摘 要：高速公路监控系统的实施，为管理单位提供了全天候的高速公路道路情况，在遇交通突发情况时充分发挥了指挥调度作用。该文主要针对西安绕城高速公路路灯供电摄像机由于供电问题导致不能正常工作的原因、改造的方案、改造的效果等进行了阐述，并对今后高速公路监控系统摄像机设置时供电方式的选择及应注意的事项提出了建议。
关键词：高速公路；路灯供电；监控；改造
概述
西安绕城高速公路是陕西省公路主骨架的枢纽，路线全长约80公里，绕城高速公路路基宽度35米，双向六车道，设计行车速度120公里／小时。在2003年9月全线通车时建设完成了收费、通信、监控等交通机电系统，2009年为进一步完善绕城高速公路监控职能，实施了绕城高速公路机电系统系统升级改造工程，在原有监控系统的基础上将道路摄像机数量由原有的26台增加到49台，其中路灯供电摄像机8台。以上监控摄像机的设置，为绕城分公司提供了全天候的高速公路道路情况，在交通突发情况时充分发挥了指挥调度作用，极大的缩短了紧急救援、道路清障等处理工作的时间。
路灯监控改造过程
改造起因
2011年绕城高速公路上有很多改扩建的工程项目，在施工时由于施工问题经常出现电缆被挖断情况，并且在高速公路上电缆被盗情况也时有发生，一般电缆的被盗、损坏等基本能及时进行恢复，但是遇到高压电缆线路损坏时需由市政供电部门进行排查抢修，供电恢复正常使用的时间一般在15个工作日，这样导致了路灯供电的摄像机时常不能正常工作。另外由于2009年升级改造项目中视频光端机均采用节点光端机，如果节点光端机整条链路中中继视频光端机无法工作，会致使所有后端摄像机视频无法传输，如果第一条光缆链路中任何一个节点没电将会影响后端所有视频，如果第二条光缆链路中两个以上节点没电将会影响后端所有视频上传。即第一条光缆链路如有路灯供电摄像机不能正常工作时，会导致8路至10路监控图像不能正常上传，第二条光缆链路如有路灯供电摄像机不能正常工作时，会导致5路至9路监控图像不能正常上传。在绕城高速公路上曾经出现过同一时间段内19路摄像机监控图像不能正常上传的情况，对监控工作造成了极大的影响。
路灯节点摄像机一览表
另外，2011年由于国家政策影响，陕西省交通运输厅提出勤俭节约办交通的号召，绕城分公司按照要求对绕城高速公路路灯的供电时间进行了调整，导致路灯供电的摄像机充电时间不足，摄像机图像时有时无，无法实现对道路的监控职能。对此，我们对将蓄电池充电至饱和状态和每日所需充电时间的最小时间进行了测算。
计算公式如下：
1. 电池箱总容量=每节电池容量×每节额定电压×电池数量
即：电池箱总容量=420AH×2V×12节=10080VAH
2. 充电机每小时的充电量=充电电压×充电电流
即：充电机每小时的充电量=24V×30A=720VA
3. 设备日耗电总功率=（摄像机功率+光端机功率）×24
即设备的日耗电总功率=（24V×3A+5.5V×4A）×24=2256VAH
4. 充电时间=电池箱电池总容量÷充电机每小时的充电量
即：充电时间=10080VAH÷720VA=14H（小时）
5. 每天设备耗电量所需充电时间=设备日耗电量÷每小时充电量
即：每天设备耗电量所需充电时间=2256VAH÷720VA=3.1H（小时）
由于目前绕城高速公路上路灯的开启时间已缩短至1至2个小时，完全不能满足路灯充电摄像机的正常工作，故必须对路灯充电摄像机进行整改。
改造方案
将原有8路路灯供电摄像机改造为太阳供电摄像机，利用原有摄像机储电电池及原有供电线路，增加太阳能电池组件（太阳能板）和太阳能板电池控制器等设备。此方案优点为太阳能供电和路灯供电系统可以同时使用，在光线不够的情况下，路灯供电系统可以为蓄电池充电，依然可以保证监控系统的正常运行。
太阳能电池板主要技术指标如下：
● 类型：单晶硅；
● 额定电压：24V DC；
● 额定功率：480W；
● 个数：3块；
● 最大功率电压：>33V；
● 最大功率电流：>4.5A；
● 开路电压：>42V；
● 短路电流：>4.8A。
电源控制器主要技术指标如下：
● 额定电流：15A；
● 主要功能：充放电控制，温度补偿、预留应急充电接口，蓄电池电量监控；
● 工作温度：-20℃～60℃;
● 充满断开电压值：27.8～28.0V；
● 亏电断开电压值：21.8～22.0V；
● 恢复连接电压值：26.2～26.4V；
● 温度补偿系数：-3～7mV/℃；
● 控制损耗：不超过额定充电电流的1%；
● 充放电回路压降：不超过系统额定电压的5%；
● 应急充电接口额定电流：>300A。
● 太阳能管理，具有智能电池充放电管理功能
● 可以实现远端对太阳能的管理。
改造效果
路灯供电摄像机改造为太阳供电的施工安装工程于2011年9月完成并投入使用，投入使用后摄像机图像上传正常，达到了预期的改造目的。
结束语
高速公路上按传统电缆供电方式给外场监控设备供电普遍存在电缆被盗的情况，而且目前为充分利用原有光缆资源，高速公路监控系统通信传输普遍开始采用节点光端机，这样就存在一条光缆链路中出现一个或二个节点没电的情况将会影响后端所有视频图像，极大地影响高速公路监控系统的正常运行。太阳能蓄电池供电方式的应用是一个克服传统电缆供电容易发生被盗缺点的有效供电方式。但是，由于蓄电池在-10℃～40℃环境下免维护连续工作3年后，蓄电池容量的衰减将达到20%，并且由于冬季极有可能出现连续阴天或雾霾天气，这样将导致出现由于蓄电池储备容量不能满足长时间维持摄像机正常工作的情况，今后在建设高速公路监控系统摄像机时如采用太阳能供电，太阳能板和电池的容量应在设计时适当增大。
作者简介：
周进：女，陕西省交通建设集团公司西安绕城分公司。