高速公路收费监控系统视频干扰问题的探讨

摘 要：近年来随着我国交通事业的不断发展、高速公路管理制度的不断改革，我国高速公路收费监控系统也不断完善。高速公路收费监控系统视频显示的清晰性、准确性对于高速公路收费工作的顺利开展具有重要的作用，但是在实际工作中，由于多方面原因会出现视频干扰现象。文章主要介绍了高速公路收费监控系统的基本特点，分析了高速公路收费监控系统常见的几种视频干扰现象及其原因，最后提出了几种有效的预防高速公路收费监控系统视频干扰的相关措施。

关键词：高速公路；收费监控系统；视频干扰；相关问题

自从引入高速公路收费监控系统后，我国高速公路收费情况得到了很大改善，已经可以有效防止发生各种收费舞弊行为，同时也在很大程度上提高了高速公路的现代化管理水平，整个行业的文明服务建设也有了很大发展，有利于维护高速公路的正常运行以及管理。然而，在实际工作中，仍会由于各种各样的原因对高速公路收费系统的正常运行造成一些影响，其中最为突出的问题就是收费监控系统视频干扰问题。为了进一步提高我国高速公路收费管理水平，作者结合自己的实践工作经验分析了当前高速公路收费监控系统的视频干扰情况，总结了几点抗干扰对策，希望给相关工作人员一些参考。

1 高速公路收费监控系统的基本特点

高速公路收费监控系统主要是为了确保井然有序的管理来往车辆收费，和其他的监控系统相比，高速公路收费监控系统主要存在以下几点差异：（1）接口比较多。高速公路上有很多相关的设备都需要连接收费监控系统，这样才可以确保实现系统的各种功能，也可以确保各控制室之间可以保持相互联系，因此一般高速公路收费系统设置有很多接口，这样导致图像处理难度增加。（2）线路相对比较长。通常情况下，高速公路具有很大的空间跨度，因此相应的收费监控系统也有很长的线路，这样也会使图像处理难度加大。（3）周围环境相对比较恶劣。一般高速公路都是建立在室外，因此安装高速公路收费监控系统也在室外，这样很容易遭到外界自然环境的影响，特别是车辆行驶声音及空气中的粉尘，周围建筑的电磁波都有可能影响收费监控系统。

2 高速公路收费监控系统的视频干扰现象及其发生原因

2.1 空间电磁波干扰

通常情况下，如果存在空间电磁波，收费监控系统显示设备很容易出现斜形网纹的现象，有时严重的话，之前的图像可能会被网格淹没，从而中断视频采集。作者经过整理、分析，发现电磁波会干扰到高速公路收费监控系统有多种原因：（1）架设监控电缆的过程中，其他相邻电磁波在实际运行时可能会牵涉到监控设备线缆的运行范围，如果这两种信号的传输范围出现重合情况，这样很容易相互干扰，这对于收费监控系统设备传输正常信号会造成严重的影响。（2）终端设备以及摄像设备进行接地连接，不但会干扰工频，同时也可能会导致电磁波干扰。主要是由于接地过程中不同电位间差异较大，因此在传输双绞线视频的过程中很容易造成电磁干扰。

2.2 工频干扰

通常情况下，如果出现工频干扰的情况下，高速公路收费监控系统显示设备上常常会出现一些干扰信号，如网纹或者噪点等，严重的情况下可能会有暗横带。工频干扰的主要原因是因为监控设备和摄像设备在连接环节出现问题，也就是说两者在同一时间接地，这样可能会导致不平衡负载，可能会形成电位差（50Hz左右），这样会在很大程度上干扰收费监控系统的视频图像。

2.3 低频（20Hz-30Hz左右低频噪声）干扰

低频干扰很容易使收费监控视频设备产生静止水平条纹的情况，这样很容易对图像的形成造成影响。高速公路收费监控视频系统出现低频干扰现象主要是因为设备在实际运行时，一些低频信号（如数据、声音等）传输的过程中受到交流电干扰，因为低频信号传输通道一般介于20-30Hz左右，相对比较狭窄，因此传输过程中可能会和其他设备电缆进行同轴处理，低频信号传输质量也就受到影响。

2.4 高频噪声干扰

高频干扰一般情况下会使高速公路收费监控系统的显示设备上出现高亮点或者雪花点的情况。高速公路收费监控系统会出现高频噪声干扰的原因主要是由于传输信号时很容易出现高强度二次谐波。即使相对于基波而言，谐波强度低很多，但是高次谐波频带比较宽，因此采用视频基带（也就是6MHz带宽内）进行传输的视频信号，每次都会被基波的各次谐波干扰。通过多次精度实验后发现，高频干扰信号的谐波频率以及基波频率都超过45MHz。

2.5 反射干扰

通常情况下，反射干扰很容易使高速公路收费监控系统的显示设备产生图像重影现象。高速公路收费监控系统会出现反射干扰现象的原因主要是在传输视频信号的过程中，视频信号的饱和度、亮度以及色度都会有一定程度衰减，如果传输视频的同轴网络并没有匹配阻抗的情况下，视频信号一直传输到终端设备时，部分饱和度、亮度以及色度会出现微反射，同时信号被反射回来后会重新返回到信号发射处，这样会再次形成反射，和视频信号叠加，通过损耗以及延长时间最后到达终端。在接收端，多个反射信号会出现码间干扰（ISI），这样会使收费监视器接收到的输入信号相位以及信号幅度是错误的，而且会将错误信号显示出来，这样会导致传回图像感觉比较模糊，就像是一层模糊不清的图像蒙在了清楚图像上，这也就是所谓的重影现象。

3 预防高速公路收费监控系统出现视频干扰现象的有效措施

通过作者多年来的工作经验分析和总结，认为可以采用以下几种措施预防高速公路收费监控系统的视频干扰现象：（1）如果有条件的情况下，应该尽可能应用光端机传输控制信号以及级联视频信号的视频，这样就可以借助光隔离来解决视频干扰问题。（2）应该注重各种设备接地工作，分开布设强弱电，使之保持一定的距离。（3）通过分析干扰波传播距离以及传播频率之间的关系曲线，不难看出传播频率越低的话，信号传播距离也就越远。这也说明传播频率越好，视频信号受到干扰的可能性越小，相反传播频率越低，视频干扰可能性越大，而且视频干扰强度会越高。因此，应该调高信号频率后再进行传输，在中心调制信号后再进行滤波，这样可在很大程度上减少干扰。（4）可以通过加装视频抗干扰隔离器减少级联视频信号干扰情况。视频抗干扰隔离器是一种现代化高科技专利产品，可以很好的将各种干扰信号隔离，尽可能恢复以往的图像，进而确保信号传输质量。（5）系统自身可能会出现干扰，这种情况下可以采用低噪声放大器，将视频信号源输出电平适当提高，或者提高高速公路收费监控系统的施工质量，也可以实现阻抗匹配等相关措施。或者应用单端接地的方法，将一只高频变压器接入到视频信号传输回路中，这样可对地电位干扰产生抑制作用，从而有效抵抗视频干扰。

总而言之，高速公路收费监控系统是确保高速公路正常运行以及管理的重要内容，相关部门应该高度重视高速公路收费监控系统视频设备的正常、高效运行，以防出现视频干扰现象对视频图像显示质量造成影响。相关人员应该掌握几种常见的视频干扰现象的特点及其发生原因，及时采用有效的预防措施，进而保障收费监控系统视频图像的清晰性与准确性。

参考文献

[1]汪光华.智能安防：视频监控全面解析与实例分析[M].机械工业出版社，2012，1.

[2]李冬陵.高速公路监控设备操作实务[M].人民交通出版社，2011，4.

作者簡介：甘立成（1974，2-），广西交通投资集团柳州高速公路运营有限公司，工程师。