车载监控在“两客一危”车辆应用与发展趋势

    从2001年智能交通概念引入，2006年智能交通基础环境建设，到目前2014年7月1日起，交通运输部、公安部、国家安全监管总局下发通知，要求“两客一危”重点营运车辆必须全部纳入企业监控和政府监管平台，国家大力发展和保障人民群众安全的两客一危，也让作为一个真正原创并完全拥有自主核心算法技术的高新技术企业飞瑞斯清晰的知道，百分百的安全保障，是整个客运/危险品运输过程中的重中之重，最大程度的确保行驶的安全，成为了飞瑞斯努力的首要目标。
　　“两客一危”车辆由于其特殊性，在运行过程中涉及到群众的人身安全以及对周围环境的影响，因此成为各地交通部门重点关注的车辆，针对此类车辆，飞瑞斯推出了一套针对“两客一危”车辆智能化管理系统，从前端的硬件设备到后端的系统管理平台，无论是对于危险品运输车辆或是长途客运车辆，都能形成全方位的监控管理，包括客车超载状况、危险品车辆的各种探测报警、驾驶员疲劳检测预警、车载视频监控、北斗卫星定位等等，以确保车辆行车安全。

飞瑞斯推出的两客一危车辆智能监管平台

在目前的两客一危管理系统中，绝大多数的车辆已经安装了车载系统，最常见的应用功能包括3G远程视频监控录像系统、GPS定位管理、智能调度管理、智能报站、车载报警系统等，但这几方面的应用功能过于单一，均属于一种被动式监管，而面对日益复杂社会环境和公交安全规范管理的升级，我们需要一种更智能，更主动的监管方式，来协助管理部门；飞瑞斯从系统层面着手，通过智能视频分析系统的可扩展、可优化、可不断堆叠升级的特性，来提升、增加或完善其相关的应用功能；

在此飞瑞斯提出了几种新的智能应用功能，通过新技术去完善公交系统的合理、高效的管理和保障、规范车辆的安全行驶：
　　（1)车载客流统计系统
　　飞瑞斯推出的车载客流统计系统的主要目的，是实现对上车、下车辆的人数进行实时的自动统计，并能将数据实时发送到后端的系统管理平台进行存储、形成数据报表和数据分析。由此，监控中心能即时了解到每台车辆载客状况，到达的各站点上、下客情况，各站点的繁忙或拥挤程度等信息，通过分析这些客流数据信息等，能带来的好处是包括：
　　以上下车乘客的数据为依据，并结合GPS位置信息，能更合理的安排和调度公交车辆。
　　获取到各个站点的客流数据，能为城市建设规划、相关政府部门等，对于各站点的规划、建设、公交线路配置等，能更加合理和更人性化，让民众出行更便利。
　　车载客流统计系统是利用先进的视频分析技术――头部模式识别，即在车辆的前门、后门的正上方，安装一台摄像机，并利用垂直向下的视角，拍摄人的头顶，并跟踪人头的行进方向，由此判断乘客是上车或是下车。
　　（2)车牌动态抓拍系统应用
　　飞瑞斯自主研发的车牌动态抓拍系统主要是解决社会车辆违规占用公交专用道行驶问题。对于国内的一线城市，在上下班的高峰时期、或节假日等特殊日期，需要对公交专用道或BRT车辆专用道进行管制，禁止社会车辆驶入或占用，由此确保公交车辆的优先、畅通行驶。那么当遇到有社会车辆违规现象，则可以利用公交车车载的实时动态抓拍系统，实现对违规车辆的即时抓拍，并能将抓拍照片传输到后端监控中心，并能自动分析识别车牌号码，并存储违规记录。
　　动态抓拍系统安装于公交车辆上，采用智能视频分析技术，能提供自动抓拍、手动抓拍方式，对整条公交沿线由头至尾进行监督和管制，同时能结合GPS位置信息，记录违规车辆照片的位置信息、时间信息、多张抓拍照片（包含周围景观）。做到违规抓拍有理有据，以便执行后期的违规处罚。
　　（3)乘客人脸抓拍布控系统
　　飞瑞斯研发的乘客人脸抓拍布控系统，主要的应用是为公安机关提供黑/白名单人脸布控应用，系统以车内的视频监控设备为基础，加入人脸动态抓拍的智能分析算法，能对上车乘客进行即时人脸抓拍，将获取到的人脸照片传输到后的端人脸比对平台，实现与黑/白名单库做人脸识别比对，搜索可疑的人脸，并能提示报警。
　　人脸抓拍布控系统采用的是动态人脸抓拍技术和后端人脸比对技术，将实时抓拍的人脸照片，通过检测、分析来提取人脸特征码后，与公安系统的人脸特征库进行比对并搜索出与模板库相似度最高的抓拍照片，并提示相关监控人员。即利用公交车作为载体，能即时的协助民警在每天人员流动较大的公交车上去搜索可疑人员。
　 （4)驾驶员人脸识别身份认证
　　驾驶员人脸识别身份认证主要是为两客一危企业，在行政管理提供一种新的管理手段，即利用人脸作为考勤、出车、上下班等方面的认证手段，准确识别并记录各员工的出勤信息，同时利用人脸识别技术能有效防止代打卡、代驾车等违规情况，确保安全、规范的驾驶行为。
　　（5)疲劳检测系统
　　疲劳检测技术是采用智能视频分析技术，包括了对驾驶员的人脸检测和人眼检测分析，以判定被检测人员的疲劳程度，并根据设定的规则进行疲劳报警和警示。

【示意图】

飞瑞斯研发的疲劳检测系统，主要由疲劳检测专用摄像机和疲劳检测终端主机组成，通过安装在驾驶仪表台上的摄像机直接拍摄驾驶员的脸部，并准确定位驾驶员的眼睛，系统将自动判定和分析人眼的闭合状态和闭合的频率，驾驶员的脸部朝向的判断，同时结合当前车辆行驶的速度，并根据事情设定好的检测逻辑规则，以多种参数为分析依据来判断驾驶员的疲劳状态，例如：当处于某个车速时刻、眼睛闭合时长达到报警值时，或是当驾驶员脸部超过一定时间没有朝向正前（如低头3秒）情况出现，系统将自动发出报警声音，提示驾驶员误操作和疲劳驾驶，当情况严重时，系统还将通过网络将报警信息通知后台监控中心，由人工干预的方式实现对驾驶员进行监督工作。

【流程图】

人性化设计：
　　考虑到大部分驾驶员有带墨镜开车的习惯，而疲劳检测专用摄像机采用的是特殊波长的红外光补光镜头，能有效穿透驾驶员的太阳镜，并不会由于驾驶员戴墨镜而无法使用疲劳检测系统。
　　检测规则的设定：
　　疲劳检测预警，需要参考车辆的当前行驶速度、驾驶员眼睛的闭合程度、驾驶员脸部朝向等多种参数，且可以从实际需要出发自定义设定报警限值，灵活度更高，能根据不同的车辆、不同的行驶路段等设定参数，方便用户使用。

硬件设备是所有相关应用功能实现的基础，没有良好、稳定的硬件系统作为保障，很难确保各项应用功能的正常运作，特别是在车辆上的应用环境相对复杂，如车辆电压的不稳定、高频和低频的震动、线缆和接头的保护、防水防盗防拆等等。当然随着多年技术的积累和发展，以上的各种问题都已经被广大的车载设备生产厂商很好的解决了。
　　但随着车载系统中各种新应用功能逐步投入使用，需要在车辆上配置的设备是越来越多了，例如：视频监控系统需要独立的一台车载DVR；多媒体播放需要独立的多媒体机；车辆上如需增加客流统计系统，则需要增加客流统计主机；如需增加疲劳检测系统，则需增加一台疲劳检测终端主机。同时各种功能直接又需要相互之间的功能联动，因此设备之间相互的连接线越来越多。如此多台设备独立分散的安装，必然存在很多诸多问题，包括电源线及各类信号线连接的安全性、不同厂家设备之间的相互联调、设备管理的难度、安装需要更大的车内空间、需要投入更大的设备成本和维护成本等等。

因此，一体化智能车载设备将是未来车载硬件产品的发展趋势，能将车辆上所需的各种功能高度集成，用单一设备即可完成多种智能化功能，包括：客流分析、疲劳检测系统、身份认证等，同时又配置了常规车载系统中所必须有的视频监控录像系统、GPS系统、报警系统等，设备多种功能高度集成后，其带来的便利性、功能完善性、低成本的优势，都将能很好的满足用户方的需求。
　　车载管理系统平台是对整个后端管理软件的统称，常规来说系统平台还包括了很多个子模块，例如：GPS管理系统、视频监控管理系统、报警模块（包括疲劳报警、其他突发状况报警）、调度管理系统、数据管理存储平台等等，各个子模块功能相互联动、数据通信等，能极大方便的为运输集团用户对于车辆的查询、管理和操作使用。
　　从目前国内省份、城市对于客运车辆的监管机制和监控方式来看，车载监控系统已经不单单仅仅服务于其客运集团本身，作为客运管理的上级部门交管、运管等，同时也需要的对各种客运车辆进行监管和信息查询。但是由于各部门职责不同，需要的查询和了解的数据不一样，查询的终端不一样等，数据接口也不一样。因此管理系统平台的数据处理能力、兼容能力、可扩容能力等均需要有更高的要求。
　　云架构的引入
　　从平台的功能应用可以看出，需要配置更强大的系统平台，因此采用云架构的系统平台将是一个必然的趋势，通过建设统一的云架构管理平台，将所有车辆所产生的视频数据、GPS数据、客流数据、报警数据、车辆管理数据等等，进行统筹管理，由云架构服务器机组作为总体接入的核心，其优势主要包括：
　　快速的应用提供能力――应用支撑平台化，应用系统组件化，应用整合服务化，信息资源体系化。
　　第三方系统集成能力――第三方平台信息交互，数据和业务流程整合。
　　系统资源共享能力――通过对智慧交通所使用的系统资源虚拟化管理，提高资源的利用率，有效合理分配资源，绿色节能，简化管理、平滑扩展。
　　数据统计分析能力――为车载系统中所有关联的数据进行统一分析、融合，监管、以数据中心的方式为各个应用平台服务。
　　统一的硬件/存储/安全管理――系统服务器集中安全控制，高可靠性，海量的数据存储能力，易于扩容；统一管理的可靠性更高，更节能和节约成本，系统组网更简单更合理，网络安全更有保障。
　　可以说，智能化、系统化的技术应用，是解决两客一危问题未来的必然趋势，而技术的不断创新，让更多新的功能投入到了实际应用中；在不久的将来，新的技术将不再是仅限于关注车辆本身，而是在这个基础上，更加关注于事先预防，最大限度的做到将危险遏制在发生前，以及更多的考虑保证广大人民群众便利顺畅出行，又能为政府相关部门对于城市道路规划设计，提供数据基础。