头朝前，用于拍摄前方道路状况、行车标志信息、红绿灯等，有利于提高驾驶员的交通规则意识，保障行车安全。

　　2、2号摄像机：前门摄像机

　　安装在驾驶座前方的车内顶板，镜头对着前车门及驾驶座位置，拍摄乘客上车、投币箱、司机驾驶等情况，可记录乘客上车信息并规范司机驾驶行为。

　　3、3号摄像机：车厢摄像机

　　安装在车厢前部的车内顶板，镜头方向向后，可基本拍摄到车内的所有位置，用于记录乘客的各种行为，便于事后查证。

　　4、4号摄像机：中门摄像机

　　安装在车厢中后部天花板上，镜头朝向中门，主要拍摄乘客下车情况，同时可兼顾拍摄发生在车厢后部的事件。

　　报警按钮点位设置

　　根据实际业务需求，建议车厢内安装两个报警按钮，其中一个为司机位报警按钮，另一个为乘客报警按钮。

　　· 司机位报警按钮：在司机位安装一个报警按钮，方便司机在发现警情时及时通过该按钮向上级管理部门报警，管理人员利用警视联动功能对报警信号进行复核，并通过报警网络向公安机关报案，同时向司机发送报警确认信息(如图5所示);

图5 车辆报警系统工作流程图[nextpage]

　　· 乘客报警按钮：一般布置在公交车体内中间位置，方便乘客在紧急状况下及时报警。当用户按下报警按钮，司机位车载显示屏上能马上显示，司机在看到报警信息后马上做出反应，根据情况选择是本地处理还是通过布置在司机位的报警按钮将报警信号上传到管理中心，协同管理中心完成报警处理工作。报警按钮一般布置在乘客容易接触的位置。

　　车辆状态采集

　　通过将车辆相关信号接入监控主机报警输入接口，实现车辆当前状态的收集：

　　· 前车门开关信号接入报警输入口，采集前车门开关信号;

　　· 后车门开关信号接入报警输入口，采集后车门开关信号;

　　· 左转向灯信号接入报警输入口，采集左转向灯信号;

　　· 右转向灯信号接入报警输入口，采集右转向灯信号;

　　· 刹车信号接入报警输入口，采集车辆刹车信号;

　　· 开车停车信号接入报警输入口，采集开停车信号。

　　公交场站/公交站点监控子系统

　　基于数字化、网络化监控模式，通过在各场站、站点配备网络摄像机，将音视频信号、报警信号通过网络上传到管理中心集中管理。系统需达到如下目标：

　　· 解决公交客运系统各级管理者同时对分布在各地的多个公交场站、站点进行远程网络视频监控;在监控中心，可将所有的视频信号通过显示设备自由地切换显示;

　　· 集中处理音视频监控图像，并且与公交调度业务紧密结合实施实时查询，实时调度;

　　· 具备良好扩展性，确保后续扩容方便。

　　通过对公交场站/站点的监控，实现公交系统监控全覆盖。场站统计车辆出场、入场情况，提供车辆夜间安全管理;站点监控主要用于对各站点实时人员流动情况、乘车上下车状况、车辆出站入站情况进行监控，以防范安全隐患，同时与调度管理系统联动实现车辆及时调度。整体系统结构图如图6所示。

图6 公交场站、站点监控拓扑图[nextpage]

　　公交场站监控设计

　　公交场站主要以本地存储、本地监视的方式进行管理。由于其点位布置集中、照射范围广阔，同时，需对车牌进行识别，建议采用高清网络摄像机/高清网络球+NVR方式进行系统搭建，实现本地录像、显示，再通过网络与管理平台相连，纳入中心集中管理。根据公交场站的实际情况，可在场站出口、入口安装高清网络球机，在场站四周围墙安装红外高清网络摄像机。

　　公交站点监控设计

　　公交站点监控路数相对较少，一般只需要两路监控，而且站点内没有DVR设备安装位，建议采用全数字化方案，通过网络摄像机完成对公交站点监控，通过WiFi 网络或有线网络(针对容易布线施工的站点)将音视频信息传输到中心存储平台。

　　功能呈现

　　· 基本业务功能：包括实时监控功能、预案巡检功能、录像调阅功能等;

　　· 车载GIS功能：包括车辆实时定位、速度曲线图、轨迹回放等(如图7);

　　· 远程报警功能：包括移动侦测报警、外部报警、视频丢失报警、电子围栏报警等多种报警方式;

　　· 预警信息下发功能：包超速提醒、前方事故提醒等;

　　系统特点

　　· 优异的网络适应性：系统支持有线网络及无线网络同时接入。针对公交监控对无线网络的特殊需求，从编码、传输、控制等技术角度适应无线网络传输需求，系统支持3G(WCDMA、TD-SCDMA、EVDO)、WIFI无线传输方式，并能根据实际网络情况进行3G/WIFI之间的自动切换，在提高传输效率的同时降低公交运营费用;

　　· 强大的抗震性设计：系统前端车载监控主机采用机械防震、电子减震和软件抗震结合的综合减震方案，可实现硬盘减震与整机减震结合的多重减震机制，提高前端存储的抗震性;在前端设备接口方面，采用不易脱落、损坏的标准航空插头，提高设备间连接的稳定性;

　　· 综合化的应用管理：系统为公交行业提供视频、语音、报警、车辆信息等数据的接入、存储、分发及综合业务处理，是一套集视频监控系统、行车安全系统、行车调度系统、应急指挥系统于一体的综合性管理平台;

　　· 数模混合的高清化应用：支持全高清应用，从前端视频采集，编码传输，录像存储，解码上墙各环节全面支持高清化应用，并支持数字、模拟混合解决方案。满足公交行业固定地点(场站、站点等)原有视频采集设备的接入及改造应用;

　　· 开放式的系统架构：系统采用开放式架构，采用RTP、RTSP标准协议。中心联网软件可以实现与第三方系统无缝融合，既可以接入第三方系统的相关数据，也可以为其提供所需要的相关数据;前端硬件可通过SDK、ADK等多种方式，实现与第三方系统对接。具有可移植性强、可剪裁性佳、可互操作性易等特点。

　　结语

　　系统最终通过专业移动视频监控管理平台以及配套的硬件设备，将高清视频编解码技术、3G无线传输技术、GPS技术、大容量存储技术、服务器集群技术等融为一体，实现了实时无线视频监控、行车状态记录、车辆实时定位、轨迹回放、远程报警、预警信息下发等功能。同时通过兼容车辆报站器、车载调度屏等其他车载业务模块，提高公共交通的整体安全性和运营公司的综合管理能力，是一个集车辆日常调度管理、安全防范、事故预警、事故发生时应急指挥、事故发生后有效取证为一体的综合安全视频监控系统，可有效解决公共交通管理者所面临的管理问题。