日夜型超高解彩色攝像機(jī)在船閘管理中的應(yīng)用

杜峻峰 王寧波

摘 要:本文通過對已經(jīng)竣工并投入使用的淮陰一線船閘監(jiān)控改造工程的項(xiàng)目背景、改造方案和試運(yùn)行現(xiàn)狀的介紹,系統(tǒng)闡明了日夜型超高解彩色攝像機(jī)的工作原理和實(shí)際工作情況,體現(xiàn)了其相較之傳統(tǒng)攝像機(jī)在保障大型船舶夜間和大霧等不良?xì)夂驐l件下安全通航的突出優(yōu)勢,為日夜型超高解彩色攝像機(jī)在內(nèi)河航運(yùn)中的全面推廣提供了技術(shù)支持,積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞:船閘管理攝像機(jī)應(yīng)用

中圖分類號:U641 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0020-01

1項(xiàng)目背景

淮陰船閘位于淮安市西南6km清河區(qū)與淮陰區(qū)交界處,為單向水頭船閘,建成有三線船閘。閘區(qū)內(nèi)二、一、三線船閘自北向南錯位平行布置,中心間距分別為160m和105m?；搓幰痪€船閘于1968年建成,規(guī)模為21×230×5.0(m)(口門寬×閘室長×檻上最小水深),一線船閘南側(cè)方向距離一線船閘中心線約60m為包括生產(chǎn)調(diào)度房在內(nèi)的船閘運(yùn)行調(diào)度區(qū),北側(cè)距中心線約100m處為行政辦公管理用房。

該地區(qū)氣候?qū)儆跊鰜啛釒蚺瘻貛н^度的濕潤到半濕潤季風(fēng)氣候,多年平均氣溫13℃～15℃,多年平均降水量為936.19mm,多年平均水面蒸發(fā)量為1386m～1537m,降雨多在6～9月份。

原有船閘視頻監(jiān)控系統(tǒng)于2005年建設(shè)投入運(yùn)行,已經(jīng)經(jīng)過6年全年24h不間斷運(yùn)行,根據(jù)當(dāng)時的技術(shù)發(fā)展和現(xiàn)實(shí)情況,前端系統(tǒng)采用模擬攝像機(jī),通過光端機(jī)傳輸至監(jiān)控中心視頻分配器,再經(jīng)過視頻分配器分兩路分別傳送至監(jiān)控大屏顯示和硬盤錄像機(jī)進(jìn)行現(xiàn)在運(yùn)行視頻存儲。其間也對部分運(yùn)行狀況較差的設(shè)備進(jìn)行了更換,但隨著社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,水路運(yùn)輸在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用越來越重要,船舶噸位、通航頻率與日俱增,傳統(tǒng)攝像機(jī)在成像清晰度、色彩飽和度、穩(wěn)定性等方面已經(jīng)不能滿足大型船舶夜間和大霧等不良?xì)夂驐l件下的通航安全。

2改造方案

2.1 選型調(diào)研

前期我們分別在浙江紅蘋果、海康衛(wèi)視,上海SONY、JVC這四個廠家對攝像機(jī)選型進(jìn)行了調(diào)研。經(jīng)過比較,我們發(fā)現(xiàn)浙江?？敌l(wèi)視的日夜型超高解彩色攝像機(jī)相較之其他攝像機(jī)具有兩個突出優(yōu)勢,即:逆光補(bǔ)償和強(qiáng)光抑制。逆光補(bǔ)償也稱背光補(bǔ)償,它可以有效補(bǔ)償攝像機(jī)在逆光環(huán)境下拍攝時畫面主體黑暗的缺陷。強(qiáng)光抑制技術(shù)能有效抑制強(qiáng)光點(diǎn)直接照射造成的光暈偏大,視頻圖像模糊,能自動分辨強(qiáng)光點(diǎn),并對強(qiáng)光點(diǎn)附近區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)償以獲得更清晰的圖像,加入強(qiáng)光抑制濾光處理芯片的攝像機(jī)可以有效抑制迎面的強(qiáng)光,在夜間監(jiān)控閘室時,能較真實(shí)、清晰的展示運(yùn)行現(xiàn)場情況。

2.2 現(xiàn)場測試

(1)本次測試條件:①測試地點(diǎn)為淮陰船閘一號船閘。②第一天早上小雨,白天能見度較高,夜晚大霧,能見度較低;第二天天氣晴朗,太陽光較為強(qiáng)烈,夜晚能見度高。③攝像機(jī)采用?？低晱?qiáng)光抑制攝像機(jī)、1/2CC、鏡頭采用騰龍鏡頭。機(jī)械變焦、對焦、無云臺、自動光圈、自動日夜彩轉(zhuǎn)黑。④照明條件一號閘閘室每邊共5盞LED燈具,所有機(jī)房門頭燈、引航道照明均為LED燈具。⑤新購置?？敌l(wèi)視硬盤錄像機(jī),達(dá)到DVD畫質(zhì),分辨率較以往大大提高。

(2)我們根據(jù)目前船閘的照明現(xiàn)狀,選取了以下幾個地點(diǎn)進(jìn)行了測試:一號閘人行天橋橋頂(上游和下游面);一號閘閘室?？烤€附件(上游和下游面);一號閘上下游引航道。

(3)測試中我們?yōu)榱俗畲笙薅冗x取合適的場景位置,采用了固定機(jī)位和手動機(jī)位2種方法進(jìn)行測試,固定機(jī)位為一號閘天橋橋頂和一號閘停靠線位置,其他均為手動機(jī)位進(jìn)行測試。錄像采用了硬盤錄像機(jī)和電腦USB采集卡錄像的兩種方法。

(4)通過現(xiàn)場錄像我們得出,日夜型超高解彩色攝像機(jī)在白天太陽光較強(qiáng)的情況下,其強(qiáng)光抑制特點(diǎn)有效抑制強(qiáng)光點(diǎn)直接照射造成的光暈偏大、視頻圖像模糊,能自動分辨強(qiáng)光點(diǎn),并對強(qiáng)光點(diǎn)附近區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)償獲得清晰的圖像。在夜晚和大霧天氣下,其逆光補(bǔ)償特點(diǎn)有效補(bǔ)償攝像機(jī)在逆光環(huán)境下拍攝時畫面主體黑暗的缺陷,獲得較為清晰的圖像。

2.3 設(shè)計(jì)方案

(1)根據(jù)船閘運(yùn)行現(xiàn)場管理需求的改變,確定監(jiān)控點(diǎn)位置及作用,根據(jù)監(jiān)控點(diǎn)布置點(diǎn)位完成綜合布線工作。

(2)系統(tǒng)視頻信號經(jīng)視頻系統(tǒng)傳輸分系統(tǒng)進(jìn)入監(jiān)控中心數(shù)字硬盤錄像機(jī)進(jìn)行存儲,滿足管理人員對本地圖像的監(jiān)控管理和錄像需求。

(3)對登記、售票以及監(jiān)控中心等監(jiān)控點(diǎn)安裝高保真的拾音器,對上述監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行圖像與聲音同步監(jiān)控,并通過傳輸介質(zhì)傳輸至數(shù)字硬盤錄像機(jī)進(jìn)行存儲。

(4)根據(jù)管理和運(yùn)行現(xiàn)場的實(shí)際情況,室外各監(jiān)控點(diǎn)采用強(qiáng)光抑制日夜型超高解槍式彩色攝像機(jī)配合高倍紅外對應(yīng)鏡頭并加裝輕質(zhì)防護(hù)罩。

(5)對原有硬盤錄像機(jī)進(jìn)行硬盤升級,購置新硬盤錄像機(jī)1套,桌面系統(tǒng)1套;原有視頻矩陣配合視頻分割器介入電視墻進(jìn)行圖像輸出。

(6)合理增加部分報警模塊,如機(jī)房闖入報警、引航道人員進(jìn)入報警提示和機(jī)房防火報警等。

3試運(yùn)行現(xiàn)狀

淮陰一號船閘監(jiān)控改造工程于2011年11月5日竣工驗(yàn)收后開始試運(yùn)行,通過近5個月的設(shè)備運(yùn)行及現(xiàn)場檢查情況發(fā)現(xiàn):(1)日夜型超高解彩色攝像機(jī)能清楚監(jiān)視指定區(qū)域,夜間和不良?xì)夂驐l件下畫面輸出質(zhì)量良好。(2)重點(diǎn)監(jiān)視區(qū)域無盲區(qū)、死角。(3)監(jiān)控點(diǎn)搜索、鎖定觀察、操控方便流暢。(4)重點(diǎn)錄像資料的保存正常無誤。

我們認(rèn)為通過本次監(jiān)控改造,使用日夜型超高解彩色攝像機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)攝像機(jī)達(dá)到了保障大型船舶夜間和大霧等不良?xì)夂驐l件下通航安全的目的。