高速公路监控系统安装调试研探

高速公路监控系统安装调试研探

万直沈 吴江锐 赵艳红

十四冶建设集团云南安装工程有限公司，云南昆明， 650033

摘 要：根据高速公路的特点，在蒙自至屏边高速公路施工过程中，将事件检测固定摄像机安装在外场遥控摄像机监控杆上，在不增加监控立柱设备的情况下解决了车辆（行驶分析记录停车、逆行、行人、丢弃物、平均车速、车流量、车间距、车道占有率）等实时监控，缩短工期及减少监控立柱设备、电缆、光缆等一系列问题。

关键词：高速公路；监控系统，安装；调试

引言

随着国家高速公路建设的迅速发展，目前许多省市建设的高速公路都具有相当大的规模，我集团公司承建的高速公路建设也越来越多。由于高速公路监控系统线路长，监控定位分散，系统结构复杂，在安装调试过程中。需根据不同的监控点位及需求进行合理的安装及调试，我们以承建的蒙自至屏边高速公路施工项目做试点进行了专项课题研究。

1. 技术特点及原理

1.1技术特点

1.1.1 施工工艺简单、易于实施、可操作性强。

1.1.2 具有运营效果稳定，检测速度快，车辆行驶分析记录率高等特点。

1.1.3 取消了传统事件检测固定摄像机单独设立监控立柱设备，减少了设备投入，提高了安装调试效率，更便于日后维护维修，经济效益、社会效益显著。

1.1.4 该技术立足于施工现场，针对性强，且技术实用性较强，适用于高速公路监控系统中对事件检测固定摄像机安装位置没有特殊要求的高速公路，应用前景广阔。

1.2技术原理

通过安装在外场摄像机监控杆上事件检测摄像机对高速公路上行驶的车辆进行拍照监测，把监测数据通过交换机传输给视频事件检测分析仪，设备即可对当前在摄像机监测范围内通行的车辆进行分析记录停车、逆行、行人、丢弃物、平均车速、车流量、车间距、车道占有率，将监测数据上传至监控分中心，对车辆行驶的情况做出准确地判断。通过调整设备安装角度使事件检测系统识别速度快，有效提高识别精度和对复杂环境的适应能力。

2. 工艺流程及操作要点

2.1工艺流程图

图1 工艺流程图

2.2 操作要点

2.2.1施工准备

施工准备包括熟悉图纸和相关技术规范，现场调查、编制施工组织设计，人员、机具准备，作业人员技术及安全培训。设备到货检验，在设备开箱验收及清点分送过程中要做到细致无误。

2.2.2设计监控系统调试传输方案图

事件检测摄像机与外场摄像机图像通过以太网交换机传至就近通信站机监控中心，再通过通信系统与分中心实观通信。图像采用H.264压缩编码。见图2传输方案图。

图2 传输方案图

2.2.3安装光敏板

用Ф3的铜螺柱旋入防护罩前端左边的固定孔内并拧紧，用Ф3的螺丝固定好光敏板，光敏板的遮光套有吸盘一端紧贴防护罩的玻璃上（见图3）。

图3 光敏板安装示意图

说明：上图①表示Ф3螺丝，②表示Ф3铜螺柱，③表示光敏板的接线口，④表示光控遮光套，⑤表示防护罩。

【注意】铜螺柱易断，旋拧时请细心操作。

2.2.4 安装高清镜头

取 出Computar M2514-MP2百万像素镜头，将镜头的光圈调到最大(F1.4)，以方便聚焦（在聚焦后，光圈值设置为F4.0）。拧紧光圈螺丝。见图4。

图4 镜头光圈调到最大

顺时针将CS环旋入高清摄像机安装卡座，然后将镜头旋入装上CS环的摄像机安装座上。见图5。

图5 镜头安装图

说明：上图①表示高清摄像机，②表示CS环，③表示高清镜头。

2.2.5 安装高清摄像机

从防护罩内取出固定摄像机的托板，用防护罩配送的英制螺钉将已经接好镜头的摄像机紧固在托板上（说明：螺丝孔在摄像机底部的安装托架上）。将镜头聚焦环转动使得镜头最长，然后将托板固定在防护罩内，此时，镜头前端要尽可能靠近防护罩玻璃。见图6和图7。

图6 高清摄像机固定在托板上 图7 托板固定在防护罩内

2.2.6监控立柱及机箱共杆安装

外场设备中的摄像机、摄像机立柱均需要安装立柱或机箱。

立柱采取现场装配方式，强度要求在强风下不被损坏。施工时要注意各组件之间连接的紧固性和可靠性，立柱与基础之间的连接更要求紧密牢固。为确保外场设备的正常运行，在安装过程中还要注意机箱防雨水渗漏。

因机箱金属板外层均进行了表面防腐处理，安装时需特别注意外层保护，不能损坏。接地导体必须与底座可靠焊接接地。箱体门与箱体间应加装密封橡胶条，防雨水渗漏。机箱顶部、侧部缝隙应采用防水胶密封。监控设备安装，见图8和图9。

图8 监控立柱安装

图9 监控设备机箱安装

2.2.7摄像机共杆安装

检查摄像机立杆、基础、预埋法兰盘和穿线管、综合地装置，测试绝缘、接地电阻（防雷地小于等于10Ω，工作地小于等于4Ω），如果合格，则吊装摄像机立杆，注意安装的牢固程度并进行校准；连接避雷针；安装室外机箱、摄像机等电子设备再次测试绝缘、接地电阻，合格后连接电源、控制电缆、视频线缆，通电调试。

摄像机安装应与立柱安装同时施工，可将摄像机相关结构安装件，预先与立柱连接好，然后再安装摄像机，接好相应的引下缆线后，用汽车吊将立柱吊装到位。

摄像机支架应平稳、牢固安装，转接机箱内设备必须严格按施工图安装，机箱的固定螺丝在安装完毕后用玻璃胶密封防水。各个接线端子接头需压实，BNC头固定后用自粘带包裹严实。摄像机安装完成后，用玻璃胶密封所用支架、机箱上的接缝，以防进水。具体操作如下：

在施工现场，将摄像机、变焦镜头、云台和防护罩进行组合，并调整好变焦镜头的后截距以及其它电气性能测试。摄像机安装，见图10。

图10 事件检测摄像机与外场摄像机共杆安装

摄像机整体，安装在摄像机立柱顶端，连接好相应的视频电缆和信号电缆；立柱避雷针及引下线同时连接完好。

用合适的汽车吊，将摄像机立柱吊起，对准摄像机基础的地脚螺栓孔套入，将基础螺栓紧固到位，严格控制立柱的垂直度指标在4mm-10mm范围内。

再安装摄像机控制箱。

再安装控制箱内的电源盒、解码盒、光端机和尾纤盒。

进行光纤尾纤熔接；连接电源线、信号线、视频线。

在摄像机立柱上，将避雷接地引下线与接地扁钢延长段用螺栓可靠固定。具体避雷针安装，见图11：

图11 避雷针安装

2.2.8 高速监控系统设备配线

2.2.8.1 线缆布放工艺

(1) 布放线缆前，根据不同的应用识别不同的线缆型号规格。核对电源线、接地线的线径和直流电阻等符合设计要求；检查音频配线、同轴线、 计算机网线等的出厂测试报告，其传输速率、允许衰减、特性阻抗、串音防卫度等指标符合相关技术标准的规定；检查选用的光纤、光跳线，符合系统波长、衰减和接口的要求；

(2)线缆布放前应进行测试和外观检查，检查线缆有无断线、混线和外皮破损现象；测试电缆的绝缘电阻、耐压等电气指标应满足要求；

(3)机房内的电源线、光纤、各种通信线，应按不同的路由分开或分槽布放；通信线与电源线的水平距离应保持50mm以上；

(4)各种线缆应按顺序出线，布放应顺直、整齐，无扭绞、交叉及溢出线槽等缺陷情况；

(5)线缆弯曲应均匀、圆滑；线缆的弯曲半径要求如下：

①大对数对绞电缆的弯曲半径应大于电缆外径的10倍及以上；

②非屏蔽对绞电缆的弯曲半径应大于电缆外径的5倍及以上；

③同轴电缆的弯曲半径应大于电缆外径的15倍及以上；

④室内光缆的弯曲半径应大于光缆外径的15倍及以上；

⑤光纤跳线的弯曲半径应大于50mm及以上；

6. 各种线缆在防静电地板下、走线架或线槽内应均匀绑扎固定，间隔为

   
   

   500mm,在缆线引入、引出、转弯应加绑；在防静电地板下敷设线缆时，地板内净空应为150～300mm，若空调采用下送风方式则地板内净空应为300～500mm；

7. 布线应尽量短而整齐；当线缆接入设备时，通信电缆与电源线应分开，从设备机架内两侧接入，线缆应顺直均匀绑扎固定在机架上，间隔为150mm,同时应留有一定的余量，余留长度应统一；当线缆接入ODF、DDF、VDF、数据配线架时，从设备机架内两侧接入（设备侧与用户侧分开敷设），线缆应顺直均匀绑扎固定在机架上，间隔为150mm,同时应留有一定的余量，余留长度应统一

8. 编扎电缆芯线时宜保持电缆芯线的扭绞，布线不宜过紧，转弯需圆滑；分线需按色谱顺序；余留芯线的长度，应满足更换编线最长芯线的要求；

9. 同轴线布放的路由需合理，机架内穿线、分线绑扎需均匀顺直。同轴线端子收发排列要一致，每一排端子应编扎线把，分线清晰并留有一定余量。

10. 光纤尾纤需单独布放；软光纤在走线架或槽道内应加套管或线槽保护，不得挤压、扭曲；编扎光纤的扎带需松紧适度；

11. 敷设好的缆线两端应贴有标签，标明型号、长度及起止设备名称等必要的信息，在可能进行操作并易混淆缆线及转弯处加挂标签］标签应选用不易损坏脱落的材料；

12. 机房内各种配线中间不应有接头。

13. 机房地下引入口沟槽盖板需采用防火材料，电缆引入处、设备机架底部沟槽口进行阻燃材料防火封堵。

2.2.8.2 线缆端接工艺

(1) 电缆终接的方式应根据配线架的型号规格选用焊接、卡接、绕接、压接等方式；

(2) 光缆芯线终接应采用连接盘连接、保护；

(3) 电缆终接上端子时，应采用专用的剥线工具开剥电缆端头；

(4) 采用焊接时，电缆芯线焊接要焊点光滑、端正且牢固，无错焊、假焊、漏焊、短路情况；焊接后芯线绝缘应无烫伤、开裂、回缩现象；

(5) 采用卡接时，必须使用专用卡接工具，选用卡接钳时电缆芯线线径应满足卡接端子的要求；

(6) 采用绕接时，必须使用绕接枪；绕接应紧贴、严密，不得有叠绕情况；电缆芯线除去绝缘外皮后，在绕接柱上的最少匝数应控制为：当芯线直径0.4-0.5mm时为6-8匝；0.6-1.0 mm时为4-6匝；所有绕接点，应完整地绕接在接线柱的有效绕接长度内；不接触绕线柱的芯线部分不应露出铜线；

(7) 组装专用电缆插头和以太网电接口插头时，应配件齐全、线位正确、装配可靠，压接插头时应选用专门的压接工具；

(8) 在连接盘中，光纤的盘留弯曲半径应大于40mm；光缆芯线终接应按光纤色谱排列和系统使用要求对应接续，终接的工艺应符合相应的工艺要求；

2.2.8.3 电源线布放及端接工艺

布放电源线除应符合上条通用要求外，尚应符合下列要求：

1. 电源线及接线端子（线鼻子）的型号，规格型号应满足设计要求；

2. 直流电源线正极外皮颜色应为红色，负极外皮颜色应为蓝色；

3. 主电源线和列电源线的布放和安装，每对正、负馈电线应相互平行，正、负线在转弯处弯度应保持一致，拐弯需圆滑均匀；

4. 设备电源引入线的布放要求

①应尽量利用设备自带电源线；电源线引入设备时，可在电源线端头处剥脱绝缘外皮缠绕塑料绝缘带或套上绝缘套管，长度一致，套管松紧适度。 塑料绝缘带和绝缘套管的颜色应满足要求，以便于识别电源线的极性；

②截面在10mm²及以下的单芯或多芯电源线可与设备直接连接；在电源线端头制作接头圈，线头弯曲方向应与紧固螺栓、螺母的方向应保持一致，

并在导线与螺母之间加装平垫片和弹簧垫片，拧紧螺母；

③截面在10mm²以上的多股电源线端头应加装接线端子（线鼻子）并镀锡。接线端子尺寸与导线线径应相符，用压（焊）接工具压（焊）接牢固。接线端子与设备的接触部分应平整，在接线端子与螺母之间应加装平垫片及弹簧垫片，拧紧螺母,电源线与设备端子连接时，不应使端子受到外界机械拉力，以免设备端子受损。

2.2.8.4 配线完成后检测结果

(1) 从电源室引接的设备供电电源线连接可靠，直流正负极极性正确；

(2) 电源线布放后应测试绝缘电阻，在相对湿度不大于80％时，其单线对地及线间绝缘电阻应大于1MΩ；

(3) 从机房接地端引接的接地线连接良好，测试接地电阻值符合设计要求；电缆的屏蔽护套接地可靠；

(4) 配线电缆的芯线应无错线或断线、混线；

(5) 配线电缆芯线间的绝缘电阻要求：

①

②同轴配线电缆不应小于1000MΩ。

5. 测试音频配线电缆近端串音衰减不应小于78dB；

6. 用计算机网线作为数据配线或信号线时，应检查其长度和线对的使用符合设计或接口规范的要求；

7. 光缆终接后用光源、光功率计检查测试光通道的衰减符合系统使用要求。

2.2.8.5 线缆标识及接地制作

(1) 列内机架面应平齐，相关标志应正确、清晰、齐全，每个设备、线缆都应在其上贴上标识，标识内注明其设备名称、设备型号、设备位置、设备线缆起点、设备线缆终点等。

2. 机房接地通过接地体、接地引入线、接地汇流排组成，将设备的接地极通过接地线引至接地汇流排，接地汇流排与房建总体接地连接在一起。

2.2.9申请监控系统ID地址

根据申请的ID地址配置事件检测摄像机设备参数，见图12申请IP地址的函。

图12 申请IP地址的函

2.2.10连接摄像机

点击程序界面上的“搜索”按钮，程序将会自动搜索到在同一局域网上的所有高清摄像机的IP地址，点击“连接”连接上事件检测摄像机。

【注意】调试计算机的IP地址和摄像机的IP地址必须在同一个网段内，配置软件才能连接摄像机。

2.2.10.1电子地图显示方式常用于参数的设置、信息查询、检索等。

图13 电子地图显示模式

2.2.10.2视频交通事件检测器工作参数设置

客户端管理软件能够根据需要对选定视频交通事件检测器进行工作参数的远程配置、修改、更新、存储以及查询。

图14 视频交通事件检测器基本工作参数设置

其他工作参数包括：分析仪的基本信息设置，包括分析仪的网络地址、摄像机编号与说明信息、分析仪对应的事件检测服务器名称和网络地址等；检测事件的种类；检测灵敏度检测区域设置；报警优先级设置；图像记录长度设置；交通流参数检测种类；交通流参数异常报警种类和阈值；交通流参数统计时间间隔；系统时间校时等等。

2.2.10.3交通事件检测报警响应和处理

当检测到交通事件并且符合设定的报警条件时，事件检测器把报警信息通过网络上传到管理客户端上。客户端管理软件收到报警信号后，在屏幕上显示报警信息（在地图模式下，某个摄像机的图标闪烁；在虚拟大屏模式下，发生事件报警的那路图像在屏幕上以另外的叠加颜色闪烁）并发出声音。管理人员收到报警信息后，可以进行相应的处理和响应操作，完成对事件的接警。

图15 交通事件报警响应和处理

2.2.10.4交通事件录像的查询和回放

在客户端管理软件平台上，可以按时间、摄像机编号、事件类型等条件对交通事件录像记录进行查询，然后可以选择关心的记录进行事件回放。

图16 拥堵交通事件回放

2.2.10.5 交通流参数统计与图表显示

在客户端管理软件平台上，可按时间、监测断面等条件对交通参数的统计数据进行检索，并且可以通过图表方式直观地显示出来。可以采用饼状图、柱状图、曲线的方式显示。

图17交通参数统计曲线

2.2.10.6 日志管理与远程维护

客户端管理软件具有日志管理功能，可以通过日志察看管理人员的操作以及处理过程。另一方面，客户端管理软件可以通过网络快捷准确地查询、监控视频交通事件检测器的工作状态，并能够对视频交通事件检测器的工作参数进行远程管理和维护。

图18 日志查询

2.2.10.7 权限管理

在客户端管理软件平台上，可以根据不同的用户级别设定工作权限，实现分层管理以保证系统和设备的安全。

图19 权限设置

3. 实施效果

蒙自至屏边高速安装工程中，事件检测摄像机20套，在施工中采用将事件检测摄像机安装在外场摄像机监控杆上，避免了单独设立监控立柱设备，最终工期提前了10天，施工及设备成本节约了近20万元。

投入运行后，各种性能及参数稳定，识别率高，达到了预期效果，获得了建设及运营单位的好评。

4. 结论与展望

高速公路事件检测系统与外场摄像机共杆技术，施工工艺简单，易于实施，可操作性强，可以准确记录车辆的行驶分析记录停车、逆行、行人、丢弃物、平均车速、车流量、车间距、车道占有率等并且外场摄像机能进行实时监控，提高了监控环境准确度。

高速公路事件检测系统与外场摄像机共杆安装技术将是今后高速公路发展的必然趋势，应用前景广阔。

参考文献:

1. 中华人民共和国交通部《公路工程质量检验评定标准第二册 机电工程》，JTG F80/2-2004

2. 《关于〈高速公路监控技术要求〉,〈高速公路通信技术要求〉和〈公路网运行监测与服务暂行技术要求〉的公告》(交通运输部公告2012年第3号)

3. 云南省质量技术监督局《云南省公路机电工程质量检验与评定》，DB53/T 446—2012

4. 红河州蒙自至屏边高速公路两阶段施工图《第七篇交通工程及沿线设施：总体设计及监控系统》

[4] 红河州蒙自至屏边高速公路机电工程JD3标《监控设施竣工图》

[5] 深圳市哈工大交通电子技术有限公司《VTD3000视频交通事件检测系统应用方案》

[6] 颜林、牛宇、孟京伟，《高速公路多路径识别系统安装工法》 中铁十二局集团电气化工程有限公司

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