公交車載硬盤錄像設備硬盤減振設計與驗證

□ 文/皮玉華

公交車載硬盤錄像設備硬盤減振設計與驗證

□ 文/皮玉華

引言

公交車是一個流動的社會，司乘人員服務質量和車廂內治安狀況，對公交車乘客的滿意度影響很大。售票人員是否廉潔對公交公司運營績效和收入直接相關。公交車載視頻監控系統能夠記錄車內和車外的信息，可作為重要的可視化管理手段，提高乘客滿意度和改善公交公司運營績效。

車載視頻監控系統包括采集圖像的攝像機，存儲圖像的車載錄像設備和車載監視器等。 車載錄像設備的存儲介質可以選擇機械硬盤、固態硬盤和SD卡等。硬盤具有保留時間長和單位容量成本低等優勢得到廣泛應用，但是硬盤對振動非常敏感，因此必須在車載錄像設備針對硬盤進行減振設計。減振設計驗證包括振動數據收集，減振器件選擇，減振方案驗證等過程。

振動數據收集和硬盤允許振動數據

振動數據收集

通過將振動傳感器安裝到公交車主要部位，在不同運行路況和車速收集車輛振動數據。得到如表1數據。

表1 公交車在不同路面、車速主要部位的振動數據

數據收集中發現最大峰值頻率點大部分在0～50Hz以內，峰值區域在200Hz以內，最大振幅0.66Grms。以上數據表明前部行李架振動最小，車尾振動最大。通過以上數據可見，硬盤錄像設備安裝時應優先選擇安裝在車前部行李架，避免選擇安裝在車尾。

硬盤允許振動參數

3.5”硬盤能承受振動條件如表2

以上參數假定硬盤安裝穩固，振動通過硬盤的安裝螺絲導入。振動需要從X Y Z三個方向，線性正弦掃描輸入。從以上數據可知車上收集到的振動數據已經超過3.5”硬盤能承受的振動的極限。

表2 3.5”硬盤允許的振動條件

減振器件選擇

有三種常見的減振器件，鋼絲減振器件如圖1，硅膠減振器件[4] 如圖2，油囊減振器件如圖3.

▲圖1 鋼絲減振器件

▲圖2 硅膠減振器件

▲圖3 油囊減振器件

減振器件連接硬盤和硬盤錄像主機，實現主機和硬盤之間的振動傳導隔離，從而降低或減弱硬盤承受的振動，三種減振器件的特點比較如表3:

表3 不同減振器件的比較

從以上對比可以看出不同產品有其優勢, 鋼絲減振效果好，成本高。我們在實際設計中選擇了硅膠減振器件。

減振方案驗證過程

不加電驗證

將車載錄像設備固定到減振臺，將收集到的振動數據輸入振動臺，收集硬盤上的振動數據，查看硬盤上的振動是否超過硬盤允許的振動極限，根據實際收集的數據為0.66Grms, 驗證時都選擇了1Grms為振動強度，在數字式振動試驗系統中,使用了表4的測試條件

表4 不加電隨機振動

不通電樣品在三個相互垂直的軸線上依次進行振動；試驗后，檢查樣品外觀、結構及功能均正常。硬盤上收集的數據低于0.25Grms

加電實驗室驗證

加電實驗室驗證時將車載錄像設備固定在振動臺，運行表5的振動數據，通電并接入視頻，開啟錄像，事后查看錄像資料是否完整，查看硬盤健康狀況。

表5 加電掃頻振動測試

通電樣品在三個相互垂直的軸線上依次進行振動；試驗中，樣品通電工作正常；試驗后，檢查樣品外觀、結構及功能均正常。

加電現場驗證

加電現場驗證是將車載錄像設備安裝到公交車上，在不同路況運行，事后查看錄像資料是否完整，查看硬盤健康狀況。將通過以上測試驗證的車載硬盤錄像設備安裝到公交車上運行觀察，經過1個月的現場運行，每兩天查看錄像完整性和對硬盤進行健康檢查，錄像完整，硬盤健康狀態良好。

結論

本文論述的方法在一款車載硬盤錄像機設計過程中，經過了振動數據收集,加電實驗室驗證,現場測試和現場批量使用,沒有出現硬盤因振動原因導致的硬盤返修率上升。說明設計方法有效。受限于項目需求的錄像保留時間，本論文項目實施時選擇的是3.5”硬盤，因2.5”硬盤允許的振動參數更高，如果實際使用2.5”硬盤能夠滿足錄像保留時間要求，建議優先選擇2.5”硬盤。

作者單位：深圳英飛拓科技股份有限公司