淺談高速球應(yīng)用———高速球VS高速公路

    高速公路監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)高速球的要求

    常州宏本數(shù)碼科技有限公司謝春生介紹說(shuō)，目前高速公路監(jiān)控系統(tǒng)作為高速公路交通工程機(jī)電三大項(xiàng)中比較重要的一項(xiàng)，在高速公路的管理中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。隨著高速公路管理要求的不斷提高，收費(fèi)管理、數(shù)據(jù)通信、圖像監(jiān)控已經(jīng)是現(xiàn)代化高速公路建設(shè)中必不可少的一個(gè)部分。高速公路監(jiān)控對(duì)系統(tǒng)也更加嚴(yán)格要求，主要體現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：

    1.要求系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性

    設(shè)備的低故障率和長(zhǎng)時(shí)間的良好運(yùn)行指標(biāo)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。

    2.要求高的圖像質(zhì)量

    系統(tǒng)要求圖像能夠清晰可辨，并能適應(yīng)各種環(huán)境和氣候條件下工作的使用要求，而且要提高夜間對(duì)車輛牌號(hào)等監(jiān)控對(duì)象監(jiān)控圖像的清晰可辨度等，這些方面也成為倍受人們關(guān)注的重要指標(biāo)之一。

    3.要求系統(tǒng)具有較好的可維護(hù)性能

    采用相對(duì)少的系統(tǒng)設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)備的模塊化設(shè)計(jì)，方便系統(tǒng)的替換維護(hù)和使用過程中長(zhǎng)期維護(hù)的投入，對(duì)系統(tǒng)要求有可擴(kuò)展性能，在將來(lái)系統(tǒng)升級(jí)時(shí)有更多的可兼容設(shè)備，以最少最合理的代價(jià)完成系統(tǒng)升級(jí)。

    高速公路的前端攝像機(jī)一般為固定點(diǎn)攝像機(jī)，勻速球型攝像機(jī)和高速球型攝像機(jī)等3種，根據(jù)監(jiān)控點(diǎn)的需求有不同的應(yīng)用。通常收費(fèi)亭和收費(fèi)車道需實(shí)時(shí)定點(diǎn)監(jiān)控，因此收費(fèi)亭一般采用小半球攝像機(jī)，不僅有利于監(jiān)視，且不影響環(huán)境美觀。而收費(fèi)車道由于監(jiān)視范圍固定，監(jiān)視范圍也有限，宜采用室外槍式固定攝像機(jī)。

    而高速球作為高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成上的前端攝像機(jī)的一類，其點(diǎn)位分布位置一般都是收費(fèi)站、廣場(chǎng)、互通立交或者是道路路面上。美國(guó)英飛拓有限公司中國(guó)區(qū)市場(chǎng)部經(jīng)理黎志洪經(jīng)理介紹說(shuō)，高速球之所以主要應(yīng)用在收費(fèi)廣場(chǎng)或者是全程沿線監(jiān)控上，是因?yàn)閺V場(chǎng)和道路監(jiān)控設(shè)備需要采用同一種攝像機(jī)，并且要求監(jiān)視的范圍較廣。由于沒有固定的監(jiān)視區(qū)域，因此必須具備自動(dòng)聚焦變焦變倍全方位轉(zhuǎn)動(dòng)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(jī)或一體化定位系統(tǒng)。高速全方位攝像機(jī)所具有速度和準(zhǔn)確性恰是廣場(chǎng)監(jiān)控所需要的。

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

    1.監(jiān)控面積大，視角廣闊

    如高速球應(yīng)用于廣場(chǎng)，就可以發(fā)揮槍機(jī)所不具備的優(yōu)勢(shì)，節(jié)省設(shè)備的安裝，還有利于整體的美觀。

    2.旋轉(zhuǎn)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(dá)到高的巡航速度，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的定位功能；可實(shí)時(shí)獲得球型攝像機(jī)的方位角信息和驅(qū)動(dòng)球型攝像機(jī)到達(dá)指定的方位角，這對(duì)及時(shí)快速跟蹤和捕捉監(jiān)控對(duì)象至關(guān)重要。

 3.拍攝清晰

    遠(yuǎn)的可視距離就要求選擇光學(xué)變焦倍數(shù)大的攝像機(jī)，攝像機(jī)超低照度能夠保證夜視效果好，寬動(dòng)態(tài)及具有良好的噪點(diǎn)消除技術(shù)保證拍攝圖像清晰。在這方面廣州瀚祺電子科技占爭(zhēng)榮就指出，現(xiàn)在高速公路的前端攝像機(jī)部分主要就是超低感應(yīng)技術(shù)，寬動(dòng)態(tài)技術(shù)及強(qiáng)光抑制技術(shù)，現(xiàn)在廠家對(duì)技術(shù)也在不斷深入的研究，像三星光電子就推出了30倍光學(xué)變焦的具有寬動(dòng)態(tài)技術(shù)一體化機(jī)型，日立推出了35倍光學(xué)變焦的一體化機(jī)型，說(shuō)到底，針對(duì)不同的使用場(chǎng)合或環(huán)境，采用不同的高速球型攝像機(jī)，收費(fèi)站使用具有強(qiáng)光抑制功能的高速球型攝像機(jī)，隧道和橋梁使用具有超低感應(yīng)和寬動(dòng)態(tài)功能的高速球型攝像機(jī)，對(duì)路面監(jiān)控來(lái)說(shuō)就要求使用變焦能力強(qiáng)，成像質(zhì)量高的高速球型等等。只有對(duì)監(jiān)控物體進(jìn)行清晰的拍攝，其資料才有價(jià)值。

    另外，在傳輸方式上，針對(duì)高速球的視頻信號(hào)與控制信號(hào)的傳輸，隨著技術(shù)的發(fā)展，使用的方式有很大提高。傳統(tǒng)高速球的視頻信號(hào)是采用同軸視頻線來(lái)傳輸，控制信號(hào)是專用信號(hào)線來(lái)傳輸。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷完善，針對(duì)傳統(tǒng)傳輸方式傳輸距離短，工程施工復(fù)雜等不足，分別出現(xiàn)了同軸視控傳輸、網(wǎng)絡(luò)傳輸、光傳輸和無(wú)線傳輸?shù)鹊母咚偾颉Ｐ枰�指出的是，無(wú)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(yīng)的編解碼、信號(hào)合成與分解的裝置。這樣才可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的傳輸功能。

    高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)中介傳輸是整個(gè)系統(tǒng)至關(guān)重要的部分，其信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量直接影響到圖像的質(zhì)量，關(guān)系到高速球功能與質(zhì)量的發(fā)揮。因此傳輸設(shè)備選擇尤為重要，高速公路前端監(jiān)控點(diǎn)覆蓋范圍廣，離監(jiān)控中心距離長(zhǎng)，為滿足信號(hào)穩(wěn)定有效地長(zhǎng)距離傳輸、抗環(huán)境干擾，必須設(shè)計(jì)一個(gè)完整統(tǒng)一的低損耗傳輸網(wǎng)絡(luò)來(lái)承載各種信號(hào)。光纖及相應(yīng)設(shè)備組成的傳輸網(wǎng)絡(luò)具有傳輸帶寬寬、容量大、不受電磁干擾、受外界環(huán)境影響小等諸多優(yōu)點(diǎn)，故深圳市洪迪實(shí)業(yè)有限公司夏文飛經(jīng)理介紹說(shuō)，傳輸系統(tǒng)采用光端機(jī)通過光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸是最常用最適宜的方式。高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)需采用光纖傳輸?shù)氖恰笆召M(fèi)站監(jiān)控中心至路段監(jiān)控中心”和“道路路面監(jiān)控點(diǎn)至收費(fèi)站監(jiān)控中心或路段監(jiān)控中心”。

    收費(fèi)站至路段監(jiān)控中心的傳輸一般會(huì)根據(jù)實(shí)際情況采用編碼器或光端機(jī)兩種方式。編碼器為數(shù)字編碼設(shè)備，將收費(fèi)站輸出的模擬圖像轉(zhuǎn)換為TCP/IP或E1口信號(hào)，上傳到高速公路內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中。光端機(jī)一般采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式，選擇合適路數(shù)的數(shù)字光端機(jī)（數(shù)字光端機(jī)采用先進(jìn)的數(shù)字編碼方式，可有效消除重影、抖動(dòng)和通道間的串?dāng)_，從而可達(dá)到更高的視頻傳輸品質(zhì)），將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)為光信號(hào)通過光纖傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。

    道路路面監(jiān)控點(diǎn)到收費(fèi)站監(jiān)控中心傳輸最適合的辦法為采用光端機(jī)通過光纖傳輸，高速路面監(jiān)控點(diǎn)分布間隙遠(yuǎn)，離中心的距離逐漸延長(zhǎng)，離監(jiān)控中心較遠(yuǎn)的監(jiān)控點(diǎn)采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光端機(jī)需加中介器或轉(zhuǎn)傳的方式實(shí)現(xiàn)，這樣不僅浪費(fèi)了光纖數(shù)量，且圖像質(zhì)量也會(huì)受到損耗。GF級(jí)聯(lián)式光端機(jī)傳輸系統(tǒng)剛好彌補(bǔ)了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光端機(jī)的缺陷，用于傳輸高速公路路面監(jiān)控點(diǎn)是再適合不過了。以下著重介紹一下級(jí)聯(lián)光端機(jī)的一些特征和性能。級(jí)聯(lián)式光端機(jī)不僅大大的節(jié)省了光纖數(shù)量，而且還節(jié)省了光端機(jī)數(shù)量。

    GF級(jí)聯(lián)（又稱節(jié)點(diǎn)式）光端機(jī)系統(tǒng)以光端機(jī)作為級(jí)聯(lián)鏈路中的基本模塊，結(jié)合電級(jí)聯(lián)技術(shù)和CWDM光級(jí)聯(lián)技術(shù)而組成，在一芯單模光纖上實(shí)現(xiàn)多達(dá)128個(gè)傳輸區(qū)間的128路視頻、多路數(shù)據(jù)、音頻的級(jí)聯(lián)傳輸。

該系統(tǒng)是光纖視頻、音頻、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的一種高可靠性、高性價(jià)比、極為先進(jìn)的傳輸方式，作為一種先進(jìn)的光纖數(shù)字視頻、音頻、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，它能充分利用光纖的帶寬資源，簡(jiǎn)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高光纖網(wǎng)絡(luò)的使用效率。與傳統(tǒng)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)相比，在網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性，系統(tǒng)性價(jià)比等方面，它都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。特別適合高速公路的工程應(yīng)用。GF電級(jí)聯(lián)系列光端機(jī)的每個(gè)級(jí)聯(lián)點(diǎn)可完成視頻/音頻/數(shù)據(jù)等信號(hào)的插入，既可單路插入，也可多路插入。單纖單波長(zhǎng)最多允許設(shè)置16個(gè)電插入點(diǎn)（每個(gè)插入點(diǎn)插入1路視頻的情況）。16個(gè)單路視頻電插入可以聚合成一個(gè)16路視頻的單纖單波長(zhǎng)傳輸系統(tǒng)。GF光級(jí)聯(lián)系列光端機(jī)利用數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)容量大的特點(diǎn)，充分利用光纖的帶寬資源，大規(guī)模的采用密集波分復(fù)用器，同電級(jí)聯(lián)光端機(jī)結(jié)合，通過不同波長(zhǎng)光波的復(fù)用和分用，能在一芯光纖上實(shí)現(xiàn)最多128個(gè)區(qū)間的128路視頻、多路音頻、多路數(shù)據(jù)光級(jí)聯(lián)傳輸，傳輸距離可達(dá)百公里以上。區(qū)間數(shù)量可以任意選擇，區(qū)間內(nèi)的視頻、音頻、數(shù)據(jù)傳輸數(shù)量也可任意選擇，如一個(gè)區(qū)間插入8路視頻，一個(gè)波分最多可傳輸16路視頻，則兩個(gè)區(qū)間可共用一個(gè)波長(zhǎng)，采用8個(gè)波長(zhǎng)則可達(dá)到16個(gè)區(qū)間共128路視頻的傳輸。