公路机电工程系统原理课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,公路机电工程系统原理,公路机电工程系统原理,1,公路机电工程系统原理课件,2,公路机电工程系统原理课件,3,公路机电工程系统原理,干什么用的？,一项重要的支持保障系统,为公路营运管理者的安全管理、高效(提高工作效率，提升经济效益)运营提供服务,为公路使用者的安全、快捷出行提供服务,公路机电工程系统原理干什么用的？,4,公路机电工程系统原理,监控设施,监视道路交通流量，监视特殊路段的气候状况，保证道路的安全通行，为道路使用者提供必要的信息和帮助，为道路营运管理者提供管理决策参考信息，为处理道路故障提供数据和图像信息。,由车辆检测器、气象检测器、闭路电视监视系统,(信息采集设施),、可变标志,(信息发布设施),、光电缆线路、监控(分)中心设备及软件,(信息管理设施),、大屏幕投影系统、地图板等分项工程构成。,公路机电工程系统原理监控设施,5,公路机电工程系统原理,车辆检测器,线圈型、视频型、微波型、,信息采集：计数、测速、流量统计、道路占用、事件发现,、,主要构件：基础、箱体、传感器(线圈、摄像机、微波天线)控制器、传输设备(调制解调器、数据光端机)、接口设备(信息接口、供电接口),公路机电工程系统原理车辆检测器,6,公路机电工程系统原理,主要指标参数(以常用的线圈型为例),项次,指标参数,技术要求,1,交通量计数精度,允许误差:,2%,2,平均车速精度,允许误差:,5%,（km/h）,3,传输性能,24小时观察时间内失步现象不大于1次或BER10,-8,。,4,绝缘电阻,强电端子对机壳50 M,5,安全接地电阻,4,6,线圈参数,外观工艺、环阻、电感量、绝缘(参考产品标准),7,功能要求,自检功能、逻辑识别线路功能、复原功能,、,本地操作与维护功能、控制功能以及招标技术规范要求的其他功能,8,设备基础,基础尺寸、外观、结构、强度,9,设备箱体,外观、安装工艺、防腐,涂层质量,公路机电工程系统原理主要指标参数(以常用的线圈型为例)项,7,公路机电工程系统原理,气象检测器,信息采集：环境温度、湿度、风速、风向、降雨、路面结冰,、能见度、,主要构件：基础、箱体及立柱、传感器(温湿度计、能见度检测计、路面传感器,、,)控制器、传输设备(调制解调器、数据光端机)、接口设备(信息接口、供电接口),公路机电工程系统原理气象检测器,8,公路机电工程系统原理,主要指标参数(以常用的线圈型为例),项次,指标参数,技术要求,1,温度误差,1.0,温度误差,1.0,2,湿度误差,5%R.H,湿度误差,5%R.H,3,能见度误差,10%或合同要求,4,风速误差,5%或合同要求,5,传输性能,24小时观察时间内失步现象不大于1次或BER10,-8,。,6,绝缘电阻,强电端子对机壳50 M,7,接地,安全接地电阻4,，,防雷接地电阻10,8,功能要求,降水检出、路面结冰检出、自检、,9,设备基础,基础尺寸、外观、结构、强度,10,设备箱体,外观、安装工艺、防腐,涂层质量，立柱竖直度,5mm/m,公路机电工程系统原理主要指标参数(以常用的线圈型为例)项,9,公路机电工程系统原理,闭路电视监视系统,图像,信息采集和播放,、存储、检索、,主要设备,外场,设备：基础、箱体及立柱、摄像机、传输通道(视频光端机、传输光电缆线路)、防雷及接地,、,室内设备：监视器、投影设备、录像设备、矩阵控制和切换设备、传输通道设备(视频光端机、视频编解码器、传输设备),、,公路机电工程系统原理闭路电视监视系统主要设备,10,公路机电工程系统原理,闭路电视监视系统,外场摄像机关键技术性能,水平分辨率(,450线,)；扫描频率,最低照度(,1.0 lux,),信噪比(,50dB),电子快门(,1/20s1/10000s,),功能要求(自动白平衡、逆光补偿、),摄像机镜头,光圈可调(自动、手动)；焦距可调(自动、手动)；镜头变焦范围(距离)、变焦速度,摄像机云台、防护罩、解码器(枪机为分体式，球机为一体式),功能要求(密封、防尘、防雨、带雨刮器、自动加热、自动排风、除霜、),转动角度、转动速度、自动定位,摄像机防雷,电源保护器、数据保护器、视频保护器、避雷针、地网、,公路机电工程系统原理闭路电视监视系统,11,公路机电工程系统原理,闭路电视监视系统,视频传输通道,广义上是指这样一种通道或设备，不论它的中间环节对信号的处理过程如何，它的输出和输入都是视频信号（彩色全电视信号）,信号源 输出端,视频通道,视频信号 视频信号,视频通道可能包含压缩或无压缩的调制解调设备、编解码设备、视频分配设备、视频切换控制矩阵设备、数字或模拟传输设备以及光电缆传输介质、大气传输介质等；视频信号可能经过的数字/模拟的多次转换。,公路机电工程系统中，信号源就是摄像机设备，输出端接到电视墙监视器或大屏幕投影设备、录像机设备、图像计算机设备等显示或存储设备。,公路机电工程系统原理闭路电视监视系统,12,公路机电工程系统原理,闭路电视监视系统,视频信号包含的主要要素：亮度信号、色度信号、同步信号(白条幅度：700 mV30 mV；同步脉冲幅度：300 mV20 mV ),失真，这是一个相对的概念，相对于理想状态或原有事物的变化程度，利用失真这一概念，通过检查信号在传输前后的变化情况来分析设备的性能。,线性失真：由于系统特性而产生的失真，与信号本身幅度无关，输出信号与输入信号之间保持线性关系。U2=K(f/t)U1，其中U1输入信号、U2输出信号、K(f/t)传输函数,非线性失真：信号在传输中引起的失真与被传输信号本身的幅度有关时，这种失真称非线性失真，输出输入信号之间已经不是简单的线性关系。U2=K（U1）U1 传输函数K（U1）不仅是频率（或时间）的函数，而且是输入信号的函数。,公路机电工程系统原理闭路电视监视系统,13,公路机电工程系统原理,视频传输通道主要性能指标,K系数：把各种波形失真按人眼视觉特性给予不同评价的基础上来度量图象损伤的一套系统方法(回波E7%KF)。,失真类型,短时间失真,Kp、Kpb,行时间失真,Kp,场时间失真,K,50,长时间失真,对应的持续,时间,象素（一个或数个）0.1-1us,行期间,1-64us,场期间,64us-20ms,多帧,20ms-几十s,测试波形,2T脉冲/,条信号,2T脉冲/条信号中的条信号,场频方波,APL变化,每隔数秒跳变的平场信号,对图象的,影响,对应图象细节、边缘、轮廓的,变化,水平方向的亮度变化、拖尾和模糊,图象垂直方向的亮度不均匀背景亮度不真实,图象闪动,产生的原因,频带宽度不够或高频补偿不当,中频频谱分量的幅度特别是相位失真。箝位电路存在问题,低频相位失真，箝位电路不佳,与交流耦合级，反馈环路低频特性电路阻尼、电源去耦电路、低频补偿电路等有关,公路机电工程系统原理视频传输通道主要性能指标失真类型短时,14,公路机电工程系统原理,视频传输通道主要性能指标,色亮增益差K(5%)：把一个具有规定的亮度和色度分量幅度的测试信号送到被测系统的输入端，输出端信号中亮度分量和色度分量幅度比与输入端幅度比的改变称色亮增益差。,影响：色饱和度失真，类似色饱和度调节不当，K为负，图象色彩变淡、暗淡、人物神色不佳；K为正，颜色过浓、轮廓不分明，类似儿童填色画，缺乏真实感。,原因：传输通道幅频特性不好；色度、亮度通道幅频特性不一致。,公路机电工程系统原理视频传输通道主要性能指标,15,公路机电工程系统原理,视频传输通道主要性能指标,色度亮度时延差(100 ns)：当输入一个与K相同的测试信号，输出在亮度分量与色度分量的调制色络波形的相应部分在时间关系上出现的差值，称。,影响：色度信号与亮度信号不能同时到达显示端，彩色套色不准，在水平方向出现彩色镶边，人眼比较敏感感。,原因：传输通道群延时频率特性不平坦，中频滤波器特性变化，中频带宽不够等。,公路机电工程系统原理视频传输通道主要性能指标,16,公路机电工程系统原理,视频传输通道主要性能指标,幅频特性(5.8MHz带宽内2dB)：从场频至系统标称截止频率的频带范围内，通道输入与输出之间相对于基准点频率（250K）的增益变化),影响：图象清晰度；4.43M以内不仅影响亮度、对色度信号产生影响，而且影响K、。,公路机电工程系统原理视频传输通道主要性能指标,17,公路机电工程系统原理,视频传输通道主要性能指标,亮度非线性(5%)：当平均图象电平为某一定值时，将起始电平从消隐电平逐步增加到白电平的小幅度阶跃信号加至被测通道输入端、输出端相应各阶跃幅度比值间的最大差值。,影响：图象失去灰度，层次减少，分辨率降低（由于色度信号是迭加在亮度信号上），产生色饱和度失真。,原因：(前面已提过）元器件的非线性造成，工作点不对，输入幅度过大。,公路机电工程系统原理视频传输通道主要性能指标,18,公路机电工程系统原理,视频传输通道主要性能指标,微分增益失真DG(10%)：由于图象亮度信号幅度变化引起色度信号幅度的失真。,影响：不同亮度背景下的色饱和度失真，影响彩色效果（如穿鲜红衣服从暗处走向亮处，鲜红衣服变浓或变淡）。,公路机电工程系统原理视频传输通道主要性能指标,19,公路机电工程系统原理,视频传输通道主要性能指标,微分相位失真DP(10)：由于图象亮度信号幅度变化引起色度信号相位的失真。,影响：在不同亮度背景下，色调产生失真，由某种颜色变成其他颜色（如穿鲜红衣服从暗处走到明处，鲜红衣服就偏黄或偏紫）。,DG、DP失真原因：色度信号4.431.3M处在视频高端，易受通道中分布参量影响：工作点的不正确对结电容影响大，从而影响传输通道的阻抗参量（发射机上DG、DP预失真调整小合调节的黑白拐点就是调整工作点）。,公路机电工程系统原理视频传输通道主要性能指标,20,公路机电工程系统原理,视频传输通道主要性能指标,随机信噪比(56 dB)：S/N=20lg 亮度信号幅度标称值/随机杂波幅度有效值（dB）,杂波是除有用信号以外任何无用信号和各种电磁骚动的总称,随机信噪比测的是整个频谱上的杂波，但是高频的杂波干扰在图象上表现的是细小的微粒，人眼不易察觉。因此加上一加权网络，使干扰的情况符合人眼观看的实际状况（这就是随机信噪比的加权）。,公路机电工程系统原理视频传输通道主要性能指标,21,公路机电工程系统原理,闭路电视监视系统,监视器画面质量,随机信噪比(雪花干扰),单频干扰(网纹),电源干扰(黑白滚道),脉冲干扰(跳动),安装工艺,立柱竖直度，立柱、基础尺寸、强度，金属件防腐性能,安全接地，防雷接地，强电端子对地绝缘、,其它功能,视频切换功能、录像功能、图像硬拷贝功能、检索功能、告警位预置功能、,公路机电工程系统原理闭路电视监视系统,22,公路机电工程系统原理,LED可变信息标志信息发布,大型可变信息标志,全彩：红色、绿色、蓝色,双基色：红色、绿色,单基色：常用黄色,小型可变信息标志,一般采用双基色：红色、绿色,单基色：常用黄色,公路机电工程系统原理LED可变信息标志信息发布大型可变,23,公路机电工程系统原理,主要指标参数,项次,检测项目,技术要求,1,立柱竖直度,5mm/m,2,立柱、避雷针、法兰和地脚几何尺寸,符合设计要求,3,基础尺寸,符合设计要求,4,机箱、立柱、法兰和地脚的防腐涂层厚度,符合设计要求,5,强电端子对机壳绝缘电阻,50M,6,安全接地电阻,4,7,防雷接地电阻,10,8,视认距离,120km/h,250m,9,发光单元色度坐标(x,y),a.可变信息标志按JT/T 431测量红绿蓝白四种颜色；,b.可变限速标志按JT 432测量红黄两种颜色；,c.其它标志按GA14887测量红绿两种颜色。,10,显示屏平均亮度,最大亮度和最小亮度符合设计要求。无规定时，应不,小于,8000cd/m,2,。,11,数据传输性能,24小时观察时间内失步现象不大于1次或AER小于10,-8,12,自检功能,能够向中心计算机提供显示内容的确认信息及本机工作状态自检信息