高速公路全程監控攝像機供電問題分析

摘要：對高速公路實行全程監控是交通運輸的發展趨勢，因此加強高速公路全程監控設備的布控必不可少，尤其是監控攝像機在高速公路沿線的全程布設，可有效監視高速公路全程車輛運行情況，然而在全程監控中，部分監控攝像機與供電地點的距離相對較遠，因此加強該方面的設備供電非常重要。

關鍵詞：高速公路;全程監控;攝像機;供電

1全程監控的概述

高速公路全程監控作為一種有效的監控方式，能夠對全線路況進行直接監視，更快地發現交通異常，更快地采取處理措施，有效提高路網的通行能力，減少交通事故的發生。因此，全程監控系統在高速公路上的建設正逐漸成為一種趨勢，而作為其重要的組成部分，視頻監控系統也更加受到重視。

2供電方式選擇分析

2.1電纜直接供電

電纜供電是高速公路上普遍使用的外場設施的供電方式，由安裝在高速公路上的變電所供電。而電力通過交流電源的電纜傳輸提供給外場設施也很簡單，當傳輸距離較長，電纜直徑成比例增大時，就會增加建設成本。另外，還需單獨進行配管工作，由于施工成本增加，電纜的直接供電只能依靠臨近收費站、服務區等供電站的攝像機，如果攝像機安裝距離太遠，則不適合使用。

2.2風、光互補供電

風光互補供電是一種將風能發電和太陽能發電結合起來的供電方式，由小型風力發電機、蓄電池組、太陽能電池板、充放電控制器和逆變器等部分組成。風力發電機和太陽能電池板分別將風能和太陽能轉化為電能，控制器控制風力發電機和太陽能電池板對蓄電池充電，再由蓄電池組對負載進行供電。該供電系統將風力發電和太陽能發電技術結合為一體，在供電能源上互為補充。攝像機供電采用風、光互補方法，施工相對方便，操作方法低碳環保，節能減排，但是受日照、風條件的影響以及季節性的天氣變化所帶來的影響。該系統非常適用于太陽能資源和風能資源豐富的地區，但難以保證陰雨地區相關設施的長時間用電需求。

2.3直流遠程供電

直流遠程供電系統一般由局端遠程供電、供電電纜和遠端供電接收裝置組成。安裝在局端的車站端遠程電源將交流電轉換成直流電進行升壓，高壓直流電通過電纜傳輸到遠端供電接收裝置，轉換成相應的直流電或交流電，并將電源連接到攝像機的遠端接收電源。直流電源在電壓穩定時不會產生電磁干擾，可采用通信電纜管道敷設，不需單獨填筑，施工方便，投資成本明顯降低，供電效果理想。

3直流遠程供電方案及特點分析

3.1直流供電方案

直流遠程供電系統可以選擇安裝在收費站的配電室或通信電源室中，供電設備配置安裝采用標準柜，建議將電流變換器置于末端設備。在機房用電作為電源的情況下，采用AC-DC交直流變換器進行隔離轉換，還可以減少浪涌干擾到遠端設備。在使用直流電作為電源的情況下，可以使用DC-DC轉換器為遠端裝置提供連續的電源保證。該系統采用“N+1”冗余并行的模塊化設計，以保證持續的功率輸出。因此即使模塊失效，也可以從其他正常操作模塊連續提供功率，以提高系統可靠性。為加強對供電系統的管理，設置與系統相對應的監控單元，實時監控系統電流、電壓，發現異常時，監控單元直接向監控中心系統發送報警信號，并進行及時維護。電源電纜通常從站末端的配電站退出，并在實際安裝時可以使用電源管或通信管布置，電纜的直徑可以根據傳輸距離和相機的功率來測量。通常，負電荷不會改變，更高的電壓可被傳輸到更遠的距離。

3.2直流遠程供電的特點

（1） 系統安全性更高。直流端供電端終端發射器與輸入和輸出進行電氣隔離，并與輸出直流高壓接地進行電氣隔離，線路不接地，人或動物接觸傳輸電纜和遠端接收器中的單極接地，即使短路，電源的安全性能也更高。

（2） 系統可靠性更好。在直流端供站端發送器中，AC-DC交直流變換器模塊方便做到N+1冗余并聯，在局端電源采用更可靠的直流非電源形式，這樣即使發生故障或突發事件，也不受影響，整個系統供電正常，該供電系統可靠，對系統的維護有一定的幫助。

（3） 節約項目投資成本。由于直流電源的最大安全電壓限值為400V，交流饋線的最大安全電壓限值為282V，所以在等效輸電條件下，直流遠距離饋電所需的電纜直徑僅為原交流電源的一半，外場監控攝像電源的電力通常較小。電纜作為供電電纜提供給相機足夠的電源，不僅能節省電纜成本，也為建設項目節省更多的投資成本。

4應用案例分析

某高速公路全長約120km，沿途共設4個收費站。在全程監控系統改造工程中，主要改造內容包括監控設施、通信設備、供電設備，為了實現全程監控，每間隔3km增設一臺攝像機，全線共安裝高清攝像機43臺。此次系統改造工程，主要按以下四條措施實施，分別為：第一，主要將遠程供電發送的模塊以“N+1”冗余的形式安裝在各個收費站點的配電機柜以內，確保電能的有效輸出，在收費站先期進行互通，隨后從高速公路兩側進行供電。接收模塊以抱桿形式安放在監控立桿上，或者是立桿附近的配電箱中。發送和接收模塊均做好防雷接地的保障措施。第二，從收費站出發，采用兩條線路分別向兩個方向供電，而不是采用單一方向的線路供電，避免出現其他問題。第三，在鋪設供電電纜時采取主從結構，主線從發送模塊引出，支線從供電管道引出，連接到監控位置，需要穿越公路時利用過線井或橋下空間等，主線與支線的連接要確保工藝可靠。第四，當普通電纜難以滿足實際需求時，與施工單位現場勘察，并嚴格按照中分帶吹纜工藝的標準要求，改為定制獨股硬電纜，其規格為2×6mm，使吹纜工作按照時間節點及時完成。該工程在竣工后5個月的試運行期間，所使用的直流遠程供電系統穩定可靠，未發生一起供電方面的故障，為高速公路全程監控攝像機的供電問題提供了良好的選擇方案。

5結語

總之，切實解決遠距離供電問題已經成為目前關注的重點。通過分析，直流供電方法最具安全性、穩定性，具有可行性，施工不僅方便，還能節省成本，在一定程度上滿足了高速公路為遠距離攝像機供電的需求。

參考文獻：

[1]馮海軍.高速公路全程監控攝像機供電問題研究[J].交通世界（中旬刊）.2020，（2）.

[2]王希平，楊建，杜金彪.高速公路微電網研究[J].筑路機械與施工機械化.2016，（12）.

[3]王瑞.京滬高速全程監控改造供電方案探討[J].中國交通信息化.2017，（11）.

（作者單位：遼寧艾特斯智能交通技術有限公司）

作者簡介：朱琦（1990.12-），男，遼寧鐵嶺人，鄭州大學自動化專業學士，研究方向：高速公路機電系統。