高速球的發(fā)展方向與應(yīng)用

    一、前言

    隨著全世界范圍內(nèi)恐怖事件的頻繁發(fā)生，以及人們對(duì)自身安全的日益重視，安防器材生產(chǎn)廠家迎來(lái)了市場(chǎng)需求急劇擴(kuò)大的黃金發(fā)展時(shí)期，同時(shí)，市場(chǎng)也對(duì)安防產(chǎn)品的技術(shù)和品質(zhì)有了更高、更苛刻的要求，高速球尤其明顯。

    所謂高速球，實(shí)則是解碼器、云臺(tái)、一體機(jī)三者高度集成的統(tǒng)一體，它在本質(zhì)上與常見(jiàn)的球型云臺(tái)攝像機(jī)是一致的，只是高速球的功能更為全面，結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，反映更為快速。

    在幾年前說(shuō)起高速球，對(duì)絕大多數(shù)的國(guó)內(nèi)安防生產(chǎn)廠家來(lái)說(shuō)，在技術(shù)上似乎還有一個(gè)高不可攀的門(mén)檻。那時(shí)，高速球基本被國(guó)外的知名大品牌所壟斷，國(guó)內(nèi)也只有為數(shù)不多的幾個(gè)廠家有所涉及。但是，隨著大量國(guó)內(nèi)廠家自身技術(shù)的不斷積累與增強(qiáng)，相關(guān)配套器件的不斷完善，越來(lái)越多的廠家擁有了自己開(kāi)發(fā)的高速球產(chǎn)品，與國(guó)外知名品牌的差距也逐漸縮小，在某些方面甚至有超出的趨勢(shì)。

    在今年北京舉行的安防展上，擁有高速球產(chǎn)品的廠家比比皆是，不少?gòu)S家的產(chǎn)品在關(guān)鍵性能指標(biāo)上都有著相當(dāng)優(yōu)異的表現(xiàn)。

    二、高速球發(fā)展方向

    1、操作與功能

    (1)速度：

    這是高速球區(qū)別于勻速球或其它一體化球類(lèi)產(chǎn)品的一個(gè)非常明顯的特性。擁有更高的轉(zhuǎn)速，可以大大縮短高速球在突發(fā)情況下的時(shí)間差，以便監(jiān)控人員及時(shí)了解監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的異常情況，同時(shí)，監(jiān)控設(shè)備可以記錄更多的有效信息。這一點(diǎn)，在高速球與報(bào)警聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)中的體現(xiàn)尤為明顯。目前高速球的水平轉(zhuǎn)速至少也大于100度/s，高的已經(jīng)達(dá)到400度/s。而勻速球或其它一體化球類(lèi)產(chǎn)品的水平轉(zhuǎn)速多為幾度/s，或十幾度/s。

    (2)精確度：

    這也是高速球一個(gè)最為基本的特性指標(biāo)，與高速球的預(yù)置位功能緊密相連。目前市場(chǎng)上，精度高的產(chǎn)品，其重復(fù)定位精確度可達(dá)到+/-0.1度左右，精確度低的產(chǎn)品，其重復(fù)定位精度可達(dá)到+/-2度左右。對(duì)于大多數(shù)的用戶(hù)來(lái)說(shuō)，+/-0.1度與+/-2度的差異似乎并不大。但是，如果考慮到是采用高速一體化攝像機(jī)來(lái)獲取視頻圖像，而一體化攝像機(jī)有著少則十幾倍，多則二十幾倍甚至三十多倍的光學(xué)變焦范圍，在實(shí)際使用過(guò)程中，當(dāng)把一體化攝像機(jī)的光學(xué)變焦拉到極限時(shí)，在屏幕上的+/-0.1度的誤差就比較明顯，更無(wú)需說(shuō)+/-2度了。

    很可能用戶(hù)最初所設(shè)置預(yù)置位的圖像已經(jīng)無(wú)法在屏幕上找到了。但是如果這種現(xiàn)象發(fā)生在緊急情況下，可以想象會(huì)帶來(lái)什么樣的后果。但是，需要指出的是，高速球的運(yùn)行速度與重復(fù)定位精度，在設(shè)計(jì)時(shí)，存在著一定的矛盾關(guān)系，所以需要在速度與精度之間尋求一個(gè)平衡點(diǎn)來(lái)滿(mǎn)足實(shí)際的需要，這是大多數(shù)高速球廠家采取的解決辦法。

    (3)功能方面：

    最初的高速球功能十分簡(jiǎn)單，只有預(yù)置位設(shè)置與調(diào)用的幾個(gè)少數(shù)功能，而且，高速球之外的其它一體化球類(lèi)產(chǎn)品大多只解決了整機(jī)集成和旋轉(zhuǎn)等基本問(wèn)題。但是，目前市場(chǎng)上的高速球產(chǎn)品所擁有的功能已經(jīng)非常強(qiáng)大了，除了基本的預(yù)置位設(shè)置功能外，如：報(bào)警聯(lián)動(dòng)、OSD菜單、巡航掃描、花樣掃描、兩點(diǎn)掃描、看守位、方位顯示等功能等。這給用戶(hù)有了更多的選擇，大大減少了監(jiān)控人員的工作強(qiáng)度與工作量，使監(jiān)控范圍更加全面，監(jiān)控效率更高，應(yīng)對(duì)突發(fā)事件反應(yīng)更快，有效地達(dá)到了監(jiān)控的目的。

    2、傳輸方式：

    傳輸是針對(duì)高速球的視頻信號(hào)與控制信號(hào)的傳輸，傳統(tǒng)高速球的視頻信號(hào)是采用同軸視頻線(xiàn)來(lái)傳輸，控制信號(hào)用專(zhuān)用信號(hào)線(xiàn)來(lái)傳輸，隨著相關(guān)技術(shù)的不斷完善，也出現(xiàn)了同軸視控傳輸、網(wǎng)絡(luò)傳輸、光傳輸和無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)母咚偾颉?BR> 

指揮中心系統(tǒng)拓?fù)鋱D

    (1)同軸視控傳輸：

    就是利用同軸視頻線(xiàn)傳輸視頻信號(hào)的同時(shí)，把控制信號(hào)經(jīng)過(guò)相應(yīng)處理，通過(guò)同軸視頻線(xiàn)來(lái)傳輸，由于在施工中不需要單獨(dú)布置信號(hào)傳輸線(xiàn)，這樣就大大減少了工程量，相應(yīng)降低了工程成本。只是由于同軸視頻線(xiàn)的損耗，要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸則需增加大量的設(shè)備投入，實(shí)際傳輸?shù)馁|(zhì)量也并不理想；

    (2)網(wǎng)絡(luò)傳輸：

    集成了網(wǎng)絡(luò)傳輸功能模塊的高速球被稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)高速球，是利用網(wǎng)線(xiàn)，以及互聯(lián)網(wǎng)來(lái)傳輸視頻和控制信號(hào)，這種傳輸方式對(duì)施工是相當(dāng)有利的。由于可以利用互聯(lián)網(wǎng)來(lái)傳輸，則可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的遠(yuǎn)程監(jiān)控，只要可以上網(wǎng)，監(jiān)控就可以在任何時(shí)間任何地點(diǎn)下進(jìn)行。

    目前制約這一技術(shù)發(fā)展的瓶頸是國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的帶寬不足，以及網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定。但從技術(shù)的發(fā)展來(lái)看，這一類(lèi)產(chǎn)品的市場(chǎng)非常廣闊，隨著相關(guān)配套的完善，它將成為一個(gè)不可避免的發(fā)展方向。

    (3)光傳輸：

    就是在高速球內(nèi)部集成了光傳輸?shù)墓舛藱C(jī)模塊，利用光纖來(lái)傳輸視頻和控制信號(hào)，由于光纖傳輸，具有信號(hào)傳輸量大，損耗低等特點(diǎn)，因此即使遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào)，在后端的監(jiān)控人員也可以看到優(yōu)異的監(jiān)控圖像，這對(duì)提高監(jiān)控質(zhì)量是非常有益的；

    (4)無(wú)線(xiàn)傳輸：

    顧名思義，所謂無(wú)線(xiàn)傳輸，就是高速球的視頻信號(hào)與控制信號(hào)均是采用無(wú)線(xiàn)的方式進(jìn)行傳輸，這種傳輸方式，通常用于特殊情況下的監(jiān)控，可以用于監(jiān)控范圍大、監(jiān)控點(diǎn)分散、監(jiān)控范圍不確定和監(jiān)控場(chǎng)所難于施工等場(chǎng)所。

    無(wú)線(xiàn)監(jiān)控最大的特點(diǎn)就是幾乎無(wú)布線(xiàn)的工程，只要解決電源的問(wèn)題即可。但它也有設(shè)備造價(jià)高、調(diào)試?yán)щy、受環(huán)境影響大等諸多不利因素，因此難以廣泛應(yīng)用。

    三、智能化：

    目前智能化在高速球上的應(yīng)用也日益廣泛，一些高速球擁有的隨時(shí)檢測(cè)球機(jī)內(nèi)部溫度和濕度、自動(dòng)啟動(dòng)內(nèi)部加熱和降溫設(shè)備、智能監(jiān)控風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)、智能識(shí)別系統(tǒng)協(xié)議等功能。甚至一些高速球還可以按照設(shè)定，自動(dòng)跟蹤監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)目標(biāo)、判斷監(jiān)控區(qū)域內(nèi)目標(biāo)的行為狀態(tài)、自動(dòng)識(shí)別人的面孔、自動(dòng)統(tǒng)計(jì)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)人流量等強(qiáng)大的功能。

   四、高速球在實(shí)際中的應(yīng)用－高速公路的應(yīng)用

    1、前言

    在實(shí)際應(yīng)用中高速球的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，特別在高速公路的應(yīng)用尤其明顯，從上世紀(jì)90年代開(kāi)始，中國(guó)進(jìn)入了公路建設(shè)快速發(fā)展的時(shí)期。我國(guó)高速公路總里程到目前已突破3萬(wàn)公里，位居世界第二。根據(jù)國(guó)家對(duì)高速公路的發(fā)展規(guī)劃，到2020年，中國(guó)高速公路總里程將達(dá)7萬(wàn)公里。高速公路的建設(shè)和發(fā)展，已成為衡量一個(gè)國(guó)家和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要指標(biāo)。

    監(jiān)控系統(tǒng)作為高速公路交通工程中的一部分，在高速公路管理中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。它主要分為收費(fèi)站監(jiān)控、隧道、特大橋梁監(jiān)控和路面監(jiān)控三部分。

    (1)收費(fèi)站監(jiān)控

    收費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)主要是對(duì)收費(fèi)站的車(chē)道、收費(fèi)廣場(chǎng)、收費(fèi)亭的收費(fèi)情況、對(duì)收費(fèi)車(chē)道通過(guò)的車(chē)輛類(lèi)型、收費(fèi)員的操作過(guò)程以及收費(fèi)過(guò)程中的突發(fā)事件和特殊事件進(jìn)行觀察和記錄，實(shí)施有效的監(jiān)督。同時(shí)，為了配合高速公路的管理，收費(fèi)站監(jiān)控系統(tǒng)除了監(jiān)看收費(fèi)情況外，還需要監(jiān)看過(guò)往的車(chē)輛在進(jìn)收費(fèi)站之前以及在出收費(fèi)站之后的情況，并可監(jiān)察違章車(chē)輛情況，以便高速公路形象化、高效率的管理。

    監(jiān)控點(diǎn)主要設(shè)置在收費(fèi)站的車(chē)道、收費(fèi)廣場(chǎng)、收費(fèi)站正中間和各個(gè)收費(fèi)亭等處。各收費(fèi)車(chē)道及收費(fèi)亭一般采用交通專(zhuān)用槍型攝像機(jī)，收費(fèi)廣場(chǎng)多采用一體化球機(jī)。

    (2)隧道和特大橋梁監(jiān)控

     隨著交通量的不斷增長(zhǎng)，特大橋梁、山區(qū)高速公路隧道等的存在，加之駕駛?cè)藛T的不良駕駛行為、車(chē)輛性能等因素，在這些特殊路段設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)監(jiān)測(cè)交通安全，便顯得尤為必要。

    目前大部分隧道監(jiān)控已經(jīng)實(shí)現(xiàn)無(wú)肓區(qū)監(jiān)控，攝像機(jī)一般安裝于隧道拱壁中央；特大橋梁等重要交通路段也大都安裝了監(jiān)控系統(tǒng)。

    (3)路面監(jiān)控

    路面監(jiān)控系統(tǒng)主要是對(duì)高速公路干線(xiàn)進(jìn)行監(jiān)視，掌握高速公路交通狀況。

    2、高速公路監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)高速球的要求

    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(chē)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(guò)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(chē)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(chē)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)。

    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(mǎn)足了高速公路的需求：監(jiān)控面積大，視角廣闊，旋轉(zhuǎn)速度快，能夠快速捕捉和跟蹤圖像，拍攝清晰。

    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(xiàn)來(lái)傳輸，控制信號(hào)是專(zhuān)用信號(hào)線(xiàn)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(xiàn)傳輸?shù)鹊母咚偾�。需要指出的是，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(mǎn)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)。

    結(jié)束語(yǔ)

    隨著社會(huì)的發(fā)展高速球?qū)嶋H應(yīng)用的環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜但同時(shí)對(duì)球機(jī)的性能要求也越來(lái)越高。高速球也必會(huì)順應(yīng)市場(chǎng)需求，向多功能、智能化更全面的技術(shù)方向發(fā)展，與社會(huì)的發(fā)展緊密結(jié)合，與人們的生活緊密結(jié)合，從而推動(dòng)安防行業(yè)的發(fā)展。高速球是高智能一體化結(jié)合的產(chǎn)品，是安防行業(yè)技術(shù)含量的體現(xiàn)。智能化的體現(xiàn)將會(huì)引領(lǐng)整個(gè)安防行業(yè)的前進(jìn)步伐，為推動(dòng)建設(shè)和諧社會(huì)建立功績(jī)。