车载监控演绎安防无线魅力

　　近年来，随着政府推行一系列大型的安防工程建设，如“平安城市”，“智慧城市”等，国内安防监控行业的发展可谓迅猛，发展迅猛的原因除了政府的支持与大力推动外，商业价值亦是其不可忽视的重要因素，因为存在着丰厚的商业回报，安防厂商们亦愿意投入巨额资金进行技术研发，从而获得更大的商业回报，如此形成一个良性的循环。

　　在安防行业视频数据的传输领域中，有线的视频数据传输技术由于其本身已经发展得颇为成熟，满足当前条件下的高清视频数据传输已不成问题，说简单点就是有线视频数据传输技术并不是当下安防行业发展的瓶颈，发展的瓶颈更多地体现在安防行业设备中的前后端产品以及编解码压缩技术上，也因此，有线的视频数据传输技术近年来的发展较为缓慢。

　　无线视频传输技术与有线视频传输技术的应用领域不同，一般而言，在一些有线线路铺设较为困难的场所，无线数据传输技术可谓生逢其时;此外在一些特殊的行业中，像车载监控这些需要进行大面积、长距离、运动中的监控应用时，无线视频数据传输技术几乎成了唯一选择，因为要在不断移动的车辆上实现有线的视频数据传输，难度可想而知。

　　无线传输的类型

　　那么在当下的无线视频数据的传输中，又有哪些无线技术被运用于车载监控领域呢?应该说可用于进行数据的无线传输的技术颇多。

　　据记者了解，通常而言，依据所传输数据类型的不同大体可分为两类，这两类无线传输技术在车载安防监控领域均得以广泛应用，其一是为车载监控的音视频、图片(如车载DVR、车载NVR抓取的视频截图)、车辆传感装置及卫星定位数据提供无线传输的技术;其二是为车辆提供卫星定位的无线传输技术。前者所采用的无线传输技术通常为4G(TD-LTE、FDD-LTE)、3G(WCDMA、EVDO，TD-SCDMA由于速率低，在实际的项目中应用非常少)、2.75G(GSM)及WI-FI(802.11a/g/n/ac);后者的无线传输方式通常为美国的GPS、中国的BDS(即北斗卫星导航系统)、欧洲的GALILEO以及俄罗斯的GLONASS，在国内应用较多的通常为GPS和BDS(对于后者的无线定位技术本文暂且不讨论)。

　　应该说可应用于车载安防监控之上的无线传输技术还包括蓝牙、微波等技术，但是这些技术在车载监控上的应用相对较少。

　　目前而言，在车载视频监控上，应用得最为广泛的无线传输技术是3G(CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA)、4G(TD-LTE和FDD-LTE)以及WI-FI。

　　有业内人士表示，2008年之前的车载无线视频传输技术还处在2G GSM及CDMA 1X的时代，由于无线传输技术速度太慢的原因，多数情况下只能传输一些较低分辨率的图片而已;直至2008年才开始利用3G网络(CDMA2000、WCDMA及TD-WCDMA)进行车载无线视频的传输，但在实际的无线视频传输过程中，由于无线基站空口带宽有限，图像的实时传输效果往往跟客户的需求相差甚远，另外由于资费昂贵，当年利用3G技术进行无线视频的传输应用较为少见;2008年之后，利用WI-FI与COFDM技术的无线视频传输得到了迅速的发展，但二者皆有其局限性，比如COFDM。

　　北京有恒斯康通信技术有限公司董事长兼总经理阮兰桂在接受媒体记者采访时曾表示：“尽管COFDM的传输距离远且绕射能力亦颇为强悍，但其只能实现简单的点对点接入或有限的点对多接入，不能依靠自身来实现视频数据的远程传输，且厂家各自划地为王，产品没有统一的标准规范，让其后续的发展受阻。接着便进入了我们当下所处的4G时代，随着4G带宽的明显提升，仅就技术方面而言，在车载监控中进行实时清晰的画质应用已不成问题了。”

　　3G 即是第三代移动通信技术，目前存在CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA三种标准，中国移动采用了TD-SCDMA标准，中国联通则采用WCDMA标准，而中国电信采用的3G标准则为CDMA2000，那么在目前3G技术下的三种标准中，它们的传输速度是否一致呢?答案当然是否定的。在3G技术的三种标准中，WCDMA无论是在上行速率还是下行速率均最大，也即是目前中国联通所采用的3G标准;而中国移动所采用的TD-SCDMA标准则在上行与下行速度的表现上皆垫底，由此我们可以知晓为什么中国移动在4G技术的推广上如此激进了，因为其在3G上选择的技术标准实在落后太多了，只好将筹码压在4G上以实现咸鱼翻身。

　　作为第四代移动电话通信标准的4G，包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式。严格来说，LTE技术只能算是准4G技术，而非真正的4G，真正的4G应该是LTE Advanced技术。4G技术与3G技术有着继承的关系，它将3G技术与WLAN集成于一体，实现对音频、视频和图像等数据的快速传输，相对3G而言，4G在上下行速率方面实现了成倍的提升，其中TD-LTE制式的上下行速率分别为100Mbps与50Mbps，FDD-LTE制式的上下行速率则分别为150Mbps与40Mbps，更为具体的速率表现同样可参考表1，应该说如此大的上下行理论速率表现，将其应用于车载网络视频监控中，相信会取得颇佳的监控效果。

　　WI-FI是一种可将个人电脑、手持设备(如手机、平板等)进行连接并实现快速传输数据的技术，目前该技术的应用领域相当广泛，一般大城市的图书馆、酒店、咖啡厅、餐厅等场所皆有应用。WI-FI与3G、4G不同，在进行点对点的视频数据传输时，并不需要经历一个中间设备的转发过程，即可在两点之间直接进行数据的传输，而3G与4G在进行数据的传输时皆需要通过基站的转接与收发来实现，但需要说明的是，当WI-FI要通过热点来实现对广域网的连接时，此时其点对点可传输数据的优势便荡然无存了，好在WI-FI在数据传输速度上的优势还在，相对4G最大的上下行速率分别为150Mbps(FDD-LTE制式下)与50Mbps(TD-LTE制式下)而言，WI-FI无线传输的上下行速度均可达到300Mbps，其在速度上的优势相当明显。

　　尺有所短寸有所长

　　4G技术是3G技术的演进版本，二者的实现原理相同。目前而言，尽管4G技术相对3G技术在速度方面占据着绝对优势，“但在车载监控领域中，目前使用最广泛的依然是3G无线技术。” 原北京携远天成技术有限公司产品部总工程师张震曾对媒体如此表示。再者3G技术已发展多年，相关的基站建设更为完善，简单说就是在利用3G进行车载视频数据的传输时，尽管要牺牲一部分监控的画质，但在视频传输的稳定性上相对4G无线传输要更有保障，当然4G技术比3G技术能实现更高质量的画质传输这点是毫无疑问了，而3G在基站建设数量上的优势会随着时间的推移而慢慢消失，因为运营商在不断地加强4G基站建设的同时亦会相应的停止对3G基站的增加，甚至直接将原有的3G基站改建为4G基站了，因此，4G信号的稳定性超过3G只是时间问题了。当下而言，若消费者对车载视频监控的画质并不敏感，只在乎监控的稳定性，那么可以放心选择3G无线技术，而若较注重画质的话，毫无疑问地应该选择4G无线传输了。

　　前段车载监控系统描述

　　与3G、4G无线传输技术基本不受距离影响不同(尽管单个基站有传输距离的限制，但在多基站配合后，全球性的信号覆盖不成问题)。深圳瑞信视讯技术有限公司技术总监蒋海华在谈到WI-FI无线技术的缺点时如此表示，“WI-FI无线技术的缺点是其传输距离较短。”“WI-FI一般民用的传输距离在10-30米左右，工业级的稳定的传输距离在100米左右。” 也因此在运行的车辆上基本不会利用WI-FI来进行实时视频数据的传输，只是当车辆停于车库或者某些有WI-FI热点的情况下自动通过WI-FI连接，再将车载监控设备内的视频数据或者截图进行上传。由于WI-FI的传输距离有限，车辆在行驶的过程中，WI-FI连接往往会不停地切换，如此频繁地切换，势必是无法进行有效的数据传输了。

　　在产品的呈现效果上，成本或许是厂家考虑最多的问题。那中国移动的数据流量套餐可不便宜。有业内人士给记者算了这样一笔账：倘若时时刻刻利用4G无线技术进行视频数据的上传，假设某辆车有2路分辨率为D1的摄像机，每台摄像机的码流为512kbps、帧率为25fps，每天24小时监控，那么每天需要的存储空间约为11GB，然后将这11GB数据通过4G无线上传，其价格之贵是显而易见了。比较而言，WI-FI的成本要相对便宜得多，WI-FI无线网络为自建网络，是一次性投资，可为回到停车场的回站车辆提供无需人工干预的自动车载数据无线上传服务。

　　总而言之，目前的车载监控设备在无线视频数据的传输上，基本已不存在技术上的难题，在3G与4G无线传输技术的普及路上，最大的拦路虎就是价格;网络的覆盖率问题则是3G、4G以及WI-FI这些无线传输技术所要面对的共同难题，4G无线传输技术由于其先天性的技术优势，再加上运营商的大力推广，完全取代3G只是时间问题，而4G同样也要被接下来的5G无线传输技术所替代。

　　车载数字视频录像机应用广泛

　　深圳市锐明视讯技术有限公司王子鸣介绍称：“车载数字视频录像机，也有称作MDVR(移动数字录像系统)。它采用与普通DVR相同的音视频采集及压缩方式，但由于功能应用以及对环境的要求不同，车载DVR有着其特殊的设计要求。从应用环境来说，车载数字视频录像机需要在一个高速运动、剧烈震动、电源不稳定、干扰严重、多尘埃的复杂环境中把现场情况都录制下来并传输。同时，车载数字视频录像机还具有监控、行车状态纪录，及附加娱乐及广告等几大功能，根据应用场合的不同而侧重点不同，包括北斗/GPS卫星定位、无线远程传输(WIFI、3G/4G)等扩展功能。”

　　随着社会对车载数字视频录像机认同度的增加，各种不同层次需求也随之出现。车载数字视频录像机功能越完善，其适用范围就越广，作用也越大，不仅在城市BUS、长途大巴、货运车辆上被广泛应用，而且在火车、船舶、救护车、消防车、执法车、交管车、物资运输车、旅行车、机关专车、校车等领域都有十分重要的用途。

　　车载数字视频录像机将为社会文明发展、社会和谐和人民出行安全起到十分重要的保护作用。在不同的行业应用要求下，车载监控系统也扮演着不同的角色。而所处行业的不同，其关注点也随之变化，系统功能和产品配置都演化出了不同的特色。

　　如：客运行业对车载应用的需求除简单的车载视频监控功能外，还需要无线网络视频监控(以了解车内外实时情况)、GPS卫星定位、车辆调度、车辆语音报站、车辆行驶信息纪录、多媒体娱乐广告播放等功能。公安行业对车载数字视频录像机的主要功能有视频监控、无线网传、云台控制等。交警更关注如何进行违章取证，主要需求有车牌识别、黑名单比对等。城管和运管等行业也有与交警类似的需求。金融行业运钞车辆要求车载数字视频录像机稳定可靠工作，并在发生突发事件时能即时地将视频和报警信息上传到管理中心平台，并可与监控中心平台进行互动。

　　车载监控区域别普通视频硬盘录像机

　　王子鸣表示：“作为车载视频监控设备最重要的功能之一，音视频编解码能力是考量车载数字视频录像机的关键能力之一。在这点上，车载视频录像机与普通视频录像机在本质上并无差别，均选择了主流的视频编解码芯片，采用主流的编解码格式，寻求编码压缩效能与成像清晰度之间最大的和谐。目前普通车载录像机的解码方式大多采用H.264标准。”

　　在录像的使用和获取方式上，普通DVR和车载DVR之间存在较大不同。普通DVR往往应用在固定场所，设备固定放置，不易搬移，可本地显示，又或者是通过固定网络(ADSL)接入监控专网，网内任意观测点均可通过网络访问DVR主机。车载DVR则只能通过3G/4G接入监控专网。故此，车载DVR更关注于对码流的控制，普通DVR更关注于画质的优先。H.264在具有高压缩比的同时还拥有高质量流畅的图像，正因如此，经H.264压缩的视频数据，在网络传输过程中所需要的带宽更少，也更经济。

　　为了满足实时在线传输视频画面，车载设备大多使用3G网络。 与车上惯用的行驶记录仪常用的传输方式2G相比，3G主要在传输声音和数据的速度方面大幅提升，它能够在全球范围内更好地实现无线漫游，并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，它能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps、384kbps以及144kbps的传输速度(此数值根据网络环境会发生变化)。随着4G网络的兴起，车载视频录像设备已开始采用4G作为传输方式，数据传输速度更快，能支撑的数据量更为庞大的高清画面传送。

　　车载数字视频录像机还可以和汽车电子相关功能进行结合，例如汽车行驶数据采集与上传普遍采用CAN总线技术，车载数字视频录像机也应具备CAN总线接入与分析处理功能，通过硬盘记录车辆行驶的相关信息，并对重要数据进行分析和处理。车载数字视频录像机除了需增加硬盘减震加固处理外，还需注意此类项目所使用的电源和普通汽车电源的差别，例如为列车提供的车载设备的电源大多为DC 48V或DC 110V，而普通车载电源为DC 12V或DC 24V。车载DVR作为信息汇聚的前端核心设备，也负担起了车载信息采集和汇聚的职能。能接入多种车载附件，从而提供广泛的信息来源。惯量传感器(图1)是一种测量车辆加速度和车辆环境温度的电子设备。通过对加速度的测量，可以了解车辆在行驶过程中发生撞击、侧翻等状况时，驾驶员是否存在突然加速、急刹车等不良驾驶习惯，分析事故原因;通过内置温度传感器对温度的测量，可以了解车载设备环境温度并触发温度报警。

　　车载监控带来更为便利的使用体验

　　车辆运行监控系统长久以来都是智能公共交通发展的重点领域。在国际上，美国的IVHS、日本的VICS等系统通过在车辆和道路之间建立有效的信息通信，已经实现了智能公共交通的管理和信息服务。而3G/4G等无线技术也在交通运输领域的智能化管理中得到了应用，如在智能公交定位管理和信号优先、营运调度管理、车辆实时状态及环境信息采集等方面取得了一定的应用成效。

　　在科技兴交的大背景下，交通运输行业正在经历前所未有的重大转型。传统的手工调度、半自动调度、纯GPS/BD调度都将逐步更替为智能调度。而基于车联网和基于OBD等大数据挖掘技术的广泛应用不仅可改变车载视频终端的功能和信息化程度，形成新兴产业，同时也将革新交通运输管理和服务方式，为交通运输行业的转型升级发挥重要的支撑作用。

　　在智能交通系统的建设过程中，“高清化”已经成为一种必然的发展趋势。整个视频监控系统已经由“看得见”的视频安保系统，全面转向“看清楚”的高清联网系统，并遵循“建为用，用为战”的原则，开始了“看明白”的智能化、业务化融合应用的系统建设。

　　高清化不单单是某一种单一高清技术的应用，而是从智能交通实际业务应用需求入手，能够适应城市所有掌控面对图像质量高清的需求。整个城市的掌控面，处于复杂多样的应用“生态环境”中，因此高清智能交通系统的建设需要根据各个不同应用场景的不同特点，选择各自合适的高清解决方案，高清化车载录像必然是未来的一种发展方向。

　　由于车载录像数据量很大，而本地存储空间有限，要想完全的备份所有录像，我们必须采用云储存的方式。

　　云存储是在云计算 (Cloud Computing)概念上延伸和发展出来的一个新的概念，是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。简单来说，云存储就是将储存的视频资源放到云上供人存取的一种新兴方案。使用者可以在任何时间、任何地方，通过任何可连网的装置连接到云上以方便地存取数据，其优势体现在如下方面：

　　云存储从短期和长期来看，最大的特点就是可以减少成本。更好的备份本地数据并可以异地处理日常数据：在以往车载终端的存储系统管理中，管理人员需要面对不同的存储设备，不同厂商的设备均有不同的管理界面，使得管理人员要了解每个存储介质的使用状况(容量、负载等)的工作复杂而繁重。而且，在车载震动环境下，传统的存储介质硬盘极易损坏，从而造成数据丢失，而云存储则不会，如果硬盘坏掉，数据会自动迁移到别的硬盘，大大减轻了管理人员的工作负担。

　　伴随着技术的日新月异，车载视频监控系统也在不断地发展着，为管理者带来更为便利的使用体验。再结合行业的特性需求，为用户创造出更为贴心的行业应用。

　　车载监控的今天和明天

　　扒窃案在公交上时有发生、各类交通安全隐患的频频存在，也敦促着车民们提高安防意识，在智能交通飞速发展的今天，车载监控已然担负起安全“把关人”的角色。

　　在长途大巴上，由于长途大巴行驶时间长，距离远，而且上下人员较多，乘客还需要睡觉(夜班车)，犯罪行为时有发生;特别是途中车匪路霸偷盗、抢劫等恶性事件影响很大;而且犯罪人员流窜作案，不容易留下证据;因此长途汽车监控刻不容缓。同样，旅游大巴人员复杂，需要共同相处几天，一些贵重物品丢失时有发生，严重影响旅游公司声誉。公交车由于人流较大，上下班时间，盗窃厉害，一些小偷甚至成为专线上班人员，群众反映很大;其次，公交司乘人员服务水平、态度等也需要记录。

　　为了加强对道路客运特别是长途卧铺客车的安全监管，根据《安全生产法》的有关要求，2011年7月24日交通部会同公安部、安监总局、工信部下发了《关于加强道路运输车辆动态监管工作的通知》，要求卧铺客车必须安装车载视频监控装置。

　　而在2011年7月底，交通运输部副部长在全国交通运输安全生产紧急电视电话会议上，也提出了对卧铺客车的监管新要求，其中要求卧铺客车必须强制安装车载视频装置，由企业随时监控车厢内情况。在国家政策的影响和带动下，车载移动监控行业的潜在需求开始逐步显现。

　　高清化和网络化，720P，1080P或者更高的分辨率的监控产品已经成为了监控市场的主流，而网络化也替代了传统的模拟传输方式，成为了高清化最佳的一个载体。虽然传统车载监控系统还是以模拟监控唱主角，但从去年开始，有部分勇于开拓的厂家开始逐步试点了全新的高清解决方案来解决车载监控行业整体监控效果不佳的局面，像国外的安讯士和国内的苏州科达都很早的进入了高清车载监控领域，华平股份业也开发了用于保险在线理赔的车载网络监控系统。在国内的一些展会上，高清车载监控更好的图像效果引起了参观者的赞叹，颠覆了原先车载监控系统只能看得见，而没法看得清的问题。车载NVR高清IPC的监控方式，是对传统的模拟监控的超越。

　　深圳市慧锐通智能电器股份有限公司监控事业部营销总监黎智慧分析，从当前安防产业的整体发展趋势来看，网络化和智能化是当前网络监控的主要发展方向。性能的稳定、高清的需求、以及移动手机的运用都是监控的一个未来朝向。随着智慧城市的落地，监控也会被广泛的运用到家庭、社会、车载等各个方面，如果把用户的安全感，隐私保护、实用性相结合监控运用将会加大。

　　对于当前的车载DVR设备来说，尽管已经在原有功能的基础上，加进了多媒体，甚至导航等功能，但是相对独立的单机作业模式仍然很大的限制了车载DVR功能的发挥。毕竟相对于一个完整的监控系统，仅有一两个监控点的车载监控实在没有太多单机存储的价值，如果不实现网络引入，进行对外沟通的话，它的吸引力肯定难以让人为之破费。虽然当前无线传输的技术已经有了很大发展，但是不仅作为2.5G的EDGE带宽不够，3G技术目前也只适合于传输4CIF的视频，这也让车载DVR的上网之路在短时间内还是可望而不可即。

　　此外，设备的智能化发展也是车载DVR在未来吸引用户的另一重要方面。由于传统的录像监控系统只是在将数据信息存储后，通过后期的回顾来提取有价值的信息。因而这在工作中无疑是非常被动的。如果将车载DVR赋予更多的智能化功能的话，那么不但自身可以有着更多的自主工作能力。同时，也可以将其有效的纳入整个城市的安防监控体系，在这种情况下。车辆监控的地位将会发生重要的转变。而车载DVR也将会迎来其新的使命。

　　当前车载DVR有着可观的前景，但是在这个美好的前景跟前，却有个不大不小的瓶颈。如果这个瓶颈不突破，那么车载DVR将会束缚在一个很小的市场中举步维艰。而如果能够在智能化和网络化功能的共同作用下，帮助车载监控突破这个瓶颈的限制，那么未来的车载监控将会更多地融入人们的生活。

　　目前平安城市工程建设全面展开，投入力度不断加大;运营商网络的不断完善以及运营商凭借平台和资金的优势介入，都将为车载监控的发展带来新的契机。此外，车载监控系统可以及时了解客运交通实时信息，有望形成属于智能交通系统的分支，在智能交通系统这一庞大的体系中占有相应的地位。"十二五"期间，国家出台了智能交通发展的规划，在智能交通迅速发展的带动下，车载监控将有较大的应用与提升。