高速公路監控系統對高速球的要求

    常州宏本數碼科技有限公司謝春生介紹說，目前高速公路監控系統作為高速公路交通工程機電三大項中比較重要的一項，在高速公路的管理中發揮著越來越重要的作用。隨著高速公路管理要求的不斷提高，收費管理、數據通信、圖像監控已經是現代化高速公路建設中必不可少的一個部分。高速公路監控對系統也更加嚴格要求，主要體現在下面幾個方面：

    1.要求系統整體的穩定性

    設備的低故障率和長時間的良好運行指標越來越受到人們的關注。

    2.要求高的圖像質量

    系統要求圖像能夠清晰可辨，并能適應各種環境和氣候條件下工作的使用要求，而且要提高夜間對車輛牌號等監控對象監控圖像的清晰可辨度等，這些方面也成為倍受人們關注的重要指標之一。

    3.要求系統具有較好的可維護性能

    采用相對少的系統設備和系統設備的模塊化設計，方便系統的替換維護和使用過程中長期維護的投入，對系統要求有可擴展性能，在將來系統升級時有更多的可兼容設備，以最少最合理的代價完成系統升級。

    高速公路的前端攝像機一般為固定點攝像機，勻速球型攝像機和高速球型攝像機等3種，根據監控點的需求有不同的應用。通常收費亭和收費車道需實時定點監控，因此收費亭一般采用小半球攝像機，不僅有利于監視，且不影響環境美觀。而收費車道由于監視范圍固定，監視范圍也有限，宜采用室外槍式固定攝像機。

    而高速球作為高速公路監控系統的構成上的前端攝像機的一類，其點位分布位置一般都是收費站、廣場、互通立交或者是道路路面上。美國英飛拓有限公司中國區市場部經理黎志洪經理介紹說，高速球之所以主要應用在收費廣場或者是全程沿線監控上，是因為廣場和道路監控設備需要采用同一種攝像機，并且要求監視的范圍較廣。由于沒有固定的監視區域，因此必須具備自動聚焦變焦變倍全方位轉動功能，安裝方式一般采用立桿高掛的形式，通常選用一體化高速全方位攝像機或一體化定位系統。高速全方位攝像機所具有速度和準確性恰是廣場監控所需要的。

    鑒于高速公路的特殊性，更多先進技術的融入使前端攝像機——高速球的如下特點正好滿足了高速公路的需求：

    1.監控面積大，視角廣闊

    如高速球應用于廣場，就可以發揮槍機所不具備的優勢，節省設備的安裝，還有利于整體的美觀。

    2.旋轉速度快，能夠快速捕捉和跟蹤圖像

    高速球能在巡航定位方面達到高的巡航速度，實現準確的定位功能；可實時獲得球型攝像機的方位角信息和驅動球型攝像機到達指定的方位角，這對及時快速跟蹤和捕捉監控對象至關重要。

 3.拍攝清晰

    遠的可視距離就要求選擇光學變焦倍數大的攝像機，攝像機超低照度能夠保證夜視效果好，寬動態及具有良好的噪點消除技術保證拍攝圖像清晰。在這方面廣州瀚祺電子科技占爭榮就指出，現在高速公路的前端攝像機部分主要就是超低感應技術，寬動態技術及強光抑制技術，現在廠家對技術也在不斷深入的研究，像三星光電子就推出了30倍光學變焦的具有寬動態技術一體化機型，日立推出了35倍光學變焦的一體化機型，說到底，針對不同的使用場合或環境，采用不同的高速球型攝像機，收費站使用具有強光抑制功能的高速球型攝像機，隧道和橋梁使用具有超低感應和寬動態功能的高速球型攝像機，對路面監控來說就要求使用變焦能力強，成像質量高的高速球型等等。只有對監控物體進行清晰的拍攝，其資料才有價值。

    另外，在傳輸方式上，針對高速球的視頻信號與控制信號的傳輸，隨著技術的發展，使用的方式有很大提高。傳統高速球的視頻信號是采用同軸視頻線來傳輸，控制信號是專用信號線來傳輸。隨著相關技術的不斷完善，針對傳統傳輸方式傳輸距離短，工程施工復雜等不足，分別出現了同軸視控傳輸、網絡傳輸、光傳輸和無線傳輸等的高速球。需要指出的是，無論何種傳輸方式，在圖像獲取的前端和顯示圖像的后端，都需要有相應的編解碼、信號合成與分解的裝置。這樣才可以實現相應的傳輸功能。

    高速公路視頻監控系統中介傳輸是整個系統至關重要的部分，其信號傳輸的質量直接影響到圖像的質量，關系到高速球功能與質量的發揮。因此傳輸設備選擇尤為重要，高速公路前端監控點覆蓋范圍廣，離監控中心距離長，為滿足信號穩定有效地長距離傳輸、抗環境干擾，必須設計一個完整統一的低損耗傳輸網絡來承載各種信號。光纖及相應設備組成的傳輸網絡具有傳輸帶寬寬、容量大、不受電磁干擾、受外界環境影響小等諸多優點，故深圳市洪迪實業有限公司夏文飛經理介紹說，傳輸系統采用光端機通過光纖網絡傳輸是最常用最適宜的方式。高速公路視頻監控系統需采用光纖傳輸的是“收費站監控中心至路段監控中心”和“道路路面監控點至收費站監控中心或路段監控中心”。

    收費站至路段監控中心的傳輸一般會根據實際情況采用編碼器或光端機兩種方式。編碼器為數字編碼設備，將收費站輸出的模擬圖像轉換為TCP/IP或E1口信號，上傳到高速公路內部網絡中。光端機一般采用點對點方式，選擇合適路數的數字光端機（數字光端機采用先進的數字編碼方式，可有效消除重影、抖動和通道間的串擾，從而可達到更高的視頻傳輸品質），將視頻信號轉為光信號通過光纖傳輸到監控中心。

    道路路面監控點到收費站監控中心傳輸最適合的辦法為采用光端機通過光纖傳輸，高速路面監控點分布間隙遠，離中心的距離逐漸延長，離監控中心較遠的監控點采用點對點光端機需加中介器或轉傳的方式實現，這樣不僅浪費了光纖數量，且圖像質量也會受到損耗。GF級聯式光端機傳輸系統剛好彌補了點對點光端機的缺陷，用于傳輸高速公路路面監控點是再適合不過了。以下著重介紹一下級聯光端機的一些特征和性能。級聯式光端機不僅大大的節省了光纖數量，而且還節省了光端機數量。

    GF級聯（又稱節點式）光端機系統以光端機作為級聯鏈路中的基本模塊，結合電級聯技術和CWDM光級聯技術而組成，在一芯單模光纖上實現多達128個傳輸區間的128路視頻、多路數據、音頻的級聯傳輸。

該系統是光纖視頻、音頻、數據傳輸系統的一種高可靠性、高性價比、極為先進的傳輸方式，作為一種先進的光纖數字視頻、音頻、數據傳輸系統，它能充分利用光纖的帶寬資源，簡化系統網絡結構，提高光纖網絡的使用效率。與傳統光纖傳輸網絡相比，在網絡穩定性，系統性價比等方面，它都具有明顯的優勢。特別適合高速公路的工程應用。GF電級聯系列光端機的每個級聯點可完成視頻/音頻/數據等信號的插入，既可單路插入，也可多路插入。單纖單波長最多允許設置16個電插入點（每個插入點插入1路視頻的情況）。16個單路視頻電插入可以聚合成一個16路視頻的單纖單波長傳輸系統。GF光級聯系列光端機利用數字光纖傳輸系統容量大的特點，充分利用光纖的帶寬資源，大規模的采用密集波分復用器，同電級聯光端機結合，通過不同波長光波的復用和分用，能在一芯光纖上實現最多128個區間的128路視頻、多路音頻、多路數據光級聯傳輸，傳輸距離可達百公里以上。區間數量可以任意選擇，區間內的視頻、音頻、數據傳輸數量也可任意選擇，如一個區間插入8路視頻，一個波分最多可傳輸16路視頻，則兩個區間可共用一個波長，采用8個波長則可達到16個區間共128路視頻的傳輸。