光端機在城市交通控制系統中的應用

在城市交通控制系統中，光端機發(fā)揮了非常重要的作用，本文將介紹光端機在城市道路交通監控中的應用。

　　城市交通監控系統一般由視頻采集系統、控制系統、網(wǎng)絡(luò )傳輸系統三部分組成。其按照所完成的功能又分為視頻監控系統、信號燈控制系統、電子警察系統、視頻檢測等子系統，其主要完成如下功能：

　　1 實(shí)時(shí)監視各路口畫(huà)面，便于統一指揮、調度;

　　2 進(jìn)行車(chē)流量、交通狀況的檢測 ;

　　3 對路口場(chǎng)景進(jìn)行長(cháng)時(shí)間錄像，以便處理和存檔;

　　4 通過(guò)紅綠燈信號的控制，調節交通流量，有效緩解交通擁堵 ;

　　5 可根據需要，在一些路口設置電子警察 ;

　　6 有效檢測交通行為，為打擊車(chē)輛違章行為提供保障;

　　7 及時(shí)發(fā)現、協(xié)助處理社會(huì )治安事件，維護社會(huì )安定團結。

　　從城市交通監控系統的系統組成來(lái)看，要完成上述功能，就需要系統各組成部分能夠獨立完成各自的功能，并能緊密配合：視頻采集系統需要實(shí)時(shí)監測各路口的場(chǎng)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(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸系統傳輸到監控中心，監控中心的控制系統可以及時(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)，監控中心的控制系統也要根據需要對前端的攝像機、信號燈、電子警察等進(jìn)行控制，由監控中心的控制系統對前端的各種設備發(fā)出不同的控制信號，再通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸系統發(fā)往前端各種設備，從而完成控制。

　　在上述的過(guò)程當中，系統各部分都起到相當重要的作用，而考慮到各部分所完成的功能，你就會(huì )發(fā)現，不論是視頻監控系統、信號燈控制系統，還是電子警察系統，他們都在共用同一個(gè)部分，那就是網(wǎng)絡(luò )傳輸系統。在光纖通信發(fā)展成熟的今天，光端機已成為網(wǎng)絡(luò )傳輸系統的首選。在視頻采集和中心控制系統中，他們都采用了不同的設備來(lái)完成不同的功能，前端采用攝像機、信號燈，中心則用矩陣和硬盤(pán)錄像機處理視頻信息，用信號燈控制軟件、電子警察軟件等進(jìn)行控制。而前端與監控中心之間通信及信號傳遞的重任就落在了光端機上，仔細分析一下整個(gè)系統的功能，就知道系統需要傳輸哪些信號：

　　1 監控攝像機的視頻信號 ;

　　2 控制攝像機的控制信號;

　　3 信號燈聯(lián)網(wǎng)的數據信號 ;

　　4 電子警察聯(lián)網(wǎng)的數據信號 。

　　這些信號類(lèi)型各不相同，有模擬信號，也有數據信號，有低速的串行數據，也有高速的以太網(wǎng)數據，如此復雜多樣的信號，在網(wǎng)絡(luò )傳輸方面給我們帶來(lái)了很大的麻煩。要傳輸這些信號，傳統方法需要用不同的設備分開(kāi)傳輸不同類(lèi)型的信號，需要投入更多的設備，鋪設更多的線(xiàn)路等等，從而增加系統建設的投資和復雜程度。而在光纖系統發(fā)展成熟的今天，光端機可以獨立擔起這一重任。

　　從傳輸方式上光端機可分為模擬光端機和數字光端機，不論哪種類(lèi)型的光端機實(shí)質(zhì)都是將所傳輸的圖像、語(yǔ)音或數據信號進(jìn)行電光、光電轉換，光端機實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)電信號到光信號、光信號到電信號轉換器。轉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，目前光端機可以將圖像、數據以及語(yǔ)音信號無(wú)中繼傳輸100公里以上。其次它抗干擾能力強，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(xiàn)傳輸所不具備的。光纖還具有傳輸容量大的特點(diǎn)，光端機不僅能實(shí)現在一根光纖上傳輸圖像、語(yǔ)音以及數據的功能，同時(shí)還可實(shí)現傳輸電話(huà)、計算機網(wǎng)絡(luò )信號的功能，可以說(shuō)幾乎涵蓋了所有監控領(lǐng)域所需要的功能。

　　光端機的功能非常強大，所能傳輸的信號類(lèi)型也非常之多，因此在不同的情況下，也會(huì )要選擇不同類(lèi)型的光端機。在選擇光端機的型號時(shí)，我們要考慮以下幾點(diǎn)：

　　1.基于何種系統的光纖網(wǎng)絡(luò )?如果是在原來(lái)的網(wǎng)絡(luò )上進(jìn)行擴容，則最好還是選用同樣的光纖，除非這樣做無(wú)法實(shí)現預期的功能。如果是一個(gè)全新的工程，則最好采用單模光纖。在傳統的觀(guān)念中，大家總認為在較短距離(5Km以?xún)?多模系統的造價(jià)要低于單模。實(shí)質(zhì)上隨著(zhù)光纖的不斷普及和設備價(jià)格的下降，多模光端機價(jià)格的優(yōu)勢早已不存在。從傳輸距離和效果上多模設備均不及單模，所以目前來(lái)說(shuō)單模光端機的性?xún)r(jià)比要高于多模光端機。

　　2.選用基于哪種技術(shù)的光端機?從技術(shù)的角度上來(lái)說(shuō)數字光端機肯定要優(yōu)于模擬光端機。但在實(shí)際應用中要具體情況具體分析。模擬光端機實(shí)現的方式要簡(jiǎn)單些，系統造價(jià)相對便宜些。同時(shí)模擬光端機在只傳輸一路或兩路視頻信號時(shí)能夠傳輸到較遠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。數字光端機相對比較復雜，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控光端機時(shí)模擬光端機的性?xún)r(jià)比優(yōu)于數字光端機，在四路和四路以上的圖像監控光端機系列中，數字光端機的性?xún)r(jià)比又優(yōu)于模擬光端機。

　　3.光纖系統是要傳輸視頻?音頻?數據?還是這些信號的組合?光端機根據傳輸光信號又可分為數據(Data-RS232/RS422/RS485/Manchester/TTL/Biphase/Contactclosure)光端機、視頻(Video)光端機、音頻(Audio)光端機、視頻/數據光端機、視頻/音頻光端機、視頻/數據/音頻光端機以及多路復用光端機。同時(shí)還要考慮傳輸的數據是單向的還是雙向的。

　　下面我們通過(guò)浙江省某城市道路監控系統的實(shí)際案例，簡(jiǎn)單介紹一下城市交通監控系統中光端機的使用情況。這是一個(gè)大型交通監控系統，前端包含有固定攝像機270余個(gè)，快速一體化球機60個(gè)，300多路視頻圖像以及路口的信號燈控制線(xiàn)、電子警察數據線(xiàn)一并接入城市各交通路口的70余個(gè)信號機箱內，并且在每個(gè)信號機箱里都安裝一個(gè)或多個(gè)光端機，以便將各路口的視頻圖像以及電子警察拍到的圖片通過(guò)光纖傳輸到監控中心。

　　控制中心采用大型矩陣實(shí)現視頻的控制，將圖像切換到監視屏幕墻，并用硬盤(pán)錄像機將所有圖像錄像保存。同時(shí)，中心的矩陣主機對球機發(fā)出的控制信號、信號燈控制軟件與電子警察軟件的數據信號也通過(guò)光端機傳輸到前端各路口，以控制球機的角度、遠近、光圈，信號燈的時(shí)間以及設置電子警察，從而可以更好的統計和調節交通流量，有效緩解交通擁堵。由于前端的各信號機箱所連接的前端設備不盡相同，需要傳輸的信號也各不相同，也就需要各種不同型號的光端機。(如圖所示)

　　在這個(gè)系統中，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品牌數字光端機，其優(yōu)秀的電路設計和高質(zhì)量的元器件使其具有足夠大的光學(xué)鏈損和動(dòng)態(tài)范圍。我們可以根據前端的實(shí)際情況采用不同型號的光端機：有些路口只有監控圖像，沒(méi)有其他設備，我們采用純視頻光端機;有些不僅有固定攝像機還有一體化球機，我們采用視頻加反向422控制信號光端機;也有前端有電子警察或者信號燈，我們采用視頻加數據232控制信號光端機;還有些有計算機聯(lián)網(wǎng)，我們需要采用以太網(wǎng)數據光端機;更有光端機可以將以上所有數據類(lèi)型一并傳輸的。不管傳輸何種數據，它都具有實(shí)時(shí)的狀態(tài)指示，便于我們發(fā)現和解決問(wèn)題。同時(shí)，我們在選擇光端機的時(shí)候還預留了一些視頻和數據通道，以便于以后系統的整體擴容以及各城市系統之間的聯(lián)網(wǎng)。

　　由以上案們不難看出，光端機在交通監控系統中起到了不可或缺的作用，同時(shí)根據不同的信號類(lèi)型選擇不同的光端機也是至關(guān)重要的，它可以幫助我們更加有效的實(shí)時(shí)監控和解決交通問(wèn)題。