智能公交车载视频监控系统的研究与实现.docx

1、智能公交车载视频监控系统的研究与实现摘 要城市公共交通体系是城市社会经济系统的一个重要子系统, 它的发展水平是衡量国 家现代化程度的重要标志,同时也体现着国家的综合经济实力、城市经济的发展和城市 居民的生活水平。随着我国城市化的不断扩大,人口不断增多,城市交通的压力也随之增大,近几年 智能交通的概念开始为人们所认识和接受。 我国的城市公共交通体系的建设还处于初级 阶段,管理相对落后,信息化水平不高。建立和优化智能交通系统可以明显的改善城市 公共交通体系的管理水平,提高城市公共交通的社会效益。目前,国内多家公司都在进 行公交车辆监控调度系统的研究,但因该系统的应用受到一些客观条件的限制,使得该

2、系统的应用还没有得到广泛的普及。本论文就是在此背景下完成的,文中简要介绍了公 交监控系统的组成,并重点论述了视频监控的设计与实现。本文分析了视频监控系统的组成及监控中心的软件平台, 其中对相关技术如视频采 集、数据压缩的基本原理有特别的说明。关键词:公交车载视频监控 ; GPS ; CDMAAbstractThe urban public traffic system is an important subsystem of the social economic system of a city, whose development level is not only a significa

3、nt symbol of the national modernization, but also reflects the general economic strength of the country, the development of urban economy and the citizens living standard directly as well.One that is with of our country urbanization constant to raise, population constant to increase, pressure increa

4、se too of city traffic. The concept of the intellectual traffic begins to be known and accepted by people in recent years. The construction of the urban public transportation system of our country is still on the primary stage with lagging behind management and the relatively low. Informationization

5、 level. Setting up and optimizing Advanced Public Traffic System can improve the manage mental level of the urban public traffic system obviously, thus create more social benefit of the urban public traffic. At present, many domestic companies are doing research on the attempter and monitoring of bu

6、ses. As confined with the conditions, the system has not received extensive application. In this thesis, a bus monitoring system is introduced briefly and great emphasis of this article is put on design and implementation of wireless video transmission system, and focuses on the design and implement

7、ation of video surveillance.This thesis analyzes the composition of video surveillance systems and monitoring center software platform, including the related technologies such as video capture, data compression, the basic principles of a particular description.Keywords: Transit-board video surveilla

8、nce; GPS; CDMA摘 要 . I Abstract . II1 绪 论 . 1 1.1课题的背景及研究目的 . 1 1.2公交监控系统相关的国内外研究综述 . 1 1.2.1公交监控系统的发展和现状 . 1 1.2.2视频传输技术概述 . 21.3本论文的主要工作内容 . 32 公交车载监控系统整体架构设计 . 4 2.1公交车载监控系统总体架构 . 4 2.2移动终端 . 5 2.2.1GPS 定位模块 . . 6 2.2.2数据采集模块 . 7 2.2.3视频采集 /压缩模块 . 9 2.2.4移动通信模块 . 102.3车载监控服务器端 . 113 无线视频传输相关技术 . 1

9、5 3.1低码率视频图像压缩标准 . 15 3.1.1视频压缩编码标准综述 . 15 3.1.2 H.264标准概述 . 15 3.1.3面向 IP 和无线环境的 H.264技术特点 . . 17 3.2多媒体传输技术 . 18 3.2.1多媒体数据传输方式 . 183.2.2多媒体传输协议 . 194 公交视频监控系统的设计 . 23 4.1公交监控系统总体设计 . 23 4.1.1系统设计的原则 . 23 4.1.2系统构架 . 23 4.1.3方案构成概述 . 24 4.2系统构成 . 25 4.2.1产品特性 . 25 4.2.2摄像机的安装方式 . 26 4.2.3主机的安装方式 .

10、 27 4.3设备选型 . 27 4.3.1车载硬盘录像机 . 27 4.3.2车载摄像机 . 28 4.3.3车载备份仪 . 285 软件平台 . 30 5.1软件功能介绍 . 30 5.1.1主界面 . 30 5.1.2主要功能 . 31 5.2平台主要架构 . 34 5.2.1主要服务器及其作用 . 34 5.2.2服务器连接示意图 . 35 结 论 . 36 致 谢 . 37 参考文献 . 38 附 录 . 39111111*111111111111111111 绪 论1.1课题的背景及研究目的城市公共交通是城市运输体系的一个重要组成部分,是客运交通的主体,是城市生 产和居民生活不可少

11、的社会公共设施,是城市建设和发展的基础,它的发展水平是衡量 国家现代化程度的重要标志,同时也体现着国家的综合经济实力、城市经济的发展和城 市居民生活的水平。随着全球经济的迅猛发展,交通紧张的状况不断加剧, ITS (智能 交通系统作为一种解决交通问题的全新方式,在国内外迅速发展,作为其分支的公交 系统,由于和人们的日常生活息息相关,对该系统的研究与应用已经成为人们热心关注 的焦点。目前,我国的城市公共交通体系的建设还处于初级阶段,管理相对落后,信息 化水平不高。建立和优化智能公交系统可以明显的改善城市公共交通体系的管理水平, 提高城市公共交通的社会效益。国家建设部在关于优先发展城市公共交通的意

12、见中 明确提出“公交优先” ,并要求各地增加科研资金投入,加强城市公交的科学基础和应 用研究。以现代通讯、信息技术为依托,建设信息化、智能化、社会化的新型城市公共 交通系统。发展智能公共交通已经写入我国“十五”综合交通体系发展规划之中。 随着政府对智能交通和公交系统的投入力度的不断加大, 我国智能公共交通系统已 初现端倪。 北京、 上海、 大连等城市已在部分公交线路上建成了公交车辆跟踪调度系统, 并安装了电子站牌,车载 GPS 定位设备,实现了对车辆的实时跟踪和定位、公交车与 调度室的双向通讯、以及电子站牌上实时显示下班车位置信息等功能。这些公交监控调 度系统标志着中国迈入了公交智能化时代,

13、使公交车辆调度监控严重滞后等现状得到了 很大改观,但这是远远不够的。目前的公交监控系统在技术上并不成熟,我们应充分吸 收发达国家的经验教训,充分利用国外已有的研究成果,更有力地推动我国公交监控调 度系统研究的深入开展。1.2公交监控系统相关的国内外研究综述1.2.1公交监控系统的发展和现状美国、日本、加拿大、英国、法国等发达国家在公共交通监控系统研究上很早就投 入了很大的人力、物力,并已经取得很显著的结果。其中美国是主要的发展基地,在国 际上处于领先地位,分析它的现状就能了解公交监控系统发展的基本情况。美国城市公共交通管理局 (UMTA已经启动了智能公共交通系统项目 Advanced Publ

14、ic Transportation Systems(APTS。该项目主要研究基于动态公共交通信息的实时调 度理论和实时信息发布理论,以及使用先进的电子、通讯技术提高公交效率和服务水平 的实施技术。具体包括车队管理、出行者信息、电子收费和交通需求管理等几方面的研 究。其中车队管理主要研究通信系统、地理信息系统、自动车辆定位系统、自动乘客计 数、公交运营软件和交通信号优先。经过现场试验, UMTA 对 APTS 的评价是:可以显 著提高公共交通服务水平,吸引更多乘客采用公交和合伙乘车的出行模式,从而带来了 减少交通拥挤,空气污染和能源消耗等一系列社会效益。与欧美国家相比,我国公共交通事业发展比较落

15、后。截至 2005年,我国城市公交 客车的总保有量为 23万辆, 平均每千人拥有公交车 0.7辆, 距离发达国家每 800人拥有 一辆公交车的水平还有一定的差距,而且公交智能化水平还比较低,绝大部分是沿袭旧 的运营体制。目前,国内已经有一些公交监控方面的产品应用到实际中,但是由于通信网络带宽 及无线视频传输技术不成熟的限制, 大部分公交监控系统都是基于 GIS+GPS+GSM的车 辆定位跟踪系统,而不提供实时视频图像传输,这给车辆调度人员判断车内状况造成很 大不便,在发生突发情况不能做出及时有效的处理决定。随着无线网络的发展,网络带 宽问题已经得到一定程度的缓解,目前移动通信商提供的 CDMA

16、 网络,用户网络带宽 最多可以达到 100kbit/s, 随着 3G 无线网络的应用, 用户的网络带宽可以达到 384kbit/s。 但是无线网络的流媒体应用仍存在抗干扰能力弱、衰落严重、误码率高等缺点。所以, 无线视频图像传输的质量好坏是衡量公交监控调度系统是否成功的一个重要标准。1.2.2视频传输技术概述近年来,无线通信技术的发展进入了空前活跃的历史时期。第三代移动通信 (3G不 仅能提供现有的各种移动电话业务,还能提供高速率的宽带多媒体业务,支持高质量的 话音、分组数据业务以及实时的视频传输。随着网络通信和多媒体技术,特别是视频压 缩技术的发展,视频传输将成为 IP 网络的重要业务。无线

17、信道具有易错、时变和带限 等特点,信道的误码率比有线环境大得多。而且信道随着终端位置和方向的变化很大, 还会导致严重的衰落和突发性错误, 因此要求视频编解码和传输系统能够克服信道的高 误码比、包丢失等问题。 3G 开创了无线通信与因特网、多媒体融合的新时代,由此产 生的无线多媒体和无线 IP 业务必将成为未来无线移动通信业务新的增长点,传送有一 定的 Qos 保证的实时视频流是多媒体应用的主要内容。视频文件在网络上传输主要有下载和流式传输两种方式。在下载方式中,用户必须 等待媒体文件从网络中下载完成后,才能通过播放器欣赏节目;而流式传输技术具有边 下载、边播放以及播放了的流媒体数据随即被消除的特点。与传统机