視頻巡檢系統(tǒng)在廣播電視發(fā)射臺的應(yīng)用

吳金友 梁秀文

（作者單位：1.四川省廣播電視局520臺；2.四川省廣播電視新聞與傳播研究所）

隨著廣播電視發(fā)射臺站安全播出技術(shù)保障措施的不斷完善，發(fā)射臺為實現(xiàn)對天饋線系統(tǒng)、天線場區(qū)域和核心技術(shù)區(qū)域的整體安全把控，根據(jù)《廣播電視安全播出管理規(guī)定》的相關(guān)規(guī)定，把發(fā)射臺的天線場區(qū)域、發(fā)射設(shè)備設(shè)施、安全播出核心和辦公區(qū)域以及發(fā)射機房和網(wǎng)絡(luò)調(diào)配室內(nèi)的視頻監(jiān)控、紅外探測、煙感、浸水和溫濕度監(jiān)測數(shù)據(jù)，傳輸?shù)桨踩コ隹偪厥覂?nèi)，匯集到數(shù)據(jù)服務(wù)器進行數(shù)據(jù)分析處理，進行多畫面呈現(xiàn)和集成監(jiān)管，實現(xiàn)播出設(shè)備設(shè)施的視頻集中監(jiān)控，即時視頻巡查巡檢。

1 系統(tǒng)功能應(yīng)用的必要性

大功率、強功率中波廣播發(fā)射臺由于工作的特殊性，大都建在城市的遠郊農(nóng)村地區(qū)，具有天線場區(qū)面積大、播出頻率多、發(fā)射功率強、節(jié)目覆蓋范圍廣、安全播出保障等級高的特點。對室外的天饋線系統(tǒng)、天線場發(fā)射區(qū)域、技術(shù)設(shè)備設(shè)施核心區(qū)域，臺區(qū)供配電設(shè)備、供水設(shè)施等要害場所進行巡查巡檢時，通常存在著巡查路程遠，巡檢面積大，巡檢項目多，易受風(fēng)/雨/雪天氣影響等問題。尤其是深夜出現(xiàn)雷/暴雨等極端強對流/惡劣天氣，須對播出設(shè)備設(shè)施進行險情的巡檢巡查時，通常都存在著異?；蛲话l(fā)險情狀況發(fā)現(xiàn)不及時，人員應(yīng)對反應(yīng)延后，組織應(yīng)急處置滯后等固有缺陷。

只有有效發(fā)現(xiàn)，快速應(yīng)對處置，做好播出設(shè)備設(shè)施應(yīng)急和緊急安全防范，才能確保發(fā)射臺生產(chǎn)安全和播出安全。僅僅依靠發(fā)射臺值班值守人員的徒步巡查與人工巡檢的傳統(tǒng)方式已不能滿足全面高效、快速處置險情的安全播出新要求，也很難達到設(shè)備設(shè)施巡檢的預(yù)期效率和周期性效果。傳統(tǒng)粗放的巡查巡檢方式也存在著條件艱苦，夜間不安全因素多，勞動強度大，費時耗力等不足。

2 系統(tǒng)功能應(yīng)用

2.1 系統(tǒng)功能實現(xiàn)目標(biāo)

根據(jù)《廣播電視安全播出管理規(guī)定》的相關(guān)要求，廣播電視發(fā)射臺根據(jù)現(xiàn)有建設(shè)條件，在完善視頻安防監(jiān)控的基礎(chǔ)上，通過添加硬件設(shè)備、系統(tǒng)更新改造、技術(shù)功能升級，滿足巡查、巡檢系統(tǒng)的建設(shè)要求；在功能應(yīng)用上消除巡查巡檢路程遠、異態(tài)發(fā)現(xiàn)不及時的弊端。

2.1.1 快速巡查巡檢

值班人員利用槍型和球形攝像機，對機房固定區(qū)域環(huán)境的溫濕度、消防設(shè)施、播出設(shè)備進行視頻巡查，對天線場、播出核心技術(shù)區(qū)域進行日常巡檢。

（1）利用視頻回放功能，實現(xiàn)對設(shè)備故障出現(xiàn)前的運行狀態(tài)進行視頻回放，追溯故障源，還原故障出現(xiàn)的整個視頻過程。

（2）利用攝像機紅外功能，實現(xiàn)對監(jiān)控區(qū)域、天線場、技術(shù)核心播出區(qū)域進行夜間巡檢巡查，及時發(fā)現(xiàn)異常情況。

（3）利用云臺可變焦功能，實現(xiàn)對未安裝固定攝像機的區(qū)域的巡檢。比如，根據(jù)維護計劃，確定所要巡檢的設(shè)備器件來操作視頻巡檢系統(tǒng)。利用云臺控制功能，如局部比例放大、縮進、聚焦等控制功能來操作視頻攝像機，實現(xiàn)對發(fā)射塔塔體、拉線銹蝕情況和傳輸饋線情況等的巡檢。

（4）利用攝像機紅外功能和云臺功能，通過操作攝像機云臺實現(xiàn)對臺外發(fā)射塔、饋線系統(tǒng)的夜間巡檢巡查。

（5）利用云臺可變焦和紅外功能，實現(xiàn)在強雷電、暴風(fēng)、暴雨等極端天氣后對天饋線系統(tǒng)和核心技術(shù)區(qū)域的快速巡查，如發(fā)射塔拉線和饋線異物識別、接地線有無斷線、線桿有無傾斜等。

（6）利用云臺可變焦攝像功能，實現(xiàn)安全播出保障期前和重要時段保障中對天饋線系統(tǒng)、天線場區(qū)和技術(shù)核心區(qū)域的快速巡查。

2.1.2 告警接收與安防報警聯(lián)動

通過報警模塊對報警主機布防、撤防，實現(xiàn)機房人員和安保人員的報警聯(lián)動。發(fā)射臺站值守人員在第一時間獲取到聯(lián)動報警信息后，快速做出應(yīng)急反應(yīng)和針對性處理。另外，系統(tǒng)還支持執(zhí)行告警聯(lián)動錄像，球機自動跳轉(zhuǎn)到報警預(yù)置，具有報警區(qū)域自動對焦、自動錄像功能。

2.1.3 視頻質(zhì)量診斷

通過對清晰度、亮度、偏色、噪聲干擾信號進行圖像分析和數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)視頻質(zhì)量診斷。

3 應(yīng)用功能實現(xiàn)

視頻巡檢系統(tǒng)（見圖1）全IP化，以建設(shè)全高清監(jiān)控系統(tǒng)為目標(biāo)，達到高清視頻采集傳輸與存儲。視頻巡檢系統(tǒng)實現(xiàn)的功能包括有效降低視頻誤碼率，提高視頻呈現(xiàn)效果；顯示更高清的細節(jié)圖像，讓視頻監(jiān)控影像更具有利用和挖掘的價值；值班人員通過系統(tǒng)操作，就可以監(jiān)控、管理實時的視頻影像信息。

圖1 視頻巡檢系統(tǒng)拓撲圖

選擇不同或者組合不同型號的云臺攝像機。槍型攝像機和球機搭配使用，對發(fā)射機房、監(jiān)控室、配電室、天線場區(qū)、辦公區(qū)和生活區(qū)等重要核心區(qū)域安裝視頻監(jiān)控，實現(xiàn)全天候視頻監(jiān)控、異態(tài)報警聯(lián)動錄像功能，以保證監(jiān)控區(qū)間內(nèi)無盲區(qū)、無死角、全覆蓋。

3.1 應(yīng)用場景

3.1.1 視頻多畫面展示

采用1/4/8/12/16畫面，進行畫面分割。值班人員在安全播出設(shè)備設(shè)施監(jiān)控平臺，通過鼠標(biāo)就可以實現(xiàn)將巡查巡檢的視頻畫面的放大、還原、全屏、畫面切換等操作；而通過操作云臺攝像機快捷鍵圖標(biāo)，可以實現(xiàn)對不同攝像機圖像的高清獨立監(jiān)控。系統(tǒng)還具有越界報警功能。對視頻的報警信息，系統(tǒng)會采取自動調(diào)高畫面亮度以及圖像閃爍進行報警，方便值班人員對報警位置快速定位，及時采取應(yīng)對措施。

3.1.2 調(diào)配網(wǎng)絡(luò)紅外熱成像監(jiān)控

采用紅外熱成像技術(shù)，配置紅外探測器接收物體發(fā)出的紅外輻射，實時監(jiān)測調(diào)配網(wǎng)絡(luò)元器件表面溫度，再進行光電處理，最后以數(shù)字、信號和圖像方式呈現(xiàn)，能夠直觀反映調(diào)配網(wǎng)絡(luò)元器件連接情況和調(diào)配網(wǎng)絡(luò)有無打火現(xiàn)象。通過監(jiān)控平臺的圖像畫面顯示，得到畫面各點的溫度值。當(dāng)超過設(shè)定門限閾值時，會有聲音和圖像的雙重告警，同時對視頻圖像中的目標(biāo)進行自動的監(jiān)測、識別、跟蹤和分析，從而為值班人員提供監(jiān)測監(jiān)控的關(guān)鍵預(yù)警信息。

3.1.3 天調(diào)室內(nèi)溫濕度采集監(jiān)測

安裝紅外溫濕度傳感器和煙霧傳感器，采集天調(diào)室內(nèi)的溫濕度及煙霧狀況，通過光纖把溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇偪叵到y(tǒng)內(nèi)，實現(xiàn)對天調(diào)室內(nèi)溫濕度與煙霧狀況的實時采集。

3.2 技術(shù)實現(xiàn)

3.2.1 雙絞線傳輸

攝像機到視頻服務(wù)器的傳輸距離＜100 m時，使用雙絞線進行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。

3.2.2 網(wǎng)絡(luò)光纜傳輸

攝像機到視頻服務(wù)器的傳輸距離＞100 m時，通過光纖方式傳輸。

3.2.3 點位分布原則

（1）固定點監(jiān)控。固定點監(jiān)控區(qū)域主要是范圍相對較小區(qū)域，如道路路口、技術(shù)大樓出入口、核心區(qū)域等固定地點。

（2）室內(nèi)監(jiān)控。室內(nèi)監(jiān)控區(qū)域包括播出機房上下樓道、機房廊道、辦公區(qū)域、播出核心機房、備件庫房，采用槍機或半球攝像機。

（3）制高點監(jiān)控。在技術(shù)樓頂、機房房頂?shù)戎聘唿c位，安裝云臺攝像機。網(wǎng)絡(luò)高清智能云臺攝像機通過大倍率云臺控制，在發(fā)射臺范圍區(qū)域通過制高點進行大范圍全覆蓋的視頻巡查巡檢。

4 系統(tǒng)組成

（1）視頻采集設(shè)備。通過視頻采集設(shè)備進行視頻信號采集；通過配置網(wǎng)絡(luò)高清攝像機，將采集的高清視頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，接入網(wǎng)絡(luò)進行傳輸。

（2）傳輸網(wǎng)絡(luò)。其主要作用是對各類視頻資源進行傳輸，為巡檢系統(tǒng)的各項應(yīng)用提供基礎(chǔ)視頻信息的傳輸。

（3）視頻呈現(xiàn)。視頻服務(wù)器將高清視頻圖像接入，完成視頻解碼與拼接。在視頻管理界面，通過LED電視大屏將視頻圖像進行視頻畫面呈現(xiàn)。

5 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式

系統(tǒng)提供應(yīng)用服務(wù)和信息交互支撐服務(wù)。系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示：

圖2 系統(tǒng)架構(gòu)圖

（1）物理資源層。巡檢系統(tǒng)硬件設(shè)備，包含用于系統(tǒng)的各類數(shù)字高清攝像機、數(shù)據(jù)服務(wù)器、防雷設(shè)備等。

（2）數(shù)據(jù)資源層。數(shù)據(jù)資源層由關(guān)系數(shù)據(jù)庫和信息知識數(shù)據(jù)庫組成。功能是對操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)協(xié)議方式進行的匹配，實現(xiàn)與上層系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性和兼容性。

（3）系統(tǒng)應(yīng)用支撐層。系統(tǒng)應(yīng)用支撐層為各類服務(wù)器、視頻數(shù)據(jù)采集設(shè)備、統(tǒng)一身份認證及功能應(yīng)用提供支持，為視頻數(shù)據(jù)和報警信息提供計算分析和邏輯支持。

（4）系統(tǒng)應(yīng)用業(yè)務(wù)層。應(yīng)用業(yè)務(wù)層可以實現(xiàn)系統(tǒng)管理功能，包括巡檢視頻操作，視頻呈現(xiàn)與視頻錄像查詢/回放/歷史追溯，預(yù)置預(yù)警報警閾值參數(shù)等。

（5）用戶界面層。視頻巡查巡檢系統(tǒng)，支持在系統(tǒng)平臺客戶端進行巡查巡檢操作，也支持在手機客戶端App系統(tǒng)進行信息瀏覽操作。

6 結(jié)語

在2020年8月11日至20日的大暴雨、雷電及強對流天氣過程中，發(fā)射臺區(qū)利用已建成的視頻巡查巡檢系統(tǒng)，對臺區(qū)行政辦公與設(shè)備核心技術(shù)區(qū)域以及位于臺外的天線發(fā)射場區(qū)域進行快速的安全巡查，對饋線和天線的狀態(tài)進行視頻快速巡檢。搶險過程中，視頻巡查巡檢系統(tǒng)在應(yīng)急調(diào)度指揮、力量合理調(diào)配、隱患快速排查、險情快速處置等方面都起到了積極作用。

運用視頻巡檢系統(tǒng)，能對臺區(qū)發(fā)射機房及播出設(shè)施進行節(jié)點缺陷和安全隱患排查，特別是能對發(fā)射塔基與塔體構(gòu)件狀態(tài)進行巡檢，對饋線系統(tǒng)進行異物識別等。巡查巡檢的準確率較高，發(fā)射臺區(qū)安全防范效率得到了較大提升，降低了人員勞動強度和高空作業(yè)的安全生產(chǎn)風(fēng)險，提高了設(shè)備設(shè)施的安全運行能力和安全播出保障能力。