隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市人口的快速增長,很多大中城市面臨著城市人口和車輛增長帶來的交通擁擠問題。而要適應(yīng)并促進(jìn)城市的快速發(fā)展,就必須要解決好城市內(nèi)主要路段和路口的交通阻塞和擁擠狀況,盡量減少事故發(fā)生和違章現(xiàn)象。事實(shí)證明,在加強(qiáng)城市交通規(guī)劃和城市道路基礎(chǔ)建設(shè)的同時(shí),引進(jìn)先進(jìn)的通信技術(shù)、監(jiān)控理念和控制技術(shù),對交通進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的控制和疏導(dǎo)才是解決城市交通的擁擠問題的關(guān)鍵和有效途徑。這個(gè)解決問題的關(guān)鍵,就是建立一個(gè)現(xiàn)代化,智能化的交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)。在城市交通控制系統(tǒng)中,光端機(jī)發(fā)揮了非常重要的作用,本文將介紹光端機(jī)在城市道路交通監(jiān)控中的應(yīng)用。
城市交通監(jiān)控系統(tǒng)一般由視頻采集系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)三部分組成。他按照所完成的功能又分為視頻監(jiān)控系統(tǒng)、信號燈控制系統(tǒng)、電子警察系統(tǒng)、視頻檢測等子系統(tǒng),其主要完成如下功能:
• 實(shí)時(shí)監(jiān)視各路口畫面,便于統(tǒng)一指揮、調(diào)度
• 進(jìn)行車流量、交通狀況的檢測
• 對路口場景進(jìn)行長時(shí)間錄像,以便處理和存檔
• 通過紅綠燈信號的控制,調(diào)節(jié)交通流量,有效緩解交通擁堵
• 可根據(jù)需要,在一些路口設(shè)置電子警察
• 有效檢測交通行為,為打擊車輛違章行為提供保障
• 及時(shí)發(fā)現(xiàn)、協(xié)助處理社會治安事件,維護(hù)社會安定團(tuán)結(jié)
從城市交通監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)組成來看,要完成上述功能,就需要系統(tǒng)各組成部分能夠獨(dú)立完成各自的功能,并能緊密配合:視頻采集系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)監(jiān)測各路口的場景,其中包括模擬視頻信號和電子警察采集的圖片信息,采集到的視頻信息通過網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心,監(jiān)控中心的控制系統(tǒng)可以及時(shí)了解到前端的情況,并對視頻信息進(jìn)行保存、錄像等處理;同時(shí),監(jiān)控中心的控制系統(tǒng)也要根據(jù)需要對前端的攝像機(jī)、信號燈、電子警察等進(jìn)行控制,由監(jiān)控中心的控制系統(tǒng)對前端的各種設(shè)備發(fā)出不同的控制信號,再通過網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)發(fā)往前端各種設(shè)備,從而完成控制。
在上述的過程當(dāng)中,系統(tǒng)各部分都起到相當(dāng)重要的作用,而考慮到各部分所完成的功能,你就會發(fā)現(xiàn),不論是視頻監(jiān)控系統(tǒng)、信號燈控制系統(tǒng),還是電子警察系統(tǒng),他們都在共用同一個(gè)部分,那就是網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)。在光纖通信發(fā)展成熟的今天,光端機(jī)已成為網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)的首選。在視頻采集和中心控制系統(tǒng)中,他們都采用了不同的設(shè)備來完成不同的功能,前端采用攝像機(jī)、信號燈,中心則用矩陣和硬盤錄像機(jī)處理視頻信息,用信號燈控制軟件、電子警察軟件等進(jìn)行控制。而前端與監(jiān)控中心之間通信及信號傳遞的重任就落在了光端機(jī)上,仔細(xì)分析一下整個(gè)系統(tǒng)的功能,就知道系統(tǒng)需要傳輸哪些信號:
• 監(jiān)控?cái)z像機(jī)的視頻信號
• 控制攝像機(jī)的控制信號
• 信號燈聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)信號
• 電子警察聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)信號
這些信號類型各不相同,有模擬信號,也有數(shù)據(jù)信號,有低速的串行數(shù)據(jù),也有高速的以太網(wǎng)數(shù)據(jù),如此復(fù)雜多樣的信號,在網(wǎng)絡(luò)傳輸方面給我們帶來了很大的麻煩。要傳輸這些信號,傳統(tǒng)方法需要用不同的設(shè)備分開傳輸不同類型的信號,需要投入更多的設(shè)備,鋪設(shè)更多的線路等等,從而增加系統(tǒng)建設(shè)的投資和復(fù)雜程度。而在光纖系統(tǒng)發(fā)展成熟的今天,光端機(jī)可以獨(dú)立擔(dān)起這一重任。
從傳輸方式上光端機(jī)可分為模擬光端機(jī)和數(shù)字光端機(jī),不論哪種類型的光端機(jī)實(shí)質(zhì)都是將所傳輸?shù)膱D像、語音或數(shù)據(jù)信號進(jìn)行電光、光電轉(zhuǎn)換,光端機(jī)實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)電信號到光信號、光信號到電信號轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換的目的就是為了讓各種信號在光纖中傳輸。光纖的傳輸優(yōu)點(diǎn)有:首先它衰減小,目前光端機(jī)可以將圖像、數(shù)據(jù)以及語音信號無中繼傳輸 100公里以上。 其次它抗干擾能力強(qiáng),對于雷擊,電磁輻射它不受影響,這些是銅軸電纜傳輸和雙絞線傳輸所不具備的。光纖還具有傳輸容量大的特點(diǎn),光端機(jī)不僅能實(shí)現(xiàn)在一根光纖上傳輸圖像、語音以及數(shù)據(jù)的功能,同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)傳輸電話、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信號的功能,可以說幾乎涵蓋了所有監(jiān)控領(lǐng)域所需要的功能。
光端機(jī)的功能非常強(qiáng)大,所能傳輸?shù)男盘栴愋鸵卜浅V?,因此在不同的情況下,也會要選擇不同類型的光端機(jī)。在選擇光端機(jī)的型號時(shí),我們要考慮以下幾點(diǎn):
1.基于何種系統(tǒng)的光纖網(wǎng)絡(luò)?
如果是在原來的網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行擴(kuò)容,則最好還是選用同樣的光纖,除非這樣做無法實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能。如果是一個(gè)全新的工程,則最好采用單模光纖。 在傳統(tǒng)的觀念中,大家總認(rèn)為在較短距離 ( 5Km以內(nèi))多模系統(tǒng)的造價(jià)要低于單模。實(shí)質(zhì)上隨著光纖的不斷普及和設(shè)備價(jià)格的下降,多模光端機(jī)價(jià)格的優(yōu)勢早已不存在。從傳輸距離和效果上多模設(shè)備均不及單模,所以目前來說單模光端機(jī)的性價(jià)比要高于多模光端機(jī)。
2.選用基于哪種技術(shù)的光端機(jī)?
從技術(shù)的角度上來說數(shù)字光端機(jī)肯定要優(yōu)于模擬光端機(jī)。但在實(shí)際應(yīng)用中要具體情況具體分析。模擬光端機(jī)實(shí)現(xiàn)的方式要簡單些,系統(tǒng)造價(jià)相對便宜些。同時(shí)模擬光端機(jī)在 只傳輸一路或兩路視頻信號時(shí)能夠傳輸?shù)捷^遠(yuǎn)的距離且獲得比較好的信號質(zhì)量,但如果是傳輸多路視頻信號,其傳輸距離和信號質(zhì)量都有較大幅度的下降。 數(shù)字光端機(jī)相對比較復(fù)雜,技術(shù)含量較高,價(jià)格比較昂貴,但是 能比較容易實(shí)現(xiàn)多通道、多種信號的混合傳輸 。所以在選擇一路和二路圖像監(jiān)控光端機(jī)時(shí)模擬光端機(jī)的性價(jià)比優(yōu)于數(shù)字光端機(jī),在四路和四路以上的圖像監(jiān)控光端機(jī)系列中,數(shù)字光端機(jī)的性價(jià)比又優(yōu)于模擬光端機(jī)。
3. 光纖系統(tǒng)是要傳輸視頻?音頻?數(shù)據(jù)?還是這些信號的組合?
光端機(jī)根據(jù)傳輸光信號又可分為數(shù)據(jù) (Data-RS232/RS422/RS485/ Manchester/ TTL/Biphase/ Contact closure)光端機(jī)、視頻(Video)光端機(jī)、音頻(Audio)光端機(jī)、視頻/數(shù)據(jù)光端機(jī)、視頻/音頻光端機(jī)、視頻/數(shù)據(jù)/音頻光端機(jī)以及多路復(fù)用光端機(jī)。同時(shí)還要考慮傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是單向的還是雙向的。
下面我們通過浙江省某城市道路監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際案例,簡單介紹一下城市交通監(jiān)控系統(tǒng)中光端機(jī)的使用情況。
這是一個(gè)大型交通監(jiān)控系統(tǒng),前端包含有固定攝像機(jī) 270余個(gè),快速一體化球機(jī)60個(gè),300多路視頻圖像以及路口的信號燈控制線、電子警察數(shù)據(jù)線一并接入城市各交通路口的70余個(gè)信號機(jī)箱內(nèi),并且在每個(gè)信號機(jī)箱里都安裝一個(gè)或多個(gè)光端機(jī),以便將各路口的視頻圖像以及電子警察拍到的圖片通過光纖傳輸?shù)奖O(jiān)控中心??刂浦行牟捎么笮途仃噷?shí)現(xiàn)視頻的控制,將圖像切換到監(jiān)視屏幕墻,并用硬盤錄像機(jī)將所有圖像錄像保存。同時(shí),中心的矩陣主機(jī)對球機(jī)發(fā)出的控制信號、信號燈控制軟件與電子警察軟件的數(shù)據(jù)信號也通過光端機(jī)傳輸?shù)角岸烁髀房?,以控制球機(jī)的角度、遠(yuǎn)近、光圈,信號燈的時(shí)間以及設(shè)置電子警察,從而可以更好的統(tǒng)計(jì)和調(diào)節(jié)交通流量,有效緩解交通擁堵。由于前端的各信號機(jī)箱所連接的前端設(shè)備不盡相同,需要傳輸?shù)男盘栆哺鞑幌嗤?,也就需要各種不同型號的光端機(jī)。(如圖1)
在這個(gè)系統(tǒng)中,我們采用了美國 Infinova(英飛拓)有限公司(前身為美國NTK(洛泰克)公司)推出的Infinova品牌數(shù)字光端機(jī),其優(yōu)秀的電路設(shè)計(jì)和高質(zhì)量的元器件使其具有足夠大的光學(xué)鏈損和動態(tài)范圍。我們可以根據(jù)前端的實(shí)際情況采用不同型號的光端機(jī):有些路口只有監(jiān)控圖像,沒有其他設(shè)備,我們采用純視頻光端機(jī);有些不僅有固定攝像機(jī)還有一體化球機(jī),我們采用視頻加反向422控制信號光端機(jī);也有前端有電子警察或者信號燈,我們采用視頻加數(shù)據(jù)232控制信號光端機(jī);還有些有計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng),我們需要采用以太網(wǎng)數(shù)據(jù)光端機(jī);更有光端機(jī)可以將以上所有數(shù)據(jù)類型一并傳輸?shù)?。不管傳輸何種數(shù)據(jù),它都具有實(shí)時(shí)的狀態(tài)指示,便于我們發(fā)現(xiàn)和解決問題。同時(shí),我們在選擇光端機(jī)的時(shí)候還預(yù)留了一些視頻和數(shù)據(jù)通道,以便于以后系統(tǒng)的整體擴(kuò)容以及各城市系統(tǒng)之間的聯(lián)網(wǎng)。
由以上案例我們不難看出,光端機(jī)在交通監(jiān)控系統(tǒng)中起到了不可或缺的作用,同時(shí)根據(jù)不同的信號類型選擇不同的光端機(jī)也是至關(guān)重要的,它可以幫助我們更加有效的實(shí)時(shí)監(jiān)控和解決交通問題。
世紀(jì)之初,隨著城市交通、道路建設(shè)的高速發(fā)展以及光纖通信技術(shù)的日趨成熟,我們相信光端機(jī)在城市交通監(jiān)控中的發(fā)展前景將更為廣闊。