车载视频监控系统平台的重要性

　　平安城市的建设正在如火如荼进行，除了固定场所的监控布防，城市公共移动空间的监控也尤为重要，实施车载视频监控已经势在必行。车载视频监控系统是一个在移动空间里通过无线方式来完成监控功能的系统。

　　目前，车载视频监控系统主要由前端设备、后端服务及传输这三部分组成。

　　前端设备：车载DVR（Digital Video Recorder），与普通DVR不同，车载DVR的工作环境是在行驶的车辆上，恶劣的环境对设备的抗震动、耐高温、防水防尘有极高的要求。

　　后端服务：即监控平台，由多个承担相应功能的服务器组成，统一管理所有前端设备，实现业务功能。如果没有平台，分布在车辆上的车载DVR就是一个个无头苍蝇，不能及时的向中心汇报警情、不能向中心报告所处位置和不能上传视频。

　　传输：前端设备安装在车辆上，后端服务运行在机房中，两端的通信必须信赖于无线的传输；随着3G的普及，通过无线传输流畅、清晰的实时视频已经成为可能。

　　其中，一个监控平台软件的好坏直接决定了一个车载视频监控系统应用的成败。在有些城市的车载视频监控系统实施案例中，由于平台软件不能很好地管理全市公交车上安装的车载DVR,所有DVR只能单兵作战。没有平台的支撑，DVR根本不能向监控中心上传视频，用户根本没法得知DVR的工作状态是否正常，前端设备无法得到有效维护，监控系统没能发挥其应有的作用。目前类似于全球眼的监控平台软件已经发展的比较成熟，但将这类平台软件直接用于车载行业肯定会"水土不服",因为车载视频监控实在有很多的独特的问题需要考虑。

　　平台软件要考虑的问题和挑战

　　平台软件必须具备的功能模块

　　1、流复制分发模块

　　前端设备到平台的无线传输带宽有限，在多个用户同时请求某一通道实时视频时，前端设备只发送一路该通道视频，由流复制分发模块转发给多个用户，从而节省前端到平台的流量，进而保证视频的质量。

　　2、GIS模块

　　车载视频监控所管理的是移动车辆，其空间位置信息需要直观的展示出来，这要求除了前端设备安装GPS外，平台软件提供成熟的GIS系统，实现基于地图的查看视频、查看车辆轨迹功能，能手动增加车辆站点、警力分布点等信息，方便同步最新地图数据，在地图数据来源上支持多种多方式，对于市内交通监控，可购买详细的地图数据，对于跨市运营的线路，购买地图数据的代价太大，得不偿失，可使用公共的地图服务（如Google地图）。

　　3、GPS处理模块

　　与GIS模块密切相关的就是GPS模块，能够记录所有车辆上报的GPS信息，包括经度、纬度、速度、车牌等信息，这些信息数据量非常大，以5秒钟上传一个GPS信息为例，假设每一个GPS信息包为80KB,车辆一天的运营时间为10个小时，那么一台车/天的GPS数据就有7200条，约有570KB的数据量。对于一个地级市，假定其拥有的公交车数量为2000台，那么，GPS处理模块一天收到的数据量就将近1个GB.如何有效地组织这些GPS数据，以方便用户高效、便捷地检索，是GPS处理模块要面临的挑战。

　　4、报警处理模块

　　设备前端发回的告警有两种类型：一是由人工触发的报警事件，二是由设备自动触发的故障事件，报警处理模块要能根据不同的告警类型实现不同的处理流程。

　　误报处理也是报警处理模块中的重要内容，由于前端设备所处环境恶劣，一些开关按钮可能由于震动、潮湿等问题会不停地上报某种告警，报警处理模块必须要过滤这种重复报警，以免给存储告警的数据库增加无用的垃圾数据。

　　报警是否成功对于司乘人员是一个重要的信息，在司乘人员按下报警按钮后。如果传输成功，控制中心的接警员响应了这一报警，报警处理模块能够通知前端设备报警已经被响应，前端设备能以声光电方式通知司乘人员，消除司乘人员的焦急情绪。

　　5、管理模块

　　管理模块负责管理系统中所有的服务器、前端设备和用户，包括服务器配置、启停，前端设备参数配置、从属关系确定，用户角色定义、权限细分和辖区定义；负责业务处理，如报警管理、故障管理；负责提供用户统计、报表功能，特别是车辆在线率统计，是衡量一个监控系统方案总体性能的一个重要指标，可以反映出前端设备的稳定性，维护工作的及时性和无线网络的优劣性。

　　运营维护问题

　　由于车载环境的恶劣，车载DVR设备需要经常维护。对于大规模的系统，维护只能是有针对性的，平台必须能够检测到异常设备，并以报表形式通知维护人员。平台不但要检测出在线异常的设备，还要检测出由于故障根本无法上线的设备。在实际运营的过程中，前端设备会由于设备无法启动或欠费等情形而导致无法上线。

　　设备升级也是要考虑的问题，随着运营时间推移，用户会发现一些BUG,用户会新增一些需求，前端设备升级是一个绕不过去的问题，通过维护人员拿着升级软件，逐个公交场站去升级，既费力又费时。远程自动在线升级能够很好地解决这一问题，平台可灵活选择需要升级的车辆，通过断点续传功能以无线方式传送升级文件到前端设备，实现批量升级；同时平台监测升级过程，记录下每台设备的升级状态，使用户轻松便捷完成升级工作。

　　权限考虑

 　　一个大型的监控系统会有多种类型的用户，不同的用户担任不同的角色，各个角色需要分配不同的管理权限。比如，为了使系统效益最大化，公安局、公交分局和公交企业往往会使用同一套系统，公交分局的接警员和公交企业的管理员其角色就不相同。乘客报警或司机报警只会发往接警员，公交公司用户无权看到这些报警。

　　有时，相同的角色根据其管辖范围的不同，也会分配不同的管理权限，如派出所中接警员与分局中接警员能收到的报警信息是不同的。

　　另外，由于车辆的移动性，一个用户所能管辖的范围会动态发生变化，当车辆进入用户辖区时，用户获得对车辆上的前端设备的管辖权，当离开辖区时，用户管辖区也会自动丧失。所以平台中的权限设计要足够灵活，以让最终用户自主熟练使用系统。

　　无线环境下的挑战

　　无线环境与局域网、城域网不同，其覆盖范围广而网络质量不均匀，且其QoS远低于局域网和城域网，MTU的值在不同的网络运营商里还不尽相同，如何保证在这样无线环境下传输信令和视频是一个挑战。从前端设备到平台，走的是无线链路；从平台到用户，大部分用户走的是局域网，有的用户走的还是无线链路。如何将信令可靠地传给各种用户？又如何将视频流畅地传给用户？都是一个平台软件必须要做的课题。

　　平台选型的挑战

　　用户在平台选型时必须慎之又慎，因为平台是车载监控系统应用成败的关键。车载监控系统会随着应用的深入，其业务会发展壮大，平台也必须随之发展壮大，这就要求平台厂家要有一只稳定、专业的研发队伍，快速响应并深刻理解用户的需求。以笔者的经验，一个公司为了一个车载项目临时开发的平台软件其可持续性极为有限，将最终导致项目失败，只有以行业为目标的平台厂家才是用户要考虑的对象；对业务的理解需要行业积累，进入这一行业的新公司新系统只能意味着更长的试验期，而任何一个用户都不愿意成为试验品，通常成熟的平台厂家才是用户真正的合作伙伴。
 

　　大型系统可靠性和稳定性是必须在实际环境中经过验证才是可信的。一些平台在演示时得心应手，可在部署时却捉襟见肘，究其诊-因就是没有充分考虑实际环境的复杂性。比如说，城市中大量移动车辆上视频传输是实验室中无法模拟的，一个系统要经过一个或多个试点城市磨练，在试点的过程中不断刺探系统的弱点、不断发现系统的瓶颈、不断调优系统的性能，使系统成熟，使用户成功。

　　CDM车载视频监控开发的平台软件

　　深圳市同洲电子股份有限公司提供的CDM（Coship Digital Matrix）是专为车载视频监控开发的平台软件。CDM是全系统管理中心，由中心管理服务器、节点服务器、前端接入服务器、存储服务器、媒体分发服务器、智能分析服务器、电子地图服务器及GPS服务器等组成，实现视频分发、集中存储、集中控制、业务统计、业务分析等功能。

　　CDM在设计时就充分考虑车载视频监控系统中的一些独特需求，通过长期应用积累了丰富的行业经验，完全贴合用户的需求；而先进的架构保证了系统的稳定性和弹性，使之易于规模扩展和功能扩展，采用SIP,SOAP等标准协议也有利于与第三方系统的集成。

　　其平台系统架构具体如图1所示。

　　前端接入层

　　通过接入服务器连接多个厂家的车载前端设备，兼容了不同设备的差异性，为媒体交换层和控制管理层提供统一的接口。
 

图二监控客户端界面示意图



图三  管理客户端界面示意图

　　媒体交换层

 　　由媒体分发服务器、录像服务器和移动流媒体服务器组成。所有实时流的复制、分发、录制，以及历史视频的查看都在这一层完成。这一层的数据量最大，通过部署多个媒体分发服务器可以有效支撑大规模的应用。

　　控制管理层

　　由节点服务器、中心管理服务器、接入认证服务器等组成。其中节点服务器实现了消息的路由、分发和处理，并负责与其它节点通信。这种基于节点的架构，可以非常顺畅地进行扩容。

　　视频应用层

　　用于实现用户的业务逻糪-,包括GIS服务器、接处警服务器、GPS服务器、智能分析服务器，以及定制的增值业务服务器。

　　CDM的亮点特性

　　图2、图3分别展示了CDM软件的监控客户端和管理客户端的功能。如此丰富的功能和便捷化的操作，提升了CDM软件的实力。

　　CDM的特点主要表现在：基于Linux,高效、稳定；一键安装、快速搭建；人性化简洁UI,缩短用户学习时间，快速上手。CDM提供监控和管理两种客户端，分别给普通用户和管理员使用。高效媒体分发，满足多用户查看实时视频需求；强大录像回放，易于检索和播放控制（快进、快退、拖放、时移等）。BS在线地图，支持专业地图和Google地图；多项GPS相关专利，轨迹查询瞬间完成。多车辆轨迹同时回放，软松实现案件再现；前端设备自动注册，自动划归到相应组织机构；自动识别辖区车辆与外来车辆；支持分别按时间、设备类型、线路统计在线率，准确反映出各条运营线路的监控效果、不同厂家设备的可靠程度；高伸缩性，以节点为单位，易于扩容；单节点支持2000台车辆接入。（作者单位：深圳市同洲电子股份有限公司）