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运钞车视频监控系统
技
术
方
案
20
年月日
1
、
项目背景
我国城市建设规模扩大，
车辆日益增多，
给交通运输经营管理和合理调度警用车辆指挥及
安全管理已成为公安、
交通系统中一个重要问题。
过去用于交通管理系统的设备主要是无线电
通信设备，
由调度中心向车辆驾驶员发出调度命令，
驾驶员只能自己判断说出车辆所在大概位
置，
在生疏地带或
夜间则无法确认自己方位迷路，
同时执法过程也没有办法录像监视，
指挥调
度中心无法实时监看到和联系到现场情况，不便于沟通和指挥。从调度管理和
安全管理方面，
其应用受到限制。
3G
视频及
GPS
定位技术的成熟给车辆、轮船等交通工具导航定位
提供了具
体实时监看和位置定位能力。
车载
3G
视频
GPS
接收机使驾驶员能
够随时知道自己具体位置及
随时将图像上传回指挥中心。车载硬盘录像机同时本地存储数
据，车载云台摄像机可以
360
度连续旋转、
< br>具备放大缩小，
无盲点进行视频监控和扫描，
所以可以将
这些图像信息和
GPS
定
位信息发送
给调度指挥中心，
调度指挥中心便可及时掌握各车辆具体位置，
并大屏幕的图像显
示及电子图上显示出来。
1.
系统总体设计
运钞车电子监控系统由
三部分组成：
前端信号采集处理系统、
数据传输系统、
指挥中心管
理平台。
该解决方案重点描述车载硬
盘录像机及配套设计。
以下对三个系统的功能进行详细的
描述：
运钞车视频监控系统技术方案
1.1.
前端设备的关键功能及性能要求：
1.1.1.
数据存储
a)
在运钞车辆上安装车载移动视频
监控终端，对车内视音频数据进行实时采集、压缩，考虑
到车辆频繁震动，建议采用
SD
卡或者
SSD
固态硬盘，由于不含机械部件，更加适合稳定
运行。如果考虑普通磁介质硬盘，必须有对
硬盘良好的隔振设计。
b)
每台车载硬盘录像机接入
4
路视频信号，每路
视频信号采用
D1
分辨率，
25fps
帧率，
512Kbps
的码流。每辆车
每天按
16
小时运行，这样每天需要的存储空间为：
4
路×
512K
×
3600
秒×
16
小
时
/8/1024/1024/0.9(
格式化损失
)=15.6GB
。每台硬盘录像机最大支持
SD
卡容量为
16G
，
故一张
16G
的
SD
卡，大约一天时间就要覆盖一次。考虑到
SD
卡的理
论读写寿命为
10000
次（实际可能
在
1000
次左右）
，由于视频数据的
频繁写操作，加上
SD
没有芯片负责设备读写均衡，按照每天某
一区域重复写
10
次来算，这样
SD<
/p>
卡的读写
寿命应该在
100
天左右。故如果采用
SD
卡存储方式，必须每三个月
（一个季度）更换一
次
SD
卡，保证<
/p>
SD
卡正常工作和视频数据的完整性，需要建立完善的管理制度来
配合实
施。
c)
推荐使用硬盘进行存储，其理论
MTBF
平均无故障时间为
200
万小时，远比
SD
卡的使用
寿命要长，再者硬盘支持的容量比
SD
卡要大，
500G
的硬盘可以存储
30
天以上的录像数
据。
d)
普通磁介质硬盘由于包含机械结
构，与生俱来的这个特性导致其不适合在振动环境下工
作，良好的隔振设计虽然能在一定
程度上避免硬盘损坏。但车载环境下的复杂振动和冲击
以及高温环境无法避免地会导致硬
盘的高故障率——这一点在业界实际运行的车载设备
中已经证明。
e)
用户需根据自身对录像保留
时长和对数据可靠性的要求选择哪种存储介质。
不管采用那种
存
储硬盘容量有限，建议平时采用周期录像方式，定期备份或定期抽样备份数据。
1.1.2.
数据备份
a)
管理中心管理人员可通过
U
盘或者
USB
移动
硬盘等
USB
设备，
备份车载
DVR
内的录像资
料。可远程调看和实时浏览汽
车行驶中的视频图像数据、车辆行驶状况、车辆所在位置、
车辆行驶状况和车站情况等信
息并在中心平台进行集中存储；
b)
硬盘放置在可拔插的防震硬盘盒内部，可直接将硬盘盒拉出，并在硬盘盒上设计一个标准
的
USB
接口，可直接将硬盘盒接入<
/p>
PC
，在
PC
上
直接读取和播放硬盘内部的音视频数据；
3/19
c)
支持远程读取硬盘内部数据功能；
d)
设备支持
WiFi
功能和断点续传功能，方案设计上可在运钞各市总行架设
WiFi
热点，支持
车辆进入停车场后自动下载硬盘内部数
据到中心存储服务器。
1.1.3.
扩展接口
a)
具有扩展端口，可提供
9
路行车状态信号输入，能检测车辆左转、右转、刹车、倒车等行
车状态以及车速信息；
b)
支持
4
路报警输入和
2
路报警输出，以及
1
路音频输入输出接口；
c)
支持双向语音功能以及前置视频输出接口；
d)
内置高灵敏度
< br>GPS
模块提供
SMA
天线接口
、
RS485
接口等，充分考虑将视频实时监控系
统和运钞信息化发展的需要，实现监控、管理、调度一体化建设，建设实时信息数据采集
系统、基础信息数据库和应用监控管理平台，实现管理部门之间的信息资源共享，避免重
复投资、重复建设。
e)
具有
RS-485
接口，以接入其他外
设（
LED
显示屏等）
1.1.4.
通讯接口
a)
内置无线传输模块，
可以选择
EVDO/TD-SCDMA/WCDMA/EDGE
网络实现视频图像的无线
传输；
b)
1
个
RJ45 10M/100M
自适应以太网口，可通过计算机查看实时监控信息和历史记录信息，
支持多方式数据备份。
1.1.5.
设备控制方式
a)
对设备的操作通过红外遥控器及
设备前面板控制按键；具备密码保护功能，防止未授权人
员对设备信息的读取。
b)
考虑到设备可
能安装在难以触及的位置以及安装位置离显示屏较远的地方，
设备需具备红
外遥控延长接口，能将红外遥控线引到操作人员方便使用的地方；
1.1.6.
具备延时关机、定时开关机功能
a)
设备必须提供点火线开机方式；
同时可设置
5
分钟～
3
小时断电延时关机——不建议超过
3
小时以上的延时关
机，可能会导致车辆电瓶电量耗光。
运钞车视频监控系统技术方案
b)
考虑到特殊情况下需要的定时开
关机功能，设备需具备可配置的定时开关机功能；
1.1.7.
安全保护措施
a)
有安全保护措施对视频监控设备
及数据做有效保护，
比如增加外部防护设备对设备进行防
尘、防
水、防爆保护，降低人为干扰、人为损坏的可能。
b)
另一方面，设备本身的安全性能
必须保证。设备的电源系统必须具备过压、过流、短路保
护功能，另外设备所使用的材料
必须为阻燃性质；
1.1.8.
前端摄像机
系统前端在车前部、车厢
布置一个
590TVL
高清晰彩转黑半球摄像机，车头挡风玻璃
处、
车尾布置一个高清晰彩转黑针孔摄像机。车头挡风玻璃安装的摄像机不需要红外功能
。
安装效果图如下：
车前针孔摄像机车厢前部摄像机主要；车厢内部摄像机主要监
控押钞工作人员信息；主
车头摄像机：安装在车头，摄像范围
是车辆行驶正前方，记录车辆行驶路径前方动态；
车内
2
摄像机：安装在驾驶位的右上方，主要监控驾驶员操作相关情况；<
/p>
车厢
1
摄像机
：安装在车厢内后上方，主要监控车内运钞工作人员的情况；
车尾摄像机：安装在车尾后上方，要监控车辆后方信息；
摄像机技术要求：
?
水平分辨率≥
590
线；
?
红外距离≥
20
米；
?
最低照度达
0.1Lux/F1.2
?
背光补偿功能；
5/19
?
自动白平衡功能；
?
高色彩还原度；
?
自动电子快门；
?
高信噪比；
?
自动电子增益；
1.1.9.
监视器
系统在驾驶室布置一台
7
英寸或
8
英寸彩色
LCD
显示屏，用于驾驶员观察车内情况。驾
< br>驶员提供遥控器切换显示车内情况，
可选择单路画面，
也
可浏览四分割画面；
管理员可通过遥
控器实现基本功能外的相关
功能如：资料查询、系统升级、数据资料下载等功能。显示屏由车
载硬盘录像机供电。<
/p>
1.1.10.
车
载硬盘录像机
运钞移动车载监控核心设备是嵌入式车载数字硬盘录像机。
采用嵌入式处理器和嵌入
式操
作系统，结合
IT
领域各项最新技
术，如视音频压缩
/
解压缩、大容量硬盘记录、
TCP/IP
网络
等技术、无线网络传输技术，代码固
化在
FLASH
中，使得系统运行更稳定。它采用特殊的减
振加固技术，可在车辆运行的颠簸、振动的恶劣外部环境下正常使用。
车载嵌入式网络硬盘录像机同时具备数字视音频录像机（
D
VR
）和数字视音频服务器
（
DVS<
/p>
）的特性，既可本地独立工作，也可连网组成一个强大的安全监控网
1.1.10.1.
视音频数据编码功能
前端采集到的模
拟视音频信号接入数字硬盘录像机进行数字化压缩处理。
首先将模拟视音
频进行数字编码，再进行压缩处理，处理后的数据根据需求进行存储。
编码采用
MPEG-4h
或者
H.264
格式。
1.1.10.2.
录像功能
车载移动网络监控系统具有
视频信号和音频信号的实时硬件同步采集压缩、
记录硬盘、
实<
/p>
时视音频预览、视音频信号切换、本地录像文件回放、实时无线网络传输、远程文件回放和
下
载等功能。
1.1.10.3.
无线网络视频传输功能
产品配备无线
网络传输模块，采用基于运营商（中国联通
WCDMA
、中国电
信
EVDO
或中
国移动
TD-SCDMA
）的网络传输视音频信号，适合不同网络环境下视频数据的远
程传输。
同时设备支持
WIFI
功能，可利用专有的
WLAN
进行大量数据
的下载和上传。
1.1.10.4.
GPS
定位模块
运钞车视频监控系统技术方案
车载数
字硬盘录像机集成
GPS
功能模块接口，
GPS
功能可将接收到的全球卫星定位系统
GPS
（
Global Position System
）的定位信息通过无线网络传输系统定时发送至运钞调度管理中
心，
< br>车辆调度管理人员在监控中心可获取运钞车辆的行驶轨迹、
速度和方向等信息，<
/p>
并做出调
度决策。
1.1.10.5.
远程报警功能
系统支持远程报警功能
，
在报警按钮按下或者系统异常时，
设备向监控中心上报报警信
息，
并把报警图片实时上传到监控中心，并根据相应的报警机制进行处理。
1.1.10.6.
存储设备
建议产品采用无机械部件的
SD
卡或者
SSD
硬盘，
使硬盘录像机在车上颠簸时也可以长时
间稳定运行。
使用普通的磁介质硬盘必须具备良好的硬盘隔振设计。
1.1.10.7.
延时关机功能
延时关机是指在断开点
火控制信号后，
设备延时到用户事先设定的时间
（
5
分钟～
3
小时）
进入安全关机模式，自动关机。
1.1.10.8.
宽幅输入电源适应功能
车辆大多采用
直流
12V
电源，行驶过程电源稳定在
8V
～
15V
之间，但是在车辆点火时
汽
车电源会突然降低到
10V
左右，<
/p>
下降过程约为
40ms
，
然后恢复至正常电压范围内
（
12
～
15V
）
。
输入电源的瞬间降低可能导致车载设备出现故障，如：重新启动、设备死机等，因此对车载终
端提出输入电源宽幅适应的要求。
针对运钞车对电源
宽幅适应的特殊要求，
车载数字硬盘录像机采用宽幅输入电源，
其适应
范围为直流
8
～
36V
，满足各种类型运钞车的应用。
电源经过特殊的设计，具备断路、短路、过流、过载保护功能，对设备保证正常运行起了
重要作用。电源具备直流
12V/5V
输出功能，可
以满足车载硬盘录像机、数据备份仪、液晶显
示屏、摄像机等相关设备的供电需求。
1.1.10.9.
设备状态上传功能
监控中心可实时了解设备运行情况，并做出处理。
?
设备循检功能，
< br>管理服务器定期对终端进行循检，
了解设备运行状况，
循
检内容包括设备
是否在线、软硬件有无出错信息，车辆运行情况等；
?
在遇到视频信号遮挡、视频
信号丢失、硬盘出错、非法访问等异常情况的时候，设备即时
向监控中心和车上
CRT
监视器传输出错信息，提请管理人员进行维护。
< br>
7/19
?
由于
3G
无线网络带宽的限制，长时间传输视频图像不太现实，为了解决该问题，设备有
针对性的支持图片定时上传、报警时触发上传图片功能。
1.1.10.10.
抗恶劣环境
车载数字硬盘录像机能满
足运钞行业的对设备抗振、防爆、防尘、防水（溅水）
、防潮、
抗高温的特殊要求，进行长时间工作。
1.2.
数据传输设计
系统采用运营商的
3G
无线网络平台，平台由三部分组成：
G
P
S
定
位
信
息
车载终端<
/p>
运营商基站
运营商网关
指挥中心内网
无线局域网专线
图
.
客运车辆电子监控无线网络平台拓扑结构图
1.2.1.
车载终端主机
车载终端主机，
启动后主动与监控中心
VPDN
专网上的转发
服务器建立连接，
并与转发服
务器保持心跳连接，
确保车载终端主机链路通畅。
在报警按钮启动后，
终
端主机向转发服务器
发出报警请求，
并主动上传图像；
监控中心需调用车内数据时，
由转发服务器向车载终端发出
请求，得到请求后立即将视频上传至转发服务器。同时实时上传
GPS
定位信息。
1.2.2.
转发服务器
转发服务器作为监控中心
和车载终端交互的平台，主要进行数据图像、报警信号、
GPS
定位信息等数据的转发工作，并进行操作员权限的认证和管理。
1.2.3.
监控中心管理平台
监控中心管理服务
器可接收转发服务器转发的终端报警信号，
并在屏幕上显示终端自动上
< br>
运钞车视频监控系统技术方案
传的图像。
系统也可以调用任意一台
车辆的视频信号，
只需在
GIS
电子地
图平台上点击所需浏览的车
辆图标，即可显示车辆行使图像。
上行数据：注册信息、报警信息、视频信号、
照片数据、设备运行状况、心跳包、
GPS
信息等。<
/p>
车载终端
下行数据：设备巡检、远程控制信息、心跳包、
娱乐广告节目等。
指挥中心
图
.
监控中心和车载终端数据交换示意图
图
.
监控中心和车载终端数据交换示意图
1.3.
指挥中心远程监控客户端和服务器设计
1.3.1.
客户端软件主要功能
远程监控客户端
通过访问中心服务器，
对其所辖区域内的任何一辆在线车载设备，
可以进
行视
（音）
频浏览、
车辆定位、
历史行车轨迹查询、
报警信息查看、
图片抓拍、
远程录像存储、
下载前端设备录像、设备在线升级等
多项操作，是功能完善的车载监控软件。
1.3.1.1.
现场监控
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