浅谈高速球应用———高速球VS高速公路

    高速公路监控系统对高速球的要求

    常州宏本数码科技有限公司谢春生介绍说，目前高速公路监控系统作为高速公路交通工程机电三大项中比较重要的一项，在高速公路的管理中发挥着越来越重要的作用。随着高速公路管理要求的不断提高，收费管理、数据通信、图像监控已经是现代化高速公路建设中必不可少的一个部分。高速公路监控对系统也更加严格要求，主要体现在下面几个方面：

    1.要求系统整体的稳定性

    设备的低故障率和长时间的良好运行指标越来越受到人们的关注。

    2.要求高的图像质量

    系统要求图像能够清晰可辨，并能适应各种环境和气候条件下工作的使用要求，而且要提高夜间对车辆牌号等监控对象监控图像的清晰可辨度等，这些方面也成为倍受人们关注的重要指标之一。

    3.要求系统具有较好的可维护性能

    采用相对少的系统设备和系统设备的模块化设计，方便系统的替换维护和使用过程中长期维护的投入，对系统要求有可扩展性能，在将来系统升级时有更多的可兼容设备，以最少最合理的代价完成系统升级。

    高速公路的前端摄像机一般为固定点摄像机，匀速球型摄像机和高速球型摄像机等3种，根据监控点的需求有不同的应用。通常收费亭和收费车道需实时定点监控，因此收费亭一般采用小半球摄像机，不仅有利于监视，且不影响环境美观。而收费车道由于监视范围固定，监视范围也有限，宜采用室外枪式固定摄像机。

    而高速球作为高速公路监控系统的构成上的前端摄像机的一类，其点位分布位置一般都是收费站、广场、互通立交或者是道路路面上。美国英飞拓有限公司中国区市场部经理黎志洪经理介绍说，高速球之所以主要应用在收费广场或者是全程沿线监控上，是因为广场和道路监控设备需要采用同一种摄像机，并且要求监视的范围较广。由于没有固定的监视区域，因此必须具备自动聚焦变焦变倍全方位转动功能，安装方式一般采用立杆高挂的形式，通常选用一体化高速全方位摄像机或一体化定位系统。高速全方位摄像机所具有速度和准确性恰是广场监控所需要的。

    鉴于高速公路的特殊性，更多先进技术的融入使前端摄像机——高速球的如下特点正好满足了高速公路的需求：

    1.监控面积大，视角广阔

    如高速球应用于广场，就可以发挥枪机所不具备的优势，节省设备的安装，还有利于整体的美观。

    2.旋转速度快，能够快速捕捉和跟踪图像

    高速球能在巡航定位方面达到高的巡航速度，实现准确的定位功能；可实时获得球型摄像机的方位角信息和驱动球型摄像机到达指定的方位角，这对及时快速跟踪和捕捉监控对象至关重要。

 3.拍摄清晰

    远的可视距离就要求选择光学变焦倍数大的摄像机，摄像机超低照度能够保证夜视效果好，宽动态及具有良好的噪点消除技术保证拍摄图像清晰。在这方面广州瀚祺电子科技占争荣就指出，现在高速公路的前端摄像机部分主要就是超低感应技术，宽动态技术及强光抑制技术，现在厂家对技术也在不断深入的研究，像三星光电子就推出了30倍光学变焦的具有宽动态技术一体化机型，日立推出了35倍光学变焦的一体化机型，说到底，针对不同的使用场合或环境，采用不同的高速球型摄像机，收费站使用具有强光抑制功能的高速球型摄像机，隧道和桥梁使用具有超低感应和宽动态功能的高速球型摄像机，对路面监控来说就要求使用变焦能力强，成像质量高的高速球型等等。只有对监控物体进行清晰的拍摄，其资料才有价值。

    另外，在传输方式上，针对高速球的视频信号与控制信号的传输，随着技术的发展，使用的方式有很大提高。传统高速球的视频信号是采用同轴视频线来传输，控制信号是专用信号线来传输。随着相关技术的不断完善，针对传统传输方式传输距离短，工程施工复杂等不足，分别出现了同轴视控传输、网络传输、光传输和无线传输等的高速球。需要指出的是，无论何种传输方式，在图像获取的前端和显示图像的后端，都需要有相应的编解码、信号合成与分解的装置。这样才可以实现相应的传输功能。

    高速公路视频监控系统中介传输是整个系统至关重要的部分，其信号传输的质量直接影响到图像的质量，关系到高速球功能与质量的发挥。因此传输设备选择尤为重要，高速公路前端监控点覆盖范围广，离监控中心距离长，为满足信号稳定有效地长距离传输、抗环境干扰，必须设计一个完整统一的低损耗传输网络来承载各种信号。光纤及相应设备组成的传输网络具有传输带宽宽、容量大、不受电磁干扰、受外界环境影响小等诸多优点，故深圳市洪迪实业有限公司夏文飞经理介绍说，传输系统采用光端机通过光纤网络传输是最常用最适宜的方式。高速公路视频监控系统需采用光纤传输的是“收费站监控中心至路段监控中心”和“道路路面监控点至收费站监控中心或路段监控中心”。

    收费站至路段监控中心的传输一般会根据实际情况采用编码器或光端机两种方式。编码器为数字编码设备，将收费站输出的模拟图像转换为TCP/IP或E1口信号，上传到高速公路内部网络中。光端机一般采用点对点方式，选择合适路数的数字光端机（数字光端机采用先进的数字编码方式，可有效消除重影、抖动和通道间的串扰，从而可达到更高的视频传输品质），将视频信号转为光信号通过光纤传输到监控中心。

    道路路面监控点到收费站监控中心传输最适合的办法为采用光端机通过光纤传输，高速路面监控点分布间隙远，离中心的距离逐渐延长，离监控中心较远的监控点采用点对点光端机需加中介器或转传的方式实现，这样不仅浪费了光纤数量，且图像质量也会受到损耗。GF级联式光端机传输系统刚好弥补了点对点光端机的缺陷，用于传输高速公路路面监控点是再适合不过了。以下着重介绍一下级联光端机的一些特征和性能。级联式光端机不仅大大的节省了光纤数量，而且还节省了光端机数量。

    GF级联（又称节点式）光端机系统以光端机作为级联链路中的基本模块，结合电级联技术和CWDM光级联技术而组成，在一芯单模光纤上实现多达128个传输区间的128路视频、多路数据、音频的级联传输。

该系统是光纤视频、音频、数据传输系统的一种高可靠性、高性价比、极为先进的传输方式，作为一种先进的光纤数字视频、音频、数据传输系统，它能充分利用光纤的带宽资源，简化系统网络结构，提高光纤网络的使用效率。与传统光纤传输网络相比，在网络稳定性，系统性价比等方面，它都具有明显的优势。特别适合高速公路的工程应用。GF电级联系列光端机的每个级联点可完成视频/音频/数据等信号的插入，既可单路插入，也可多路插入。单纤单波长最多允许设置16个电插入点（每个插入点插入1路视频的情况）。16个单路视频电插入可以聚合成一个16路视频的单纤单波长传输系统。GF光级联系列光端机利用数字光纤传输系统容量大的特点，充分利用光纤的带宽资源，大规模的采用密集波分复用器，同电级联光端机结合，通过不同波长光波的复用和分用，能在一芯光纤上实现最多128个区间的128路视频、多路音频、多路数据光级联传输，传输距离可达百公里以上。区间数量可以任意选择，区间内的视频、音频、数据传输数量也可任意选择，如一个区间插入8路视频，一个波分最多可传输16路视频，则两个区间可共用一个波长，采用8个波长则可达到16个区间共128路视频的传输。