廣播發(fā)射臺視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

郭亞明

摘要：本文以國家新聞出版廣電總局某直屬廣播發(fā)射臺的視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計和建設(shè)為例，介紹了在發(fā)射臺復(fù)雜電磁環(huán)境下的視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)的功能需求、設(shè)計依據(jù)和設(shè)計思路，并對系統(tǒng)實施方案中的音視頻信號的采集、信號傳輸與控制、本地視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)控四部分內(nèi)容進行了詳細(xì)闡述。

關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控 視頻矩陣 攝像機 硬盤錄像機

中圖分類號： TP277 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）05-0000-00

1 引言

依據(jù)國務(wù)院第421號令《企業(yè)事業(yè)單位內(nèi)部治安保衛(wèi)條例》中的規(guī)定，廣播發(fā)射臺作為關(guān)系國計民生、國家安全和公共安全的治安保衛(wèi)重點單位，如何利用先進的通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、視音頻處理技術(shù)等構(gòu)建一套穩(wěn)定可靠、便捷直觀的安全防范監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)人防、物防和技術(shù)于一體，確實提高廣播發(fā)射臺的人身設(shè)備安全和播出安全。

視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)（Video Surveillance & Control System，簡稱VSCS）是利用視頻技術(shù)探測、監(jiān)視設(shè)防區(qū)域并實時顯示、控制、記錄現(xiàn)場圖像的用于安全防范目的電子技術(shù)系統(tǒng)，一套設(shè)計優(yōu)秀的視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠減少安保人員巡視巡查的人力物力，而且在一些惡劣特殊環(huán)境下也能夠代替人工進行長時間監(jiān)視，讓人能夠看到被監(jiān)視現(xiàn)場的實際發(fā)生的一切情況，并通過錄像記錄下來，為日后對某些事件的處理提供方便條件及重要依據(jù)。本文以某國家級廣播發(fā)射臺為例，詳細(xì)介紹了在發(fā)射臺復(fù)雜電磁環(huán)境下的視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計思路和實施方案，拋磚引玉，以饗讀者。

2 系統(tǒng)功能需求

該視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)對發(fā)射臺發(fā)射機房、變電站、天饋線場區(qū)等安全播出重點區(qū)域和臺區(qū)大門、武警哨位、辦公樓等治安保衛(wèi)重要場所的實時監(jiān)控，并在發(fā)射臺復(fù)雜的電磁環(huán)境下通過合理的信號傳輸方式將視頻監(jiān)控畫面?zhèn)鬏數(shù)街锌貦C房的值班大廳。

值班人員能夠通過視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)的軟件控制界面簡便快捷地進行監(jiān)視器畫面切換，數(shù)據(jù)查詢、視頻回放等操作，硬盤錄像機具備斷電記憶功能，在斷電的情況下，保留設(shè)置、錄像資料、地址信息、時間信息完整。全部視頻通道均能實時錄像、查詢、監(jiān)視，遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)支持廣播功能，允許多用戶同時訪問同一視頻信號。實時視頻信號能通過無線局專網(wǎng)上傳至上級部門。能夠及時發(fā)現(xiàn)安全播出故障、隱患和違法犯罪活動，自動收集證據(jù)，為處置突發(fā)事件、分析解決問題提供可視化依據(jù)。

3 系統(tǒng)方案的設(shè)計

3.1設(shè)計的依據(jù)

本視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)主要設(shè)計依據(jù)是國標(biāo)《視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范》GB50395-2007、《安全防范工程技術(shù)規(guī)范》GB50348-2004、《電磁輻射防護規(guī)定》GB8702、《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》GB 50198-1994和廣電行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《廣播電影電視系統(tǒng)重點單位重要部位的風(fēng)險等級和安全防護級別》GA 586-2005以及廣電系統(tǒng)內(nèi)部的相關(guān)技術(shù)規(guī)范。

3.2系統(tǒng)的組成

該視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)主要由采集前端、監(jiān)控中心、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控三級機構(gòu)組成，通過合理的信號傳輸方式對發(fā)射臺機房、變電站、天線場區(qū)以及臺區(qū)大門、武警哨位等重點部位進行有效的視頻監(jiān)控。

（1）采集前端：發(fā)射機房對角安裝2臺廣角鏡頭彩色攝像機，能全面監(jiān)控機房情況；變電站和門廳各安裝一臺，臺區(qū)大門安裝一臺，辦公樓頂安裝一臺高清變焦攝像頭，天饋線場區(qū)安裝9臺，主要監(jiān)控匹配箱及附近區(qū)域。本方案中設(shè)計的視頻監(jiān)控系統(tǒng)汲取了模擬閉路電視監(jiān)控和數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢，將兩者合二為一，前端采用模擬閉路電視的技術(shù)手段，保證圖像的流暢性，并且不容易受到電磁干擾，后端將采集的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，這樣數(shù)字化視頻可以在計算機網(wǎng)絡(luò)（無線局專網(wǎng)）上傳輸圖像數(shù)據(jù)，不受距離限制，信號不易受到干擾，可大幅度提高圖像品質(zhì)和穩(wěn)定性。

（2）監(jiān)控中心：視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)控制中心設(shè)置在中控機房的值班大廳，由相關(guān)值班人員進行操作，硬盤錄像機具備斷電記憶功能，在斷電的情況下，保留設(shè)置、錄像資料、地址信息、時間信息完整，全部視頻通道均能實時錄像、查詢、監(jiān)視，遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)支持廣播功能，允許多用戶同時訪問同一視頻信號。系統(tǒng)控制設(shè)備操作簡單，值班員經(jīng)過授權(quán)后能夠通過矩陣鍵盤進行攝像機的操作控制。

（3）遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控：本系統(tǒng)將前端視頻采集點的畫面實時的傳回監(jiān)控設(shè)備，整個系統(tǒng)采用硬盤壓縮技術(shù)，所有的圖像信息進行數(shù)字化處理，可以通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控管理軟件，控制硬盤錄像機及矩陣。硬盤錄像機通過RJ-45網(wǎng)接入交換機，圖像編碼方式為H.264。系統(tǒng)具備遠(yuǎn)程訪問功能，領(lǐng)導(dǎo)或管理者通過局域網(wǎng)登錄視頻服務(wù)器實時查看前端監(jiān)控場區(qū)情況，同時實現(xiàn)了歷史錄像資料的實時查看。

3.3系統(tǒng)的實施方案

該視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容主要包括實現(xiàn)對音視頻信號的采集、信號傳輸與控制、本地視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)控四部分。系統(tǒng)方案框圖如圖1。

3.3.1音視頻信號的采集

前端視頻采集共設(shè)置15個彩色攝像機，其中發(fā)射機房內(nèi)設(shè)置2臺彩色攝像機，配電室1臺、門廳1臺；室外共設(shè)置11臺帶有云臺的彩色攝像機，主要分布在天饋線場區(qū)9臺、機房后院1臺、臺區(qū)大門1臺；其中室外11臺帶云臺的彩色攝像機要求配備前端解碼器，以供監(jiān)控中心根據(jù)需求對攝像機進行操作控制。

包括室內(nèi)、室外共15臺彩色攝像機通過同軸電纜將視頻信號連接到光端機的發(fā)送端，通過光纜將15路視頻信號發(fā)送給光端機的接收端。

攝像機視頻監(jiān)控要求：

（1）視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)要求保證24小時連續(xù)監(jiān)控。

（2）要求采用低照度的攝像機，當(dāng)環(huán)境照度不足時，能打開紅外等，進行圖像攝錄。

（3）臺區(qū)大門：全天候監(jiān)視出入人員、車輛。要求能夠?qū)⒋箝T整體區(qū)域進行監(jiān)控，能夠辨認(rèn)出靠近大門5米人員的面貌，可采用面部識別技術(shù)；重要圍墻段：采取視頻監(jiān)控或采取入侵檢測，視頻監(jiān)控要能清晰拍攝其周圍環(huán)境。對入侵檢測設(shè)備，要保證其可靠性、準(zhǔn)確性等；臺區(qū)分區(qū)監(jiān)控：對整個臺區(qū)進行分區(qū)域監(jiān)控，要求能分辨出移動人員和動物。

3.3.2信號傳輸與控制

按照信號的傳輸方式與功能，可將信號分為三類：本地視頻監(jiān)控信號、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控信號、控制信號。

（1）本地視頻監(jiān)控信號：光端機（端口）的接收端接收到15路輸入信號后，通過同軸電纜連接到視頻分配器（具體幾入幾出），將視頻信號分成兩路。一路通過同軸電纜供視頻矩陣輸出到電視墻；一路連接到1臺16路的硬盤錄像機，進行本地實時錄像及存儲。

（2）遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控信號：硬盤錄像機通過RJ-45以太網(wǎng)接口接入交換機，通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)局機關(guān)對各臺的視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。

（3）控制信號：矩陣發(fā)出的控制信號運用485線經(jīng)過視頻分配器發(fā)送到設(shè)備前端解碼器（具體功能、參數(shù)）控制云臺和鏡頭等設(shè)備。

系統(tǒng)的傳輸信號要求可調(diào)節(jié)圖像參數(shù)與傳輸帶寬，可根據(jù)不同需求分別調(diào)節(jié)幀數(shù)、分辨率、圖像等參數(shù)，支持128K-1024Kbps傳輸碼率可調(diào)，本地圖像傳送延遲不大于0.5秒。

由于天線區(qū)干擾嚴(yán)重且傳輸距離較遠(yuǎn)，視頻信號傳輸室外采用光纜傳輸方式，室內(nèi)采用視頻電纜傳輸，整個系統(tǒng)為以后增容改造留有空間。模擬傳輸通道采用PAL制式標(biāo)準(zhǔn)，信噪比應(yīng)達(dá)到45db～48db，數(shù)字傳輸采用IP網(wǎng)絡(luò)傳輸，支持TCP、UDP、組播、廣播等IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，支持DNS、NAT端口映射，可配置網(wǎng)管策略，可為網(wǎng)絡(luò)分控預(yù)分配指定帶寬和QOS。

矩陣發(fā)出的控制信號經(jīng)過碼分配器（線路為光纜或電纜）發(fā)送到設(shè)備前端解碼器，再控制云臺、鏡頭等設(shè)備。

3.3.3本地視頻監(jiān)控

由四個46寸工業(yè)級監(jiān)視器和控制鍵盤組成。監(jiān)視器組成的電視墻可以同時輸出8路視頻信號，可多畫面輪巡，可定時將監(jiān)控組內(nèi)的攝像機輪流切換，切換時間可自由設(shè)定。

中控機房值班大廳的控制鍵盤通過矩陣系統(tǒng)，提供錄像資料的上墻顯示和直接利用硬盤錄像機遙控器進行本地歷史數(shù)據(jù)查詢。并且控制鍵盤可通過矩陣系統(tǒng)對視頻采集端的云臺和鏡頭等設(shè)備進行控制。

3.3.4遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控

遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控包括：局長辦公室、臺長辦公室、其他局域網(wǎng)網(wǎng)上監(jiān)控。遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控要求采用Http協(xié)議實現(xiàn)并通過以太網(wǎng)進行信號傳輸。圖像編碼格式為H.264，可通過IE瀏覽器實現(xiàn)遠(yuǎn)程查看，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件，控制硬盤錄像機及視頻矩陣，方便快捷地查看調(diào)用監(jiān)控數(shù)據(jù)及畫面。

4結(jié)語

廣播發(fā)射臺是一個電磁環(huán)境非常復(fù)雜的高場強、強干擾的特殊的治安保衛(wèi)重點單位，廣播發(fā)射臺的視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計更為復(fù)雜，系統(tǒng)的安裝部署要充分考慮電磁干擾的問題，施工時外場布線盡量采用地埋的優(yōu)質(zhì)雙屏蔽雙絞線，線纜屏蔽層以及所有攝像頭和設(shè)備外殼均需進行良好的接地處理。在本系統(tǒng)的施工過程中，所有外場設(shè)備的供電電源均加裝了電源濾波器，以保證設(shè)備的安全可靠運行，本地視頻監(jiān)控信號的傳輸采用了光纖傳輸方式，確保了總個系統(tǒng)設(shè)備的穩(wěn)定可靠，監(jiān)控畫面畫質(zhì)清晰。