关于监控的抗干扰技术分析
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视频监控中几种干扰现象及解决方法视频监控当中,视频信号出现干扰导致图像不清晰甚至图像不能使用的情况很多,根据图像出现问题的状况可以大概推论出干扰原因,对症解决问题可以事半功倍。
1.横纹干扰或者水纹干扰,图像出现木纹状的干扰一般人们称为横纹干扰或者水纹干扰,出现该情况的干扰因素有很多:A.供电系统电源有干扰信号叠加,从而导致供电电源不洁净出现问题。
一般这些干扰信号多来自本地电网的大电流高电压的可控硅设备对电网的污染,系统采用UPS或者净化电源就可以解决该问题。
B.视频信号传输线的质量问题,视频线的特性阻抗不是75欧姆及参数超过规定和屏蔽性能不好(屏蔽网过于稀疏和没有采用铜丝)都是传输线的质量问题,解决该问题的方法是更换视频线,由于费时费力费钱,这种方法只有在排除其他问题之后才可以采用。
C.强电干扰源对系统的干扰,可以通过做接地处理和加强屏蔽来解决,还可以通过增加移频型视频抗干扰器来解决该问题。
2.大面积的深乱网纹干扰,严重时不能形成同步信号和图像,该情况的出现是由于视频线的芯线与屏蔽网短路或者出现了断路造成的,一般都是因为视频接头上出的问题,一般出现网纹干扰多是单个的摄像头出现问题,不是整个系统的所有路数的信号出现问题,只需要逐个检查出现问题的摄像头接口就可以排除问题。
3.出现若干等距离竖条干扰,这个是由于视频线不是75欧姆导致阻抗不匹配造成的,也就是由于视频线的分布参数和特性阻抗不符合要求。
解决这个问题一般采用“终端并联电阻”和“前端串联电阻”的办法,建议采购合格的视频线避免类似的问题。
需要提醒的是,短距离通信(<150m)的情况下,不合格的视频线也不一定会出现类似的问题,但是长距离通信,则出现问题的概率则会大大的增加。
4.出现雪花,噪点等干扰情况,当视频监控图像出现雪花,噪点的情况,一般都是因为视频信号偏弱导致的,出现该问题的原因有可能是因为视频线的通信距离过长或者视频线的质量差强人意导致视频信号衰减厉害,可以通过更换视频线或者增加放大型视频抗干扰器来解决这个问题,或者也可以通过采用视频光端机来解决通信距离的问题。
论电梯监控系统抗干扰技术在闭路监控工程中,电梯监控系统的干扰一直是行业中存在的不易解决的问题,也是最受关注的问题之一。
问题的主要原因是因为复杂的电梯间干扰,使得设备使用环境和信号传输受到各种因素的影响。
本文将从干扰产生的原理以及电梯监控中的干扰解决办法两大方面入手,掌握干扰产生原理,解决电梯抗干扰工程问题。
一、干扰产生的原理在监控系统中,同轴电缆是使用最广泛的视频传输介质,一般用于中短距离的视频信号的传输。
同轴电缆的电气特征使得它非常适合传送摄像机到监视器的全视频信号,这是因为CCTV视频信号是由分布很广的低频信号和高频信号组成的,传送频率范围在20赫兹到6兆赫之间。
传送低频信号(20赫兹到几千赫兹)时可以使用几乎任何种类的导线,但要同时不希望有任何衰减时,就需要使用同轴电缆。
在电视监控系统中采用视频基带传输是最常用的传输方式。
所谓基带传输是指不需经过频率变换等任何处理而直接传输全电视信号的方式。
这种传输方式的优点是传输系统简单;在一定距离范围内,失真小;附加噪声低(系统信噪比高);不必增加诸如调制器、解调器等附加设备。
缺点是传输距离不能太远。
由于这种传输方式具有工作稳定可靠及设备简单等优点,因而在实际中获得了广泛的应用。
但视频信号频带很宽,并且起始频率又很低,所以在电缆中传输时,其振幅及相位在低频段与高频段的差别就会很大。
特别是在相位失真太大时,是难以用简单的电路进行补偿的。
同时,基带传输低频部分很容易受到电力、电话、广播等低频干扰源的干扰。
以下就介绍几个主要干扰视频信号的方面:1、广播干扰由于实际应用的需要,电缆常常是空中架设的,这时电缆本身就相当于一根很长的天线。
由于天线效应的结果,电缆中会产生相当大的广播干扰电压,并在电缆外皮上产生干扰电流,这一电流通过电缆两端接地点与地构成回路,于是在终端负载上就会产生广播干扰信号的电压,使干扰信号混入视频信号中。
这种干扰信号在图像上表现为较密的斜形网纹,严重时甚至会淹没图像。
无线监控系统引起的干扰案件与分析唐山无线电监测站孙辉1.前言随着电子信息技术的快速发展,城市化进程的加快和广大人民群众安全防范意识的提高,无线监控作为无线网络的一个特殊使用方式逐渐被广大用户接受。
无线监控技术已经在现代化小区、交通、运输、水利、航运、治安、消防等领域得到了应用。
目前无线监控系统的使用从以前行业大客户无线视频监控应用阶段,发展为以商业监控的创新型应用和部分个人和小区的小众化应用阶段。
由于其安装方便、灵活性强、性价比高等特性使得更多行业的监控系统采用无线方式,因此无线监控设备如雨后春笋般出现在电子产品市场中,随着无线监控系统应用的扩展,因其使用而其他业务受干扰的案件时有发生,并有逐渐增加的趋势。
2.案例分析2012年1月6日,中国移动通信集团河北有限公司唐山分公司投诉其基站受外界信号干扰,受干扰地区为乐亭县丁流河镇,造成用户通话质量下降,接通率不高,有的严重地区还有掉话的现象。
当天监测站技术人员按照干扰投诉情况,利用PR100接收机和HE300天线对受干扰地区进行测试,发现上行频段890-910MHz存在一常发信号,强度为35dBμV,该信号特征非手机信号。
由于地处农村,道路崎岖、天气寒冷,给干扰排查带来了一定的困难,经过选择多点进行交叉定位和场强逼近,最终确定干扰信号源大致范围在丁流河镇赵家房子村。
当监测技术人员到村口时,发现电线杆上安装有监控摄像头和对数周期天线,靠近测试时,场强无明显变化,但发现接收机低噪明显提高,根据多年的监测经验,技术人员确定此监控摄像头为无线传输方式,只是使用频率和受干扰频段不同频,通过把扫描带宽展宽,发现该视频监控点使用频率为966-986MHz,信号强度能达到95 dBμV。
进村后经过进一步排查,发现该村各个进出口都安装有监控摄像头,利用接收机进行扫描,在900MHz-1300MHz共400MHz 的带宽内发现有9个频段用于视频监控,每个频段使用带宽为20MHz。
视频监控系统中的干扰分析及其在工程中的解决方案摘要:本文对视频监控系统中可能出现的干扰进行分析,包括信号干扰、电力干扰和光照干扰,在工程中阐释了针对不同干扰情况提出的相应解决方案,并探讨了关键技术的应用,如隔离器、滤波器、增益调节、可见光滤光器等,以此提高视频监控系统的稳定性和可靠性,确保系统正常运行。
关键词:视频监控系统,干扰分析,解决方案,可靠性,稳定性正文:一、引言随着社会的发展,视频监控系统在各个领域得到了广泛的应用,在保障人们生命财产安全方面发挥了重要作用。
但在实际应用过程中,视频监控系统经常会受到各种干扰,严重影响系统的稳定性和可靠性。
本文旨在对视频监控系统中可能出现的干扰进行分析,提出相应的解决方案,以确保系统正常运行。
二、视频监控系统中的干扰(一)信号干扰信号干扰主要由于信号线周围存在强电磁场、无线电波等物理因素导致,常常表现为视频画面的纹波、闪烁、色彩失真等。
针对信号干扰,可以采用以下措施:1. 采用屏蔽线缆隔绝外界电磁波干扰。
2. 在摄像机和监视器之间增加隔离器,对传输信号进行隔离,提高信号抗干扰能力。
3. 在信号线上加装滤波器,使高频噪声信号得到有效滤波,保证传输信号的稳定性。
(二)电力干扰电力干扰是指由于电源电压波动、电机运转等原因产生的电磁辐射或电路中的电流突变引起的干扰。
该干扰会产生大量的高频噪声信号,使视频图像画面噪声增强,严重影响监控效果。
解决方法如下:1. 加强电源滤波,降低电源噪声。
2. 在供电线路上加装电源隔离器,隔离供电电路与视频信号电路,降低电源干扰。
3. 在视频信号线路上加装滤波器,滤除高频噪声信号,提高信号质量。
(三)光照干扰光照干扰是指由于强光照射或突然的亮度变化引起的视频图像噪声增强、饱和度降低等影响。
解决方法如下:1. 采用背光补偿技术,提高图像对比度,减小光源造成的影响。
2. 在监控画面中加进度调节功能,让操作者手动调节成像亮度、对比度。
3. 在可见光传感器中添加滤光片、极化片等技术,防止强光照射对图像产生影响。
监控中视频传输干扰的成因以及解决办法在视频传输的一些特定领域存在着电磁辐射干扰信源,它们的特性为多元化、量化引起的质化,致使我们在工程建设中不能单一的去用某种办法解决,而应该根据不同的环境分析干扰信源,用最经济最有效的的办法彻底解决视频传输干扰。
序号监控中视频干扰的现象干扰现象常出向的领域监控中视频干扰的成因解决监控中视频干扰的方法1图像传在斜条网纹网纹电梯、电动机附近、流水化生产车间、发电厂监控系统工作环境存在0-6MHz的谐波和倍频干扰,并且有采用YDIV/RF38视频传输抗干扰器,视频电缆采用屏蔽网线大于64网丝。
(电梯用注意:视频电缆抗拉强度。
市场上有自承式扁平复合电梯监控专用电缆,这种电缆将视频同轴电缆、电源线、数据线和钢绞线复合到一起,做成一根扁平的带状电缆,这样整条电缆的拉力由钢绞线来承受,抗拉强度非常好,不会在电梯运行中,由于重力原因拉断信号电缆)。
定的幅度2图像扭曲(清晰度正常)监控点和监控中心距离较近视频信号幅度太强造成监视器过载检测摄像机的视频幅度,标准范围:1Vpp-1.2Vpp3图像有水平向上滚动波纹在所有视频传输技术领域监控系统内存在电源滤波不干净的问题,有用替代法找出干扰源设备,并更换或修复Hz 的低频干扰,4设备正常情况下,图像消失或产生很杂乱的黑白亮带扭曲信号电梯、电动机附近、流水化生产车间、发电厂监控系统工作环境存在0-6MHz的谐波和倍频干扰,幅度很强超过视频信号幅采用YDIV/RF38视频传输抗干扰器,由于干扰信号强,注意在信号接入抗干扰发射端前应能正常收看,在摄像机和抗干扰器发射端连接的视频线采用高屏蔽或多层屏蔽电缆,并且可靠连接,传输用的可采用普通视频电缆。
(电梯用注意:视频电缆抗拉强度)5图像抖动电梯、电动机附近、流水化生产车间、发电厂当外界信号的频点对同步头进行干扰,图像就会出现抖动。
6图像灰暗色彩失真(设备正常情况下)监控点和监控中心距离较远视频信号幅度弱造成监视器过载,从而出现图像扭曲的情况采用YDIV/RF38视频传输抗干扰器,它的射频输出110dB,用SYV-3电缆可以传输250米左右7图像背景不干净有雪花点在共缆监控系统中共缆传输距离较必须保证到监控机房解调器的输入电平达到65dB以上;在多级传输的放大器输入特性,越后级输入电平要求越高(必须专业工程远或多级放大器传输设计不当师调试)。
视频传输工程中的电磁干扰及抗干扰措施干扰——是监控工程中的"常客",也是令人讨厌,令人烦恼的"不速之客".让干扰不再打扰,应该是监控行业朋友们的共同心声和奋斗目标之一. 一,干扰到底是怎样形成的? 1)工程中的干扰我们可以概括分成3 类: A)源干扰:视频信号源内部,包括电源产生的干扰——视频源信号中已经包含干扰; B)终端干扰: 终端设备, 包括设备电源产生的干扰——它能对输入的无干扰视频信号加入新的干扰; C)传输干扰:传输过程中通过传输线缆引入的干扰,主要是电磁波干扰,包括地电位干扰类. 源干扰和终端干扰, 尽管工程中也常遇到, 但都属于设备本身问题, 不属于工程抗干扰范畴. 本文涉及的只是第三类——视频传输工程中的电磁干扰. 2)实验室研究成果提出了如下观点: ● 同轴干扰不是从屏蔽层缝隙中漏进去的, 无缝隙的"编网—铝箔—编网—铝箔"四屏蔽电缆,仍有传输干扰,就是最好的实践验证. ● 同轴干扰基本上是电磁感应电流在电缆屏蔽层纵向"阻抗"上产生的感应电动势, 通过两端匹配负载对视频信号产生干扰信号的;所以才有短电缆,高编电缆干扰小的实践; ● 非屏蔽双绞线平衡传输原理,使它具有一定的抗共模干扰能力,但它的不平衡结构(电阻误差5%/100 米,线对之间的耦合,高衰减和高失真特性) ,使它的实际抗干扰能力与某些"抗超强干扰"的宣传远不是一回事.屏蔽双绞线的大量应用,就应该有个起码的判断了. ● 2005 年实验室又提出了"防,避,抗,补"的工程抗干扰"四大基本要领". 二,视频传输工程抗干扰的"防,避,抗,补""四大基本要领" 1)"防":对干扰设防,把干扰"拒之门外".常见的有效措施有: ● 给传输线缆一个屏蔽电磁干扰的环境, 这是最基本, 最有效的防止干扰"入侵"的手段. 将传输线缆穿镀锌铁管,走镀锌铁皮线槽,深埋地下布线等,这对于包括变电站超高压环境下安全传输视频信号都是有效的.不足之处是成本较高,不能架空布线,施工较麻烦; ●双绝缘双屏蔽抗干扰同轴电缆是抗干扰技术的一项自有知识产权的新成果,其原理与穿铁管基本相同.外层是干扰屏蔽层,提供内部无干扰的传输环境,内屏蔽层是同轴传输回路的实际信号地,干扰在外屏蔽层上产生感应电动势,通过接"大地"屏蔽干扰,内外屏蔽层绝缘,使干扰感应电动势与视频信号传输回路绝缘,有效防止了干扰的"入侵".优点是布线简单方便,成本低,在不能准确判断是否会有干扰的情况下,基本可以实现"防干扰盲目布线". ● 在工程设计和施工中,设防首先是应该考虑的. 2)"避":避开干扰,另选一条"路",改变源信号传输方式. 属于这一类的技术有:光缆传输(包括模拟调制解调和数字调制解调技术) ,射频,微波,数字变换等各种传输方式都属于"信息调制和变换"方式,或"频分方式",它能有效避开源信号传输中0-6M 频率范围的直接干扰;这种方式抗干扰很有效.目前也有一些不肯介绍原理的产品,如采用编码和向上移动信号频带的方法等,大概也属于这一类产品.采用"避" 的技术,工程中还应考虑两个问题:一是成本和复杂度的提高,二是变换损失——失真和信噪比的降低,不要一个矛盾掩盖另一个矛盾. 3)"抗":视频信号传输过程中,如果干扰已经"混"进视频信号中,使信噪比(指信号/ 干扰比)严重降低,必须采用抗干扰设备抑制干扰信号幅度,提高信噪比.目前主要技术措施有: ● 传输变压器抑制50/100Hz 低频干扰有一定效果,但局限性较大,通用性较差,应用面还较少; ● "斩波"技术,原理上是吸收或衰减干扰信号频率分量.问题是难以应付工程中千变万化的干扰频率,对于谐波分量丰富的干扰(如变频电机干扰)抑制能力较差,值得注意的是这种办法在吸收干扰的同时,也吸收掉一部分有用信号,造成新的失真; ● 视频预放大提高"信号/干扰"比(信噪比)技术:原理是:线路干扰大小是不会再变的,可以在线路前端,先把摄像机视频信号大幅度提升,从而提高了整个传输过程中的"信号/干扰"比(信噪比) ,在传输末端再恢复视频源信号特性,达到抑制干扰的目的.理论上, 实践上这种抗干扰技术都应该是可行的,有效的.问题是具体技术实现起来有一定难度,市场上有一种这类产品,确实有一定的抗干扰效果.但没考虑线缆传输失真,放大失真问题, 没有真正解决视频信号的有效恢复问题,图像传输质量没有真正解决. ● 实验室在长期研究加权放大和抗干扰技术的基础上,于2005 年初成功的推出了含有两项专利技术的新产品——"加权抗干扰器".它同时具有抑制干扰和视频恢复双重功能,可有效抑制从50Hz 到10MHz 的广谱干扰,加权技术的成功应用,使频率越高抗干扰能力越强, 进一步提高了高频干扰的抑制能力, 并继承了加权视频放大专利技术高质量的视频恢复功能. 4)"补":补偿电缆传输和信号变换造成的视频信号传输损失,恢复视频源信号特性.电缆越长,产生干扰的概率越大,干扰幅度也越高.从视频传输角度考虑,在抗干扰的同时,必须考虑信号衰减和失真问题.线缆引起的衰减,失真和抗干扰设备引起的附加衰减和失真, 只有有效的补偿措施才能算真正的,有效的视频传输设备. 三,据实际情况选择适用的抗干扰措施工程上解决干扰的问题也是一个系统工程问题,"防,避,抗,补"四大基本要领是从不同的技术侧面采取的不同措施,掌握了它们的原理,性能和使用方法,在工程中灵活运用, 才能立于不败之地. 视频基带的抗干扰传输技术分析视频信号传输方式,可以分成两大类:第一类为视频基带直接传输方式——简称"基带传输",第二类为视频基带变换传输方式——简称"变换传输"."基带传输"包括:同轴视频基带传输方式(不平衡传输)和双绞线视频基带传输方式(平衡传输) .其特征是传输的信号带宽仍然是视频基带信号0~6M 的原信号带宽."变换传输"包括:射频(CATV,一线通, 共缆,视频拓展器等类型) ,微波,光缆,数字及"复合变换"传输方式(两种以上的组合方式) .其特征是变换后的传输信号带宽变为调制载波的频道带宽.如调幅射频频道带宽为6~8M,调频微波为18~27M 等等. 本文集中探讨"基带传输"方式,也就是常见的同轴与双绞线传输方式.围绕视频抗干扰传输这个现实问题,分析"频率加权"技术的作用,和对产品性能的影响.2000 年加权视频放大专利技术问世, 推动了同轴传输视频恢复技术产品的发展和应用, 加权抗干扰专利技术又进一步推动了抗干扰传输技术产品的发展, 包括同轴抗干扰传输和双绞线抗干扰传输技术与产品的技术进步.这里提出"视频基带的抗干扰传输技术"的概念,可能更有利于更全面深入的了解"基带传输"技术的应用和产品的性能. (一)"频率失真"与"频率加权"技术解释 1.视频信号在同轴和双绞线传输中,最基本的技术问题就是"频率失真".下图照片是实测线缆本身的频率失真特性: 左图: 距离测试信号特性, 0 0~6M 扫频测试信号; 中图: SYV75-5 电缆1000 米的衰减和频率失真特性;右图为超 5 类双绞线900 米的衰减和频率失真特性; 照片可以更好的给出一个定性形象的印象,准确的测试数据,过去已多次给出,这里从略. 2.线缆"频率失真"的特点是:①低频衰减最小,频率越高衰减越严重;②组成视频信号的各种频率分量之间的相对比例关系:左图扫频测试信号高低频幅度比例为1:1,经过电缆的传输后,发生了重大改变:传输后高低频比例少于1,频率越高比例越少——线缆的这种与频率有关的衰减特性, 这就叫"频率失真"; 线缆越长, 频率失真越严重, 电缆长度加倍, 衰减的db 数加倍;③比较中图和右图,可以明显看出:双绞线固有的频率失真要比同轴电缆大得多,大约430 米超5 类双绞线和1000 米SYV75-5 电缆的衰减和频率失真相当.应该了解这是国标线缆固有的特性,不是"劣质"电缆,这一点在选择传输线缆类型时,要特别注意,应做到心中有数; 3. 基带传输设备的基本作用是提供一定的放大增益,补偿线缆的传输衰减.显然,要补偿频率失真,传输设备的"补偿特性"应该与电缆的频率失真特性相反,互补,才能实现视频信号特性的真正恢复. 4.补偿特性应该是:传输设备的增益必须具有"频率越高增益越大"的基本特点——这就是"频率加权"的基本概念.上面实测的线缆频率失真特性,都是国产合格国标电缆的固有特性,显然,用这类线缆传输视频信号,传输设备应该具有"频率加权"特性,才能实现"全补偿"的视频恢复目的. 5.线缆越长,频率失真越严重,电缆长度加倍,衰减的db 数加倍.工程中电缆长度是随机的,这就要求传输设备提供的频率加权补偿性能也应该是可变的,对于任意长度电缆, 都能够提供出与电缆频率失真特性相适应的"完善的互补特性",这既是技术实现的要点,也是技术难点.不同产品性能和水平的差异也就出自这里. 对于市场上五花八门的产品和真假难辨的宣传, 应该如何把握?——首先应当深入了解它们的应用性能. (二)传输产品的四大应用性能之一:视频恢复性能1) 视频传输都是要实现"视频—传输—视频"的全过程, 源头是"视频", 结果还是"视频". 不管是视频传输产品,还是视频抗干扰(器)产品,都应该具有合格的视频传输特性.考察视频传输产品, 首先就是它具有什么样的"视频恢复性能"——即视频失真度的技术性能指标——或者说依据什么视频传输通道技术标准. 2)不管什么传输方式,视频失真度技术标准应该是基本一样的.宏观的看,不应该有哪种方式传输的质量好,哪种方式传输的质量不好的区别.具体的看,就存在不同厂家依据和贯彻的"标准"是什么?是客观技术标准,还是"主观感觉标准"? 3)恢复到什么程度?传输产品的视频恢复性能,应该是以客观技术标准作依据的,这就是视频失真度技术标准.视频失真,包括线性失真和非线性失真,有亮度信号失真和色度信号失真,还有亮度和色度信号相对关系的技术指标等等.在诸多技术指标中,最基本的应该是恢复的"幅频特性".因为它不仅是多数线性失真度指标能否合格的基础和前提条件,也是在很大程度上决定其他非线性失真度指标是否具有实际意义的先决条件. 例如, 色亮增益差和色亮延迟差失真,如果"幅频特性"不好,它们就不可能合格,只有"幅频特性"好了,它们才可能合格;再如,非线性失真的微分增益DG 和微分相位DP:信号经过1000 米长电缆传输后, "幅频特性"严重失真超标, 图像已严重失真, 变坏, 但此时的DG, 一般还是"合DP 格的",这种DG,DP 的所谓"合格"已经没有任何实际意义了;进一步说,当用传输设备把"幅频特性"恢复好后,DG,DP 却不一定能合格了,这就是信号处理电路的水平问题了.公认的"幅频特性"是:0~6M 频带内"-3db";具体含义如下图所示,0.5~5M 范围内±0.75db;也有执行0~6M 范围±1.5db 的"3db"标准的. 4)在我国历史上,还没有承认过任何"主观感觉"的视频传输"标准",但在安防行业产品里,这类"主观感觉"的视频产品却到处可见.下图为某些号称"可以和光端机媲美"的双绞线传输器在给出的最大传输距离上的视频恢复特性.所谓"媲美",是没有技术基础的. 5)EIE 品牌产品贯彻的视频恢复特性EIE 品牌的视频传输产品,包括同轴类和双绞线类基带传输产品,其视频恢复特性依据的"技术标准",都是以"-3db"幅频特性为代表的一系列技术指标作基础生产的.所以,在产品标称传输距离内都可以实现完全补偿的视频恢复特性. 下图为一种基本传输型双绞线传输产品,在UTP 双绞线1000,900,600,300 米不同距离上的视频恢复特性照片:可以看出,只有600 米时低频略有一些过补偿,但也在允许误差之内.4~6M 的高端,全程都没有欠补偿缺陷,这是确保传输质量的技术基础;产品采用全程连续可调的频率加权控制,可以对标称距离内的任意长度电缆实现精密全补偿;EIE 品牌产品抗干扰型双绞线传输产品标称传输距离已经做到1400 米和1800 米; 6)最大传输距离的定义1.最大传输距离LMAX 是建立在上述视频恢复特性和图像质量标准原则下的最大距离. 目前EIE 品牌产品实现的技术水平如下: 同轴75-5 电缆基带传输产品: 〃前端传输电缆直接连接摄像机输出,只用后端视频恢复设备:LMAX≥ 2000 米; 前后双端分别采用加权传输和加权视频恢复设备:LMAX≥〃3000 米; UTP 超 5 类平衡(双绞线)基带传输产品: 基本传输型加权平衡传输器:LMAX≥ 1000 米;〃〃抗干扰传输型加权平衡传输器:LMAX≥ 1400 米; 远程抗干扰传输型加权平衡传输器:LMAX≥〃1800 米; 2.上面提到的某些号称"可以和光端机媲美"的双绞线传输器就是典型的"主观感觉"产品,它的标称最大传输距离1500 米,上文那个照片就是这类产品的代表特性;按照技术标准,它的最大传输距离一般要打30~50%以上的折扣,其实际补偿特性还需仔细考察. 3.某些双绞线传输器厂家宣传说:多级串联可以达到2,3 公里以上距离.单级传输特性都有严重缺陷,多级串联传输,频率特性是多级幅度相乘关系,即频率特性各点db 数的相加关系,结果会怎么样?信噪比又会怎样?显然,这是毫无依据的虚假误导宣传. 4.安防市场上,还有一类同轴抗干扰器,采用幅度压制干扰原理,前端提升视频信号幅度, 后端采用固定电阻分压器, 或可调电阻分压器, 号称传输距离可以做到几百米到 1 公里. 这类产品的视频恢复性能,是电缆的频率失真,加上产品固有的频率失真,比单电缆传输特性还要差,这是因为它不具备"频率加权视频恢复性能",虽然有一定的"抗干扰效果",但不属于传输类产品. 对于各种视频传输产品,包括抗干扰器类产品,了解和掌握它们的"视频恢复性能",是第一位的. 之二:抗干扰性能同轴传输属于"封闭电磁场"传输类型,信号电磁场被封闭在屏蔽层内部传输,与外界没有电磁交换关系,同轴电缆这种"屏蔽内外电磁场"性能,决定了电缆本身具有优异的抗干扰性能.同轴传输干扰的产生,主要源于电缆太长,电缆以"天线效应"接收外界电磁场在屏蔽层两端形成干扰电压, 通过两端匹配负载与芯线构成回路产生干扰的. 干扰不是从屏蔽层缝隙"漏"进去的. 双绞线平衡传输用"差模"传输信号,以"共模"抑制干扰,属于"开放电磁场"传输类型, 信号电磁场与外界电磁场具有直接的耦合交换关系, 平衡传输"共模抑制干扰"的性能是建立在传输线"平衡"基础上的.前几年,所谓"双绞线具有超强的抗干扰抑制能力"的虚假误导宣传,依据的就是"绝对平衡"理想状态推理.实际上要做到线对结构参数的绝对平衡,"开放电磁场"的传输特点还要求每根导线的外部电磁环境也要绝对平衡.问题就来源于这个不可能实现的"绝对平衡",工艺上,国标线仅直流电阻一项误差就达到5%,还有扭绞的长度误差,导线直径误差,线间距误差,绝缘层厚度误差等等."外部电磁环境"更是工程的随机因素,无法控制;这就必然存在"不平衡因素和参数",这种"不平衡因素和参数"会把一部分共模干扰信号转换为差模干扰信号, 而双绞线严重的传输衰减和频率失真, 又要求传输器具有超高倍数的放大增益.这就决定了双绞线传输的干扰抑制能力不可能达到"超强的抗干扰能力"和"比同轴电缆抗干扰能力更强"的水平.几年来工程应用中,干扰还是屡屡发生的实践就印证了这个事实. 基带传输系统的干扰抑制能力取决于两个方面: 一是线缆本身的干扰抑制能力, 二是传输设备提供的附加干扰抑制能力. 同轴传输的抗干扰性能目前达到的产品水平是: 1.同轴电缆常规传输方式,利用电缆本身屏蔽抑制干扰性能,可以实现监控工程中多数常规环境下的无干扰传输; 2.加权抗干扰技术原理:这项专利技术的要点是:前端采用频率加权幅度提升压制干扰技术,后端采用频率加权视频恢复技术,提供同轴传输系统的"附加干扰抑制能力",其含义是:可以把同轴电缆的干扰抑制能力,再提高多少倍(或db) .几年来的工程应用表明:①包括高层电梯,工厂变频电机群,中央空调和变频供水系统,小区系统等较恶劣环境下的电磁干扰,都可以有效抑制;②采用复合频率加权技术,有效提高了系统的视频恢复能力,特别是提高了传输信噪比, 1000 米上, 在设备的视频加权信噪比可以做到75db,这是各类传输方式中的领先技术水平;③有效解决了同轴基带传输方式下的抗干扰传输问题; 3.同轴加权抗干扰产品能实现的抗干扰性能: 基本抗干扰型——标称传输距离:0~1000 米——附加干扰抑制能力16~24db; 增强抗干扰型——标称传输距离:0~1000 米——附加干扰抑制能力24~32db; 超强抗干扰型——标称传输距离:0~1000 米——附加干扰抑制能力24~40db; 其中,超强抗干扰型还可以提供"特需专用定制产品",传输距离可以定制1~3 公里的远程型. 双绞线传输的抗干扰性能目前达到的产品水平是: 1.常规无源和常规有源传输产品, 抗干扰能力只是双绞线本身的干扰抑制能力, 没有"附加干扰抑制能力",适用于普通环境下较近距离的传输; 2.双绞线平衡传输采用加权抗干扰专利技术:和同轴加权抗干扰技术原理一样,可以在充分发挥双绞线平衡传输共模抑制干扰能力基础上, 运用频率加权幅度压制干扰技术, 由传输设备再提供一定的"附加干扰抑制能力", 也是把双绞线的干扰抑制能力, 再提高多少倍(或db) ; 3.EIE 加权平衡传输产品能实现的抗干扰性能: 基本传输型——标称传输距离:0~1000 米——附加干扰抑制能力2~10db; 抗干扰传输型——标称传输距离:0~1400 米——附加干扰抑制能力15~25 db; 远程抗干扰传输型——标称传输距离:0~1800 米——附加干扰抑制能力15~25 db; 之三:防护性能1.电磁环境防护:指传输设备本身的EMC 电磁防护性能.EIE 传输和抗干扰产品都采用具有电磁防护性能的双层铁磁屏蔽; 2.自然环境防护:内部电路具有防潮,防水,防腐蚀保护性能.使用中注意做好BNC 连接器和电源的防护即可. 之四:防强电入侵性能 1.防雷电感应:产品应具有雷电瞬态感应脉冲防护的可恢复自我保护功能; 2.防高电压入侵:由供电系统或接地系统缺陷问题偶然引入的高电压,也可以瞬间成批的烧毁前后端设备,同轴电缆良好的屏蔽性能和屏蔽层在电缆两端的"短路效应",使传输系统具有良好的自我保护性能,所以工程中烧毁案例发生概率很低.非屏蔽双绞线传输系统, 由于可以开放式接收外界电磁场,并且不具备电缆两端的"短路"保护功能,因此,几年来双绞线传输设备烧毁的概率较高.所以应当采取其他有效措施保护设备的安全. 3.通用"防雷器"也有以上功能,但很难做到"防护电路的设计应与传输设备具体电路结构相匹配",对于没有"防护电路"的产品,采用"防雷器",只能做到"比不采用访雷器好", 对于已经具备"防护电路"的传输产品,再采用防雷器就有些多此一举了,甚至还会影响"防护电路"的有效性.特别是一些误导宣传,错误的引导工程设计到处"接大地",引入复杂的地电位环路干扰——这叫花钱买干扰. 4.视频传输设备应该远离避雷针,建筑物防雷系统设备和接地点.视频传输设备应该在这些"接雷"设备"大保护伞"之下隔离运行. (三)真假干扰问题抗干扰器可以抑制干扰,并恢复视频特性——实现"视频信号的抗干扰传输". 有了"抗干扰器"是否就能解决工程中的所有干扰呢?不是! 有了"抗干扰器"是否就可以随便设计传输系统了呢?不可以! 为什么有的工程的干扰, 用了各种抗干扰器还是解决不了呢?这里面, 就有个真假干扰问题. 真干扰:仅指传输线作为"接收天线"收到的空间电磁干扰信号,这类干扰,加权抗干扰器一般可以有效解决. 假干扰:包括设备故障引起的"干扰现象",系统设计和施工缺陷和接地不合理等"故障" 因素引起的"干扰现象", 供电系统设计配套不合理, 使电网传导干扰直接进入主机系统等"故障" 引起的"干扰现象",——统称为"故障类干扰",简称假干扰. 假干扰, 总体看来属于"主观因素"或"主观责任"造成的. 如摄像机输出信号中就有干扰, 这虽然是设备"故障",但也属于"主观责任",只要主动排除"故障设备"(电源或摄像机)就可以解决.企图使用抗干扰设备来解决这类干扰,显然是又犯了一个"主观错误".再如,系统设计施工,引入了严重的地电位环路"干扰现象",轻的,用抗干扰器也可以"掩盖干扰", 重一些的用抗干扰器有部分效果,但当电网发生开路,短路或三相电严重失衡故障时,可以瞬间烧毁抗干扰器,摄像机,采集卡,甚至可能成片的烧毁设备.所以"地电位环路"是监控系统"严重的安全隐患".应该从主观上提高设计施工水平,总结施工经验入手解决. 这里需要明确两个概念:"监控系统的抗干扰设计"概念与"用抗干扰设备实现抗干扰传输"的概念. 1.监控系统的抗干扰设计,这是监控系统设计的新概念.抗干扰设计的出发点应该是尽可能避免出现"故障类"的假干扰现象.这是主观方面的任务和责任,也是工程能力和水平的体现; 2.用抗干扰视频恢复设备实现抗干扰传输,用以解决"真干扰".但不能也不应该企图用抗干扰器帮你排"故障". 3.合理的"监控系统抗干扰设计"是实现"抗干扰传输"的前提和保证条件; 二者互相补充, 不是替代关系. 监控系统常见的图像干扰及其解决方法 1. 木纹状的干扰这种干扰的出现,轻微时不会淹没正常图像,而严重时图像就无法观看了(甚至破坏同步).这种故障现象产生的原因较多也较复杂.大致有如下几种原因: (1)视频传输线的质量不好,特别是屏蔽性能差(屏蔽网不是质量很好的铜线网,或屏蔽网过稀而起不到屏蔽作用) .与此同时,这类视频线的线电阻过大,因而造成信号产生较大衰减也是加重故障的原因.此外,这类视频线的特性阻抗不是75 以及参数超出规定也是产生故障的原因之一.由于产生上述的干扰现象不一定就是视频线不良而产生的故障, 因此这种故障原因在判断时要准确和慎重. 只有当排除了其它可能后, 才能从视频线不良的角度去考虑.若真是电缆质量问题,最好的办法当然是把所有的这种电缆全部换掉,换成符合要求的电缆,这是彻底解决问题的最好办法. (2)由于供电系统的电源不"洁净"而引起的.这里所指的电源不"洁净",是指在正常的电源(50 周的正弦波)上叠加有干扰信号.而这种电源上的干扰信号,多来自本电网中使用可控硅的设备.特别是大电流,高电压的可控硅设备,对电网的污染非常严重,这就导致了同一电网中的电源不"洁净".比如本电网中有大功率可控硅调频调速装置,可控硅整流装置,可控硅交直流变换装置等等,都会对电源产生污染. 这种情况的解决方法比较简单, 只要对整个系统采用净化电源或在线UPS 供电就基本上可以得到解决. (3)系统附近有很强的干扰源.这可以通过调查和了解而加以判断.如果属于这种原因,解决的办法是加强摄像机的屏蔽,以及对视频电缆线的管道进行接地处理等. 2. 较深较乱的大面积网纹干扰严重时图像全部被破坏, 形不成图像和同步信号, 这种故障是由于视频电缆线的芯线与屏蔽网短路,断路造成的.这种情况多出现在BNC 接头或其它类型的视频接头上.即这种故障现象出现时, 往往不会是整个系统的各路信号均。
视频监控受高频干扰问题的分析和处理近年来,随着技术的不断发展,视频监控在各行各业中得到了越来越广泛的应用。
但随之而来的,也是一些问题,如视频监控受高频干扰问题,给人们的生活和工作带来了不便和影响。
一、高频干扰问题的原因造成视频监控受高频干扰的原因很多,主要包括以下几个方面:1.电源线路噪声。
负载变化导致回路产生电感电流,电感电流产生电磁波辐射的干扰。
2.电气设备开关噪声。
当设备开关瞬间断开和接通时,它们会产生电弧和电火花,电弧和电火花又会产生广播频率的电磁波干扰。
3.高频天线与视频监控设备的距离过近。
当通讯天线在视频监控设备附近或者直接在视频监控设备上时,其辐射的电磁波直接干扰视频监控设备的正常工作。
二、高频干扰问题的危害当视频监控受到高频干扰时,显然,其信号质量会降低,可靠性也会变得不稳定。
不仅会对安防监控系统造成严重的影响,甚至会导致监控死角、漏报错报等问题,从而影响到正常监控和防护的效果,严重时甚至会危及生命和财产安全。
三、处理高频干扰问题的方法为了解决视频监控受高频干扰的问题,需要采取的措施也比较多,具体可以从以下几个方面入手:1.电源线路处理。
在电源供电端附加一级滤波器,起到滤波和降噪作用,可以有效减轻噪声的影响。
2.增强线路屏蔽措施。
这一方法相对简单,只需要给电线路增加带屏蔽的数据线,有效阻隔外界噪声的传播。
3.天线与监控设备的距离处理。
一般情况下,只要增加天线与设备的距离,或将天线从设备发射器上拆卸下来,就可以迅速解决干扰问题。
4.选择抗干扰性能更好的设备。
针对存在干扰问题的场合,建议选择抗干扰性能更好的设备,在设备的设计和制造时,就应该考虑到硬件和软件防护措施,并在必要时增加相应的过滤器件和滤波器来减少干扰。
综上所述,高频干扰问题作为一项关键性问题,在进行视频监控设备的选型和安装时,必须引起足够的重视。
只有认真了解产生干扰问题的原因,并采取合理有效的防治措施,才能保证视频监控设备的正常运行,提高安全防护的效果。
视频抗干扰技术在实际监控系统中的应用一、干扰是如何产生的要谈抗干扰,那么首先要了解干扰产生的原因,下面简单的介绍一下几种闭路监控系统中常见的干扰及产生原因:闭路电视监控系统中传输信号的类型主要有两类:一类是模拟视频信号,传输路径由摄像机到矩阵,从矩阵再到显示器或录像机;一类是数字信号包括矩阵与摄像机之间的控制信息传输,矩阵中计算机部分的数字信号。
一般设备成为干扰源的可能性很小,因此干扰主要通过信号传输路径进入系统。
闭路电视监控系统的信号传输路径是,能通过视频电缆和传输控制信号的双绞线耦合进系统的干扰有:各种高频噪声比如大电感负载启停,地电位不等引入的工频干扰,平衡传输线路失衡使抑噪能力下降将共频干扰转成了差模干扰,传输线上阻抗不匹配造成信号的反射使信号传输质量下降,静电放电沿传输线进入设备造成接口芯片损伤或损坏。
具体表现如下:干扰原因干扰效果随机信噪比干扰表现为雪花干扰,监视器屏幕上会出现雪花状的斑点。
单频干扰表现为网状干扰,监视器屏幕上会出现网状条纹。
电源干扰表现为扭曲干扰,监视器屏幕上图像会出现轻微扭曲、图像不稳定。
脉冲干扰表现为跳动干扰,监视器屏幕上图像会出现跳动、闪烁。
接地干扰表现为黑条纹滚动干扰,监视器屏幕上会出现黑色滚动条纹。
做安防工程的,经常遇到的就是干扰问题,从书上看到的如何解决干扰都是提到要事前规划,包括做设计的时候就要非常注意,但是现实中的干扰现象越来越多,如果按照书上的要求工程量将非常巨大,所有的管线要地埋或者穿屏蔽,电源线缆与视频线缆要隔开距离传输,另外线缆不能太长,75-5的视频线缆不能超过250米,这样就很苛刻了,另外在布线的过程中暴力布线很严重,往往会将线缆的屏蔽层给损伤,这样就会导致外界干扰信号介入,对视频信号进行干扰,所以综合下来干扰基本出现在:1、电源干扰:由于电源线缆和视频信号线缆平行而导致干扰信号介入!2、外界电机等干扰:由于变频电机、空调等而产生的干扰信号;3、控制设备干扰:现在的很多控制设备采用巡检方式,这样就造成0-11mhz之间有很多的干扰波,对视频信号进行干扰;4、地电位不平衡干扰:由于接地点过多而导致视频信号强度产生巨大变化;5、屏蔽层破裂而引入干扰二、闭路电视监控系统抗干扰方法从干扰源的分析了解到并没有特别的干扰源,消除或者减少上述干扰的理论探讨也有许多,如何针对闭路电视监控工程解决干扰问题,很少有文献涉及,下面就闭路电视监控工种中常见的干扰及解决方法进行些探讨。
关于监控的抗干扰技术分析
发表时间:2008-12-16T16:31:14.340Z 来源:《中小企业管理与科技》供稿作者:付立安
[导读] 摘要:视频基带传输是指视频信号不经过频率变换等任何处理由图像摄取端通过同轴电缆直接传输到监视端的传输方式,图像在传输时直接利用同轴电缆的0~6MHz来传输,非常容易受到干扰,使图像出现网纹、横纹和噪点影响监视效果。
对于基带传输视频干扰,从干扰源角度分为交流声干扰和空间电磁波干扰,从干扰切入方式分为传导式干扰和辐射式干扰。
摘要:视频基带传输是指视频信号不经过频率变换等任何处理由图像摄取端通过同轴电缆直接传输到监视端的传输方式,图像在传输时直接利用同轴电缆的0~6MHz来传输,非常容易受到干扰,使图像出现网纹、横纹和噪点影响监视效果。
对于基带传输视频干扰,从干扰源角度分为交流声干扰和空间电磁波干扰,从干扰切入方式分为传导式干扰和辐射式干扰。
关键词:监控抗干扰技术
视频监控应用环境的复杂及应用规模的扩大,使监控的传输成为业界关注的重要话题,并促进了监控传输方式由单一化向多元化迅速发展,各种传输方式以自己独特的适应性或便易性活跃在监控的舞台上。
视频干扰问题是困惑监控工程商由来已久的难题,也成为监控进一步拓展的障碍,宽频共缆监控作为视频监控最新传输利器已经成为解除监控传输干扰的一枝奇葩。
一、视频干扰现象及其原因
视频基带传输是指视频信号不经过频率变换等任何处理由图像摄取端通过同轴电缆直接传输到监视端的传输方式,图像在传输时直接利用同轴电缆的0~6MHz来传输,非常容易受到干扰,使图像出现网纹、横纹和噪点影响监视效果。
对于基带传输视频干扰,从干扰源角度分为交流声干扰和空间电磁波干扰,从干扰切入方式分为传导式干扰和辐射式干扰。
下面分析一下常见视频干扰现象及其原因。
1、工频干扰
干扰现象:图像出现雪花噪点、网纹或很宽暗横带持续不断滚动。
干扰原因:此现象是当摄像端与监控设备端同时接地时,由于地电阻及电缆外皮电阻的存在,在两地之间电力系统各相负载不平衡或接地方式不同引起50Hz电位差,从而产生工频干扰所致。
地电位使两接地端存在电压降,电压降加在屏蔽层两端并与大地(地电阻)构成回路产生地电流,地电流经过线缆屏蔽层形成干扰电压,地电流的部分谐波分量落入视频芯线,致使芯线与屏蔽层之间产生干扰电位,使干扰信号加入视频信号中对监控图像形成干扰。
2、空间电磁波干扰
干扰现象:图像出现较密的斜形网纹,严重时会淹没图像。
干扰原因:当监控电缆在空中架设时,空中电磁波干扰信号所产生的空间电场会作用于监控传输线路,使线路两端而产生相当大的电磁干扰电压,其频率约在200Hz~2.3MHz。
由于电缆中电位差的存在,使电缆屏蔽层产生干扰电流,而一般情况下摄像端和监控设备端均为接地状态,这就使干扰电流通过线缆两端接地点与大地形成回路,导致终端负载产生干扰电压,干扰信号耦合进视频信号中,产生图像干扰情况。
3、低频干扰(20Hz-nKHz低频噪声干扰)
干扰现象:图像出现静止水平条纹。
现象原因:由于声音、数据等信号属于低频信号,其频带狭窄在传输时只用到20Hz~nKHZ,几乎采用任何种类的电缆都可以传输,一般只受交流声干扰。
用于传输视频信号的同轴电缆,其屏蔽层抗干扰曲线特性表明干扰信号频率越高其屏蔽性能越好,对于诸如载波电话、有线电台等低频率信号干扰反而显得苍白无力。
低频干扰信号同样会在传输线缆上产生干扰电压,从而影响图像质量。
4、高频干扰(高频噪声干扰)
干扰现象:图像出现雪花点或高亮点。
现象原因:虽然视频传输所用同轴电缆抗高频干扰要比抗低频干扰性能强,但是强高频干扰信号还会对图像的传输产生干扰。
大电荷负载启停、变频机及高频机等在工作时除了输出高强度基波外,同时还会产生高强度的二次谐波。
虽然谐波强度比基波低很多,但高次谐波频带很宽且成分复杂,所以基波的各次谐波都会对利用视频基带传输(即6MHZ带宽内)的视频信号造成不同程度的干扰。
经过多次精度实验,高频干扰信号的基波和谐波频率均在45MHz以内。
5、反射干扰
干扰现象:图像出现重影。
干扰原因:视频信号在传输过程中色度、亮度及饱和度都会有相应衰减,当传输视频的同轴网络阻抗不匹配(也称失配)时,视频信号传输到终端会有部分色度、亮度及饱和度产生微反射,反射回来的信号会回到发射处形成再反射,与视频信号叠加经过延时和损耗到达终端。
多个反射信号将在接收端产生码间干扰(ISI),ISI会导致监视器收到错误的输入信号幅度和相位并显示出来,这就使传回来的图像看起来好象清楚的图像上又蒙上了一层模糊不清的图像现象,即重影现象。
6、静电干扰
干扰现象:图像时有网纹时有噪点,且时有时无。
干扰原因:在发电场、煤矿和工业企业等存在高电压(1000V以上)输出、严重机械摩擦及高电磁环境场所接地时的对地电位差都在400VP-P~1500VP-P之间。
接地与大地之间存在电位差的现象就属于静电现象的一种,存在静电现象时,接地端(包括冷地和热地)和大地就相当于一个带正电荷和负电荷的电容器。
根据电容器的工作原理可知,当电荷容量达到一定程度时便会放电。
那么静电放电时便会在不同的接地端之间形成电位差,使传输线路上屏蔽层形成地电流,从而使干扰信号耦合进视频信号并送入监控设备中。
静电对视频传输干扰情况取决于静电电压差的大小,严重时会造成接口芯片的损伤或损坏。
二、监控抗干扰新技术
宽频共缆监控系统中的“宽频”是针对视频基带传输利用0~6MHZ的低频只能传输一路视频信号而言的,宽频共缆监控充分利用同轴电缆中5~550MHZ可同时传输四十多路视频、音频和控制信号,并且在系统中予留了报警、广播的传输空间;“共缆”的涵义非常明了,指的就是多系统、多信号可以通过“一根电缆”双向传输。
宽频共缆监控系统是基于有线电视技术逆向应用开发的,开发此系统的主要目的是为了解除在视频监控传输过程中出现的布线量大、
施工复杂、抗干扰性能差、维护不便和不易扩容等难题。
在综合分析国内外视频监控传输方式后,没有哪种方式可以既把上述问题彻底解决,又可以保证图像传输质量,使监控工程商节省成本。
宽频共缆监控采用成熟稳定的FDM(频分复用)技术和FSK移频键控技术,首先将同轴电缆的0~1000MHZ划分为不同的传输通道,包括上行通道、下行通道、报警传输通道和隔离带,然后利用移频键控(指视频调幅调制、音频调频调制及FSK数据调制)技术,将不同的信号调制到不同的通道上,通过一根“同轴电缆”上行、下行同时传输,使多系统、多信号共缆传输。
各种信号在同时传输时各行其道,互不干扰,打个比方,如京广铁路、京九铁路、京沪铁路虽然都在长城以南,但各有专门的路线,在其中行使的火车不会发生碰撞。
通过上面对常见视频干扰情况分析可以得知,视频干扰源的频率均在45MHz以下,恒星科通的宽频共缆监控把监控音视频信号搬移到110MHz以上,完全避开了干扰源的干扰频率,使干扰信号在监控信号传输过程中无用武之地,从而保证了监控信号的传输质量,使监控图像可以达到4级以上国家广播电视标准。
三、小结
电视监控传输系统在视频监控传输的抗干扰性能有目共睹,可广泛应用于电磁环境复杂场所。
另外,由于系统充分利用了同轴电缆的资源空间,采用频分复用技术可通过一根同轴电缆传输四十路监控信号,使监控的传输链路实现了总线制传输,大大节省了施工成本及费用,缩短了施工周期。