城市制高点监控 在智慧城市中的设计与应用

　　在城镇化加快的今天，城市的治安、消防、重点目标、突发事件的监控和管理日益频繁和复杂。城市远距离高空监控因自身的优势能够在复杂的城市环境中顺利实现看得见、看得清和看得远。由于一般通用摄像机或者快球等设备在5-20米的空中布设，容易被建筑阻挡，要实现基本无阻挡的全面监控相当困难。而高空监控是指在城市制高点位置布设带云台摄像机以实现方圆几公里范围的视频监控。

前端采集子系统示意图

　　现在单一的云台加枪机的技术已经不能完全满足城市制高点监控的需求和发展，且云台加枪机的设计架构具有先天性的不足：其一，不具备抗风能力，城市制高点监控都是在城市的高点安装，会有2-4级的风，靠云台的支点支撑的枪机会出现抖动，解决办法是增加枪机重量来抗风，但这又会带来第二个不足，即转动速度慢，且因惯性大而不能立刻启动或停止 ;第三，当前主流云台都是采用步进马达加传动皮带来带动枪机转动，传动皮带的齿轮如果做得大，则每个齿轮对应的图像预置位精度会大到零点几度甚至几度，反之如果皮带齿轮做得小，虽然精度得到提高，但小齿轮不耐磨，用不了几个月皮带会磨平，这也是为什么云台加枪机的设备在高点监控中不能经常转动的原因。因此，综合性城市远距离高空监控系统,是以高精度转台为基础的，集成高清摄像机、大倍数长焦镜头、激光仪、热像仪以及陀螺稳像技术、密闭防雨雪技术、智能跟踪技术、烟火识别技术于一体。

城市高点监控系统示意图

　　前端采集子系统

　　居高临下能看多远多清楚也取决于设备的优劣。远距离高空摄像机在硬件方面对于镜头、焦距、补光灯照射距离等要求较高，对图像的稳定性和定位精度要求也很高; 软件上，要求看得“见”、“清”、“明”; 而对要达成监控目的，其防风雪、透雾、图像的稳定性及设备的使用寿命也是综合考量的因素。要顺利实现远距离高空监控的目的，应在多方面同时下手。

　　首先，高空监控系统布设在高空，风速导致晃动严重，因此球形转台的抗风能力及自身的运行间隙控制是影响图像稳定的关键。

　　其次，摄像机的各项设置配合。由于布设位置较高，转台的空间和载重有严格的限制，如果将长焦镜头、高清摄像机、激光仪、热像仪等放进有限的设备空间，对设计者来说是一大难题。

　　再次，实现远距离高空监控，要解决光线不足的问题。由于城市高空监控所覆盖的范围较大，普通的照明灯或者红外灯很难实现远距离的照射，因此借助激光灯辅助设备完成照明就成为了夜间监控的惟一有效手段。

　　布点原则

　　视频监控点，主要安装在城市的制高点部位，既能实现对全局的监控，又能对某一特定目标抵近监控，同时不受建筑物和树木的阻挡。布点的重点部位包括：容易发生**件的重点敏感区域 ;城市的标志性广场或者道路 ;治安管理重点、难点区域和易发案区域。

　　取电

　　有两种取电方式，条件好的城市制高点采用统一的市电方式，供电应稳定可靠，供电电压达到交流AC220V，频率范围46HZ-60HZ;电压范围AC170V-280V，功率要求不小于1KW;野外或者偏远地方可采用风光互补方式供电，保证电压不小于36伏即可。

　　防雷和接地

　　前端设备安装于制高点易遭到雷电打击，前端设备的电源一般在现场就近取用，易受雷电波影响产生高压和浪涌电流。如果没有防雷、避雷措施，前端设备的运行将得不到保障，可能导致一体化摄像机短期内大量损坏，使系统崩溃。为了前端设备能可靠、长久地运行，高空铁塔和前端机箱须接地。

　　前端监控铁塔和监控箱统一防雷接地，每个前端监控点可配置220V电源防雷模块和电源信号视频二合一防雷模块，也可由前端智能一体化设备提供防雷功能。

　　监控功能介绍

　　包括大范围、全覆盖观看 ：可设定预置位轮巡，大范围监控城市区域 ;目标精准放大 ：发现可疑人物或车辆时，可进行拉近观察 ;应急指挥 ：出现紧急情况时，可通过千里眼锁定目标，进行实时观察和录制，以及现场指挥;视频选择功能 ：在其权限范围内对监控信号进行选择、切换，同时根据监控信号的数量自动实现1/4/9/16等多画面的同屏显示 ;视频调节功能 ：能根据不同的环境条件，对监控图像进行亮度、颜色、对比度、色调的调节，以保证最佳效果。

　　转台功能介绍

　　转台能满足要求 ：机体采用高强度铝合金材料，坚固密封，军工品质 ;球形外观设计，抗风能力强 ;采用精密直驱电机驱动，运行平稳、反应灵敏、定位精确 ;方位观察范围 ：连续360° ;俯仰观察范围 ：-36~99°;最大方位回转速度：≥ 300/s;最小方位回转速度：≤ 0.02/s;回归与预置位精度 ：±0.02° ;预置位数量 ：不少于255个(可扩展);防护等级：IP66 ;抗风等级 ：12级风(图像平稳无明显抖动);回传图像显示 ：平稳、无抖动、无卡顿 ;工作温度 ：-40℃至60℃;承重：≥ 25kg;以高空监控的特性来说，其复杂程度及成本使得它在市场推广中一度受挫，但也由于其“一个顶多个”的综合成本效应以及无法取代的监控优势，也促使其在城市制高点建设的大潮中逐渐“受宠”。

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