
2009年07月01日 23:54深圳市江誠興電子有限公司點擊量:3273
目前廣東省區域聯網收費系統已經運行有一年多的時間了,根據省政府精神,全省聯網體系將由目前的6個區域合并成3個區域,即深圳區域、廣州區域和珠三角區域。在聯網收費體系中,采用*的現代化電子設備,其中包括通信系統、監控系統、計算機網絡系統、對講及監聽系統、電源系統、防雷系統等綜合系統,為目前高速公路運營的安全、準確、快捷、提供了有力的保障。
圖像監控系統是高速公路機電系統的重要組成部分,它是利用現代電子技術和計算機網絡技術,高速公路監控系統一般由攝像、傳輸、控制三部分組成,主要設備包括攝像機、視頻分配放大器、多畫面分割器、矩陣切換器、硬盤錄像機、監視器、計算機等組成。
然而,由于種種原因,視頻圖像受干擾現象時有發生,主要表現為監控中心的監視器或硬盤錄像機的顯示器上的圖像有藍色條紋閃動、圖像上有黑/白條紋上下或左右移動、圖像閃爍、扭曲、雪花、重影等,若不及時處理或處理不當,會給日常監控、錄像取證等造成相當的不便。如何消除干擾,解決圖像干擾現象,是高速公路技術人員日常維護的一項重要工作。經筆者經驗總結,圖像干擾源產生主要由高頻噪聲干擾,比如大電感負載啟、停;各點接地電位不等引入的工頻干擾;平衡傳輸線路失衡使抑噪能力下降將工頻干擾轉成了差模干擾;傳輸線上阻抗不匹配造成信號的反射使信號傳輸質量下降;設備本身性能降低等。在實際工作當中,要解決圖像干擾的方法可以從下幾個方面著手;接地系統、電源系統、傳輸系統、設備本身。
接地系統
根據《民用閉路監視電視系統工程技術規范》規定:◇系統采用的接地裝置時,其接地電阻不得大于4歐姆;采用綜合接地時,其接地電阻不得大于1歐姆。◇防雷接地裝置宜與電氣設備接地裝置和埋地金屬管道相連,當不連時,兩者間的距離不宜小于20m。然而在實際施工過程中,由于公路環境尤其是高速公路環境的非凡性,再加上施工隊伍素質的參差不齊,從而導致施工過程中并未*按工程技術規范執行。常見的有以下幾種情況:接地電阻有的達不到規范要求,有的電氣設備接地點并未有效連接有的接地點未做好防腐、防鼠、防機械損傷處理;有的配電柜、操作臺、電纜橋架等未做到良好的接地處理;有的零、地線混接等。時間一長,這些接地措施的不良就可能導致圖像受干擾現象出現,尤其是雷雨天,使得本應接地的兩個接地點之間產生電勢差,可能導致監視器的輸入電平超出1v±3db的范圍,出現圖像失真或有干擾條紋:有的接地不良在碰到雷雨天時很輕易造成地電位反擊,稍微的造成圖像受到干擾,嚴重時還會損壞設備。筆者曾經碰到過這樣一例:某收費站電腦系統試運行期間,監控中心模擬屏上的監視器上出現藍色條紋并上下抖動。經調查發現,當時該收費站收費棚上正在安裝廣告牌,當使用電焊機進行焊接時,強大的沖擊電流可能對視頻圖像產生了干擾,當不使用電焊機時干擾現象就自然消失了。廣告施工完成一段時間后,該干擾現象又再次出現,且天天都在某一固定時間段出現,檢查設備及接地狀況都良好,多次檢查都無功而返。正當大家都為這干擾煩惱時,未曾料一次偶然的機會發現,該收費站的廚房天天上午大約1O點左右要開消毒碗柜,當消毒碗柜開機運行時立即出現上述干擾現象,而停止使用消毒碗柜后干擾就自動消失。于是筆者同電工一起對廚房消毒碗柜的接地和供電系統進行檢查,發現消毒碗柜所用墻壁上的插座內部的零、地線接反了,因此每次開機時通過此零、地線干擾到機房的電氣設備接地系統,從而造成圖像干擾,將其零、地線調換后故障再也沒有出現過。困擾我一段時間的疑難問題終于得到解決。
電源系統
根據“規范”規定:攝像機宜采用集中供電;攝像機宜由監控室引專線經隔離變壓器統一供電,遠端攝像機可就近供電;系統設備一般由三相交流電供電,為避免因三相負載不平衡而使各相電壓差別過大,三相電源中性點都應直接接地。從實際工程來看,監控系統的供電方式有兩種:一種是集中統一供電方式,另一種是分布式供電,即攝像機在安裝位置就近取電。從抗干擾效果的角度講,采用集中供電方式更好一些,可以消除各參考電位不等的現象。目前大多數電腦收費系統都采用市電一參數穩壓器一電源防雷器一不間斷電源一電氣設備的供電方式。由于有的電源設備本身的質量原因或使用一段時間后性能變化使得本應“潔凈”的電源上疊加有干擾信號,從而造成電源系統本身就成為了一個干擾源。筆者曾經在日常維護工作中處理過這樣的故障:監控中心的個別監視器的圖像上出現一條白色條紋或淺黑色陰影并上下移動。用萬用表測量電壓正常,檢測攝像機與監視器都沒有問題,本以為是同軸電纜的屏蔽層破皮遭水浸造成的干擾,后經仔細檢查發現干擾是由該圖像對應的收費亭的亭內攝像機的一個12v直流供電電源造成的。由于該電源采用的市場上的普通12v直流電源,性能相對較差,使用一段時間后可能性能達不到要求,對攝像機產生了干擾信號,而我們僅僅通過萬用表可能檢查不到故障,通過使用示波器檢測發現輸出的12v直流電壓上疊加了很多干擾信號,后經更換12v直流電源故障排除。另外,參數穩壓器的質量對視頻圖像的干擾有時也不容忽視。另一個例子;在監控中心的監視墻屏上看見某收費站的所有出口圖像在一段時間出現藍條紋干擾現象,圖像失真比較嚴重。在排除攝像機、監視器故障的因素后,發現現場值班室內的參數穩壓器底部有黑色的油污狀物體,通過使用萬用表測量參數穩壓器的輸入、輸出電壓發現,輸入電壓基本正常,輸出電壓卻不到190v。拆開參數穩壓器外殼一看,參數穩壓器下面的鋁殼大電容大多數都出現了漏液現象,甚至有個別電容都爆裂了:用電容表檢查電容的容值,發現有大部分電容都達不到標稱值。雖然經過UPS后電源恢復到210v左右,但輸出的電源還是對視頻圖像產生了一定的干擾。經咨詢廠家并購買相同的電容安裝上去后,參數穩壓器輸出電壓恢復正常,圖像干擾現象也解決了。此外,采用集中供電的攝像機要注重供電電源的額定電流是否足夠負荷多臺攝像機。
傳輸系統
根據“規范”規定,當攝像機頭與其他視頻設備傳輸距離較近時,可采用同軸電纜傳輸視頻基帶信號的視頻傳輸方式;長距離傳輸或需避免強電磁場干擾的傳輸,宜采用傳輸光調制信號的光纜傳輸方式;當有防雷要求時,應采用無金屬光纜;當線路四周有強電磁場干擾時,電纜應在金屬管內穿過,并埋入地下;電纜與電力線平行或交叉敷設時,其間距不得小于O3m;與通訊線平行或交叉敷設時,其間距不得小于0.1m。從前文圖中可以看到,視頻圖像首先從前端攝像機經視頻防雷器后再通過75歐姆阻抗的同軸電纜傳到收費亭內的車道視頻控制器內,然后亭外圖像一路進入到車道收費機的顯示器上供收費員查看車輛圖像,另外一路亭外圖像和一路亭內圖像則通過同軸電纜或光纜上傳到收費站的機房內,再經視頻分配放大器傳送到硬盤錄像機、四畫面分割器、站級圖像監控計算機,四畫面圖像則通過光纜上傳到監控中心進行實時監控。同軸電纜的質量是視頻圖像好壞的根本。假如同軸電纜的芯線、屏蔽層的銅的質量差、屏蔽層的編數達不到傳輸要求,同軸電纜的特性阻抗達不到要求都有可能使圖像受到干擾,造成圖像失真;在施工過程中同軸電纜敷設工藝不注重,易造成塑膠保護層破皮且不易發現,損傷到屏蔽網甚至線芯,而常年敷設在鋼管內使得同軸電纜易水浸且影響其電氣性能,同時會增大同軸電纜的線電阻而導致抗*力減弱、信號衰減較大并造成視頻圖像的扭曲、變形。此外,有時BNC頭的制作不良也可能造成圖像干擾的產生。這種干擾的產生是由于同軸電纜的芯線與屏蔽層之間短路造成,要解決此類干擾,只有認真逐個檢查這些接頭才可以排除。筆者曾經碰到過因同軸電纜破皮遭水浸后干擾圖像的故障現象,zui后通過更換同軸電纜才將故障*排除,而將更換出來的同軸電纜進行檢查時發現同軸電纜多處存在破皮現象,且經過長時間水浸后破皮四周的屏蔽層銅絲都是黑色的。在實際維護過程中,由傳輸系統產生的故障的解決是令人頭疼的,往往需要通過更換長距離同軸電纜來解決。根據經驗,對于一些干擾不是非凡嚴重的或不知原由的圖像干擾。可通過自制“視頻抗干擾阻抗器”來解決。具體做法是在一個圓型磁環上繞上數圈細同軸電纜,并安裝在機房內的視頻圖像接收設備的前方,如上圖中的視頻分配放大器的輸入端,這樣能很大程度降低視頻圖像的干擾,而制作成本只需要幾十元。相比而言,光纖傳輸視頻圖像受干擾的現象很少,但有時監視器上出現大面積雪花點可能就是由于光纖接頭未連接好光端機設備接口造成。因此拔、插光纖接頭時要小心,插上接頭前用嘴吹干凈接頭或用紙巾擦干凈接頭界面再接上去。
設備本身
由于攝像機、監視器、視頻分配放大器、矩陣切換器以及硬盤錄像機的視頻壓縮卡等處于24小時連續工作狀態,設備在長時間連續工作狀態下輕易老化,使得設備性能變差而更換一臺攝像機、監視器等的價格比較昂貴,因此除非萬不得已,一般情況下都不會輕易更換設備。圖像受干擾現象有時往往是由監視器、攝像機等設備本身的性能變化造成。一旦發現,應及時將設備送修。另外,由于圖像監控系統中所用的設備價格都比較昂貴,少則幾千元,多則上萬元,為了保護這些設備盡可能避免雷擊一般都會在前端設備安裝視頻防雷器件,而防雷器件的好壞也會影響視頻圖像。這些防雷器件的性能一般不易檢測,這就給高速公路技術人員的日常維護帶來不便,一般只能采用替代法、zui少設備排除法等進行初步檢測。
總結
由此可見,視頻圖像受干擾的因素很多,有的還非常隱蔽,需要工程技術維護人員在日常工作中非凡留心。處理視頻圖像受干擾現象的操作步驟:首先檢測電源系統是否正常,包括參數穩壓器、UPS以及12v的直流供電電源;然后可通過替換法檢測設備本身是否良好,包括攝像機、監視器、視頻分配放大器、光端機等;再檢查系統的接地狀況是否良好、完善;zui后還要檢查傳輸線路及BNC頭的制作和連接是否可靠。總之,高速公路視頻圖像受干擾的原因復雜,檢測手段缺乏,需要工程技術人員在實際工作中不斷摸索,認真總結經驗,才能快速、有效地解決故障,保障系統的正常運行。
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