高速公路多路径识别系统安装工法.docx
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高速公路多路径识别系统安装工法
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
颜林牛宇孟京伟
1.前言
随着我国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规模，联网收费已成大势所趋。
由于路网结构的复杂性，一个路网里面一般由多个路政公司管理，在目前实行的联网收费中，需要准确的确定车辆行驶的路径，才能根据不同的路径进行收费。
根据高速公路传统收费系统不能根据车辆实际行驶路径准确收费的特点，中铁十二局集团电气化工程有限公司在福银高速公路福州南连接线多路径识别系统安装中采用将识别设备安装在龙门架情报板上，在不增加监控立柱设备的情况下解决了车辆行驶路径识别准确、图像抓拍角度合适、清晰，缩短工期及减少不同路段业主间重复设立收费站等一系列问题，经总结形成本工法。
2.工法特点
2.1施工工艺简单、易于实施、可操作性强。
2.2具有运营效果稳定，识别速度快，识别率高等特点。
2.3取消了传统多路径识别系统单独设立监控立柱，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。
2.4该技术立足于施工现场，针对性强，且技术实用性较强，应用前景广阔。
3.适用范围
本工法适用于高速公路复杂路网，对车辆进入和驶出高速公路存在两条及两条以上的路径或同一条高速路段由不同管理单位管理等均可使用。
4.工艺原理
通过安装在龙门架上的高清网络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高清车牌自动识别器，设备即可对当前在摄像机监测范围内通行的车辆进行检测、抓拍、违章判断、车牌识别等处理，将监测数据上传至监控分中心，对车辆行驶的路径做出准确的判断及通过后台设备对不通路段管理单位进行拆分及车辆收费费用分配。
高清摄像机无需借助传统的地感线圈或红外光幕的触发来进行拍摄，设备可在一定范围内，自适应车牌大小的变化，通过调整设备安装角度使系统识别速度快，有效提高系统的识别精度和对复杂环境的适应能力。
5.工艺流程及操作要点
5.1多路径识别系统施工工艺流程图，见图5.1。
图5.1多路径识别系统施工工艺流程图
5.2操作要点
5.2.1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5.2.1。
图5.2.1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。
5.2.2安装高清镜头
取出ComputarM2514-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5.2.2-1。
图5.2.2-1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5.2.2-2。
图5.2.2-2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。
5.2.3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5.2.3-1和5.2.3-2。
图5.2.3-1高清摄像机固定在托板上图5.2.3-2托板固定在防护罩内
5.2.4安装高清频闪辅助光源控制板
将控制板放入防护罩内，使有220V电源输入的一面朝防护罩后端，调整控制板的位置，考虑日后系统维护便利，尽量往防护罩后端安装，以不挡到防护罩进出线孔为宜。
用配送的Ф3自攻钉将控制板紧固在防护罩内（说明：
控制板上有固定孔，防护罩内部底面有可供自攻钉拧紧的凹槽）。
防护罩内的所有接线都应从出线孔进出，否则将造成防护罩无法正常关闭。
当进出线比较多时，先剥掉线的外皮再从防护罩的出线孔进出。
见图5.2.4。
图5.2.4控制板安装
说明：
上图①表示防护罩出线孔。
5.2.5安装车牌补光灯
使用U型支架固定车牌补光灯，在U型支架与车牌补光灯之间加上防滑垫片并用配套的Ф8不锈钢螺杆和螺母固定，U型支架底部采用抱箍支撑。
此时，U型支架与车牌补光灯之间、U型支架底部与抱箍之间的固定螺丝不宜拧得太紧，以上下左右都可以调整车牌补光灯角度为宜。
见图5.2.5-1。
图5.2.5-1车牌补光灯固定在U型支架上
按车牌补光灯接口定义连接电源与控制线缆，车牌补光灯电源接口和控制接口。
见图5.2.5-2。
图5.2.5-2车牌补光灯接线口
说明：
上图①表示电源线接口，②表示控制线接口。
只可使用与车牌补光灯配套的电缆连接车牌补光灯。
【警告】接头具有方向唯一性，请勿强行拧进去。
1、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”连接上摄像机。
见图5.2.5-3。
【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。
图5.2.5-3连接摄像机
2、调整摄像机视角，见图5.2.5-4。
图5.2.5-4视角调整
调整防护罩端的半固定云台，以满足要求，调整要点：
1）上下左右调整防护罩，观察摄像机视角，使车道两边分隔线在屏幕50％处。
2）调整摄像机视角，使得小车车牌在视频中是水平的。
调整技巧：
在调整摄像机视角过程中，如果发现车牌上下边沿不平行于屏幕的边沿，可在摄像机和防护罩内部的固定托板之间垫防滑胶片，在屏幕上如果看到车牌的左边高于右边，则在左边垫胶片，反之则在右边垫胶片。
如果车道较宽可以考虑将摄像机视角稍往上抬一些，但不要太多，保证小车车牌在50％处宽度大小为95像素左右，反之则将摄像机视角往下压一些。
3、聚焦
为了保证正常的车牌识别率，必须对镜头进行聚焦，保证视频清晰度。
在实际应用中往往由于镜头的景深不够，导致在视角区域内某些画面是不够清晰的，这是镜头本身固有问题，因此在聚焦时将聚焦区域调节清晰即可，聚焦步骤如下，见图5.2.5-5和5.2.5-6。
图5.2.5-5聚焦区域划定
图5.2.5-6聚焦区域
1）本方案的聚焦区域在图像纵向20％-50％的地方，鼠标拖住不放选择待聚焦的区域，聚焦区域放大方便聚焦清晰。
2）在聚焦时将镜头光圈值调整到最大F1.4，调整镜头的聚焦环，使得在聚焦区域画面中是最清晰的，此时车牌图像应清晰如图
所示。
3）在聚焦完成后拧紧聚焦环，防止焦点发生变化，并将光圈值调到F4.0，锁紧光圈环。
【注意】聚焦是一个重复的过程，在左右旋转聚焦环时必须有足够的耐心，才能将聚焦调整到最佳状态。
5.2.6调整车牌补光灯角度
每一个车牌补光灯对应一条车道，调整车牌补光灯的角度，使得光斑落在对应车道的聚焦区域上且在每条道的中间，从屏幕上看，车刚进入屏幕时车牌能够正常反光，并保证各车道上的车牌在屏幕纵向的20%-70%内反光是均匀的，亮度没有明显的下降。
调整好车牌补光灯角度后，务必拧紧U型支架和车牌补光灯之间的螺杆以及U型支架和抱箍的螺母，以防止车牌补光灯的角度发生变化。
【注意】车牌补光灯角度的调整应选择在晚上进行，否则以上步骤可能无法执行。
5.2.7UPS立柜
UPS基础位于路侧龙门架基础旁，UPS设备采用厦门科华产品，UPS（单相）容量为1KVA，后备电源容量三小时，防护等级满足户外使用要求。
5.2.8后台设备安装
后台处理设备包括车牌识别处理器、交换机、数据库服务器、数据处理工作站、通信节点机等，安装于福州西监控分中心。
6.材料与设备
主要机具设备与材料表见表6。
表6主要机具设备表
序号
设备名称
数量
规格型号
单位
备注
一、主要施工工机具
1
螺丝刀
1
把
2
尖嘴钳
5
把
3
扳手
1
把
4
壁纸刀
1
把
5
卷尺
1
3m
把
6
扎带
1
把
7
卷尺
1
3m
盒
8
水平尺
1
把
抱箍
2
套
二、试验仪器
1
绝缘电阻测试仪
1
KZC30
台
2
笔记本电脑
1
Lenovo
台
3
万用表
1
FLUKE-Ⅲ
个
4
避雷器特性测试仪
1
SR2001
台
5
光时域反射仪OTDR
1
ART-1500
台
6
光纤熔接机
1
TYPE-81C
台
7.质量控制
7.1本工法严格执行以下规范、标准的要求。
《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/2-2004）
《公路工程竣（交）工验收办法》
《福建省高速公路三大系统施工技术规范》
《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》（GB50168-92）
《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB50150-2006）
7.2坚持施工过程控制
采用PDCA管理循环，进行过程质量控制。
如图7.2。
图7.2施工过程控制图
7.3施工操作人员必须持证上岗。
7.4选用优质的试验仪器，并确保在合格有效期内使用。
8.安全措施
8.1本工法严格执行以下安全规程、规章制度。
《公路水运工程安全生产监督管理条例》
《安全生产许可条例》
《建筑安装工程安全技术规程》
《建筑安装工人安全技术操作规程》
8.2对特殊工种进行安全技术专业培训，经劳动部门考核发证，坚决做到持证上岗，在技术交底同时进行安全交底。
8.3机具在使用前必须经过检查,确认安全、可靠、合格后方可使用。
9.环保措施
9.1遵守国家和福建省的环境法律和地方性法规及其它要求。
9.2施工现场应保持清洁、整齐，尽量减少施工垃圾的产生，做到工完、料净、场地清。
9.3实施文明施工责任制，坚决做到谁施工谁负责。
9.4禁止在施工现场焚烧施工垃圾等，防止产生有害、有毒气体。
9.5施工完成后将施工场地恢复原貌。
10.效益分析
10.1经济效益
福银高速公路福州南连接线工程，安装多路径识别系统2套，在施工中采用将路径识别系统抓拍监测设备安装在门架式情报板上，避免了单独设立监控立柱设备，最终达到节省时间6天，节约施工及设备成本约4万元，产生良好的经济效益。
10.2社会效益
高速公路多路径识别技术的应用，可以准确记录车辆的行驶路径，实现全省联网收费，取消同一路段不同业主设立的收费站，进出高速公路车辆在不同路段管理单位只需进行一次收费，提高了通行速度，减少了收费站建设和收费人员的聘用避免资源的浪费。
系统运行稳定、识别效率高，受到运营业主的好评。
本工法具有施工工艺简单、易于实施、可操作性强等优点。
高速公路多路径识别技术将是今后高速公路发展的必然趋势，本工法应用前景广阔。
11.应用实例
多路径识别系统在福建省福银高速公路福州南连接线项目中应用，该工程开竣工时间：
2011年8月—2011年11月30日，投入运行后，各种性能及参数稳定，达到了预期效果，获得了建设及运营单位的好评，具有较好的推广应用前景。
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