日夜型超高解彩色攝像機在船閘管理中的應用

杜峻峰 王寧波

摘 要:本文通過對已經竣工并投入使用的淮陰一線船閘監控改造工程的項目背景、改造方案和試運行現狀的介紹,系統闡明了日夜型超高解彩色攝像機的工作原理和實際工作情況,體現了其相較之傳統攝像機在保障大型船舶夜間和大霧等不良氣候條件下安全通航的突出優勢,為日夜型超高解彩色攝像機在內河航運中的全面推廣提供了技術支持,積累了寶貴經驗。

關鍵詞:船閘管理攝像機應用

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

1項目背景

淮陰船閘位于淮安市西南6km清河區與淮陰區交界處,為單向水頭船閘,建成有三線船閘。閘區內二、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。淮陰一線船閘于1968年建成,規模為21×230×5.0(m)(口門寬×閘室長×檻上最小水深),一線船閘南側方向距離一線船閘中心線約60m為包括生產調度房在內的船閘運行調度區,北側距中心線約100m處為行政辦公管理用房。

該地區氣候屬于涼亞熱帶向暖溫帶過度的濕潤到半濕潤季風氣候,多年平均氣溫13℃～15℃,多年平均降水量為936.19mm,多年平均水面蒸發量為1386m～1537m,降雨多在6～9月份。

原有船閘視頻監控系統于2005年建設投入運行,已經經過6年全年24h不間斷運行,根據當時的技術發展和現實情況,前端系統采用模擬攝像機,通過光端機傳輸至監控中心視頻分配器,再經過視頻分配器分兩路分別傳送至監控大屏顯示和硬盤錄像機進行現在運行視頻存儲。其間也對部分運行狀況較差的設備進行了更換,但隨著社會經濟和科學技術的飛速發展,水路運輸在國民經濟發展中的作用越來越重要,船舶噸位、通航頻率與日俱增,傳統攝像機在成像清晰度、色彩飽和度、穩定性等方面已經不能滿足大型船舶夜間和大霧等不良氣候條件下的通航安全。

2改造方案

2.1 選型調研

前期我們分別在浙江紅蘋果、海康衛視,上海SONY、JVC這四個廠家對攝像機選型進行了調研。經過比較,我們發現浙江海康衛視的日夜型超高解彩色攝像機相較之其他攝像機具有兩個突出優勢,即:逆光補償和強光抑制。逆光補償也稱背光補償,它可以有效補償攝像機在逆光環境下拍攝時畫面主體黑暗的缺陷。強光抑制技術能有效抑制強光點直接照射造成的光暈偏大,視頻圖像模糊,能自動分辨強光點,并對強光點附近區域進行補償以獲得更清晰的圖像,加入強光抑制濾光處理芯片的攝像機可以有效抑制迎面的強光,在夜間監控閘室時,能較真實、清晰的展示運行現場情況。

2.2 現場測試

(1)本次測試條件:①測試地點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,太陽光較為強烈,夜晚能見度高。③攝像機采用海康威視強光抑制攝像機、1/2CC、鏡頭采用騰龍鏡頭。機械變焦、對焦、無云臺、自動光圈、自動日夜彩轉黑。④照明條件一號閘閘室每邊共5盞LED燈具,所有機房門頭燈、引航道照明均為LED燈具。⑤新購置海康衛視硬盤錄像機,達到DVD畫質,分辨率較以往大大提高。

(2)我們根據目前船閘的照明現狀,選取了以下幾個地點進行了測試:一號閘人行天橋橋頂(上游和下游面);一號閘閘室停靠線附件(上游和下游面);一號閘上下游引航道。

(3)測試中我們為了最大限度選取合適的場景位置,采用了固定機位和手動機位2種方法進行測試,固定機位為一號閘天橋橋頂和一號閘停靠線位置,其他均為手動機位進行測試。錄像采用了硬盤錄像機和電腦USB采集卡錄像的兩種方法。

(4)通過現場錄像我們得出,日夜型超高解彩色攝像機在白天太陽光較強的情況下,其強光抑制特點有效抑制強光點直接照射造成的光暈偏大、視頻圖像模糊,能自動分辨強光點,并對強光點附近區域進行補償獲得清晰的圖像。在夜晚和大霧天氣下,其逆光補償特點有效補償攝像機在逆光環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 設計方案

(1)根據船閘運行現場管理需求的改變,確定監控點位置及作用,根據監控點布置點位完成綜合布線工作。

(2)系統視頻信號經視頻系統傳輸分系統進入監控中心數字硬盤錄像機進行存儲,滿足管理人員對本地圖像的監控管理和錄像需求。

(3)對登記、售票以及監控中心等監控點安裝高保真的拾音器,對上述監控點進行圖像與聲音同步監控,并通過傳輸介質傳輸至數字硬盤錄像機進行存儲。

(4)根據管理和運行現場的實際情況,室外各監控點采用強光抑制日夜型超高解槍式彩色攝像機配合高倍紅外對應鏡頭并加裝輕質防護罩。

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

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

3試運行現狀

淮陰一號船閘監控改造工程于2011年11月5日竣工驗收后開始試運行,通過近5個月的設備運行及現場檢查情況發現:(1)日夜型超高解彩色攝像機能清楚監視指定區域,夜間和不良氣候條件下畫面輸出質量良好。(2)重點監視區域無盲區、死角。(3)監控點搜索、鎖定觀察、操控方便流暢。(4)重點錄像資料的保存正常無誤。

我們認為通過本次監控改造,使用日夜型超高解彩色攝像機代替傳統攝像機達到了保障大型船舶夜間和大霧等不良氣候條件下通航安全的目的。