郭亞明

摘要：本文以國(guó)家新聞出版廣電總局某直屬?gòu)V播發(fā)射臺(tái)的視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)為例，介紹了在發(fā)射臺(tái)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(jì)依據(jù)和設(shè)計(jì)思路，并對(duì)系統(tǒng)實(shí)施方案中的音視頻信號(hào)的采集、信號(hào)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(jìn)行了詳細(xì)闡述。

關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控 視頻矩陣 攝像機(jī) 硬盤錄像機(jī)

中圖分類號(hào)： TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）05-0000-00

1 引言

依據(jù)國(guó)務(wù)院第421號(hào)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(tái)作為關(guān)系國(guó)計(jì)民生、國(guó)家安全和公共安全的治安保衛(wèi)重點(diǎn)單位，如何利用先進(jìn)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(shí)現(xiàn)人防、物防和技術(shù)于一體，確實(shí)提高廣播發(fā)射臺(tái)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(jiǎn)稱VSCS）是利用視頻技術(shù)探測(cè)、監(jiān)視設(shè)防區(qū)域并實(shí)時(shí)顯示、控制、記錄現(xiàn)場(chǎng)圖像的用于安全防范目的電子技術(shù)系統(tǒng)，一套設(shè)計(jì)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(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)視，讓人能夠看到被監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際發(fā)生的一切情況，并通過(guò)錄像記錄下來(lái)，為日后對(duì)某些事件的處理提供方便條件及重要依據(jù)。本文以某國(guó)家級(jí)廣播發(fā)射臺(tái)為例，詳細(xì)介紹了在發(fā)射臺(tái)復(fù)雜電磁環(huán)境下的視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和實(shí)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(duì)發(fā)射臺(tái)發(fā)射機(jī)房、變電站、天饋線場(chǎng)區(qū)等安全播出重點(diǎn)區(qū)域和臺(tái)區(qū)大門、武警哨位、辦公樓等治安保衛(wèi)重要場(chǎng)所的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并在發(fā)射臺(tái)復(fù)雜的電磁環(huán)境下通過(guò)合理的信號(hào)傳輸方式將視頻監(jiān)控畫面?zhèn)鬏數(shù)街锌貦C(jī)房的值班大廳。

值班人員能夠通過(guò)視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)的軟件控制界面簡(jiǎn)便快捷地進(jìn)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(jī)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(shí)間信息完整。全部視頻通道均能實(shí)時(shí)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(shí)訪問(wèn)同一視頻信號(hào)。實(shí)時(shí)視頻信號(hào)能通過(guò)無(wú)線局專網(wǎng)上傳至上級(jí)部門。能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全播出故障、隱患和違法犯罪活動(dòng)，自動(dòng)收集證據(jù)，為處置突發(fā)事件、分析解決問(wèn)題提供可視化依據(jù)。

3 系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)

3.1設(shè)計(jì)的依據(jù)

本視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)依據(jù)是國(guó)標(biāo)《視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)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(hù)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(diǎn)單位重要部位的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和安全防護(hù)級(jí)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(jí)機(jī)構(gòu)組成，通過(guò)合理的信號(hào)傳輸方式對(duì)發(fā)射臺(tái)機(jī)房、變電站、天線場(chǎng)區(qū)以及臺(tái)區(qū)大門、武警哨位等重點(diǎn)部位進(jìn)行有效的視頻監(jiān)控。

（1）采集前端：發(fā)射機(jī)房對(duì)角安裝2臺(tái)廣角鏡頭彩色攝像機(jī)，能全面監(jiān)控機(jī)房情況；變電站和門廳各安裝一臺(tái)，臺(tái)區(qū)大門安裝一臺(tái)，辦公樓頂安裝一臺(tái)高清變焦攝像頭，天饋線場(chǎng)區(qū)安裝9臺(tái)，主要監(jiān)控匹配箱及附近區(qū)域。本方案中設(shè)計(jì)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(shì)，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(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，這樣數(shù)字化視頻可以在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（無(wú)線局專網(wǎng)）上傳輸圖像數(shù)據(jù)，不受距離限制，信號(hào)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(jī)房的值班大廳，由相關(guān)值班人員進(jìn)行操作，硬盤錄像機(jī)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(shí)間信息完整，全部視頻通道均能實(shí)時(shí)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(shí)訪問(wèn)同一視頻信號(hào)。系統(tǒng)控制設(shè)備操作簡(jiǎn)單，值班員經(jīng)過(guò)授權(quán)后能夠通過(guò)矩陣鍵盤進(jìn)行攝像機(jī)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(diǎn)的畫面實(shí)時(shí)的傳回監(jiān)控設(shè)備，整個(gè)系統(tǒng)采用硬盤壓縮技術(shù)，所有的圖像信息進(jìn)行數(shù)字化處理，可以通過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控管理軟件，控制硬盤錄像機(jī)及矩陣。硬盤錄像機(jī)通過(guò)RJ-45網(wǎng)接入交換機(jī)，圖像編碼方式為H.264。系統(tǒng)具備遠(yuǎn)程訪問(wèn)功能，領(lǐng)導(dǎo)或管理者通過(guò)局域網(wǎng)登錄視頻服務(wù)器實(shí)時(shí)查看前端監(jiān)控場(chǎng)區(qū)情況，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了歷史錄像資料的實(shí)時(shí)查看。

3.3系統(tǒng)的實(shí)施方案

該視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括實(shí)現(xiàn)對(duì)音視頻信號(hào)的采集、信號(hào)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(hào)的采集

前端視頻采集共設(shè)置15個(gè)彩色攝像機(jī)，其中發(fā)射機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置2臺(tái)彩色攝像機(jī)，配電室1臺(tái)、門廳1臺(tái)；室外共設(shè)置11臺(tái)帶有云臺(tái)的彩色攝像機(jī)，主要分布在天饋線場(chǎng)區(qū)9臺(tái)、機(jī)房后院1臺(tái)、臺(tái)區(qū)大門1臺(tái)；其中室外11臺(tái)帶云臺(tái)的彩色攝像機(jī)要求配備前端解碼器，以供監(jiān)控中心根據(jù)需求對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行操作控制。

包括室內(nèi)、室外共15臺(tái)彩色攝像機(jī)通過(guò)同軸電纜將視頻信號(hào)連接到光端機(jī)的發(fā)送端，通過(guò)光纜將15路視頻信號(hào)發(fā)送給光端機(jī)的接收端。

攝像機(jī)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(shí)連續(xù)監(jiān)控。

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

（3）臺(tái)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(jìn)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(shí)別技術(shù)；重要圍墻段：采取視頻監(jiān)控或采取入侵檢測(cè)，視頻監(jiān)控要能清晰拍攝其周圍環(huán)境。對(duì)入侵檢測(cè)設(shè)備，要保證其可靠性、準(zhǔn)確性等；臺(tái)區(qū)分區(qū)監(jiān)控：對(duì)整個(gè)臺(tái)區(qū)進(jìn)行分區(qū)域監(jiān)控，要求能分辨出移動(dòng)人員和動(dòng)物。

3.3.2信號(hào)傳輸與控制

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

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

（2）遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控信號(hào)：硬盤錄像機(jī)通過(guò)RJ-45以太網(wǎng)接口接入交換機(jī)，通過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)局機(jī)關(guān)對(duì)各臺(tái)的視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。

（3）控制信號(hào)：矩陣發(fā)出的控制信號(hào)運(yùn)用485線經(jīng)過(guò)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(tái)和鏡頭等設(shè)備。

系統(tǒng)的傳輸信號(hào)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(hào)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(gè)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(hào)經(jīng)過(guò)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(tái)、鏡頭等設(shè)備。

3.3.3本地視頻監(jiān)控

由四個(gè)46寸工業(yè)級(jí)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(shí)輸出8路視頻信號(hào)，可多畫面輪巡，可定時(shí)將監(jiān)控組內(nèi)的攝像機(jī)輪流切換，切換時(shí)間可自由設(shè)定。

中控機(jī)房值班大廳的控制鍵盤通過(guò)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(jī)遙控器進(jìn)行本地歷史數(shù)據(jù)查詢。并且控制鍵盤可通過(guò)矩陣系統(tǒng)對(duì)視頻采集端的云臺(tái)和鏡頭等設(shè)備進(jìn)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(zhǎng)辦公室、臺(tái)長(zhǎng)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(shí)現(xiàn)并通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行信號(hào)傳輸。圖像編碼格式為H.264，可通過(guò)IE瀏覽器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程查看，通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件，控制硬盤錄像機(jī)及視頻矩陣，方便快捷地查看調(diào)用監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)及畫面。

4結(jié)語(yǔ)

廣播發(fā)射臺(tái)是一個(gè)電磁環(huán)境非常復(fù)雜的高場(chǎng)強(qiáng)、強(qiáng)干擾的特殊的治安保衛(wèi)重點(diǎn)單位，廣播發(fā)射臺(tái)的視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更為復(fù)雜，系統(tǒng)的安裝部署要充分考慮電磁干擾的問(wèn)題，施工時(shí)外場(chǎng)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(jìn)行良好的接地處理。在本系統(tǒng)的施工過(guò)程中，所有外場(chǎng)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(yùn)行，本地視頻監(jiān)控信號(hào)的傳輸采用了光纖傳輸方式，確保了總個(gè)系統(tǒng)設(shè)備的穩(wěn)定可靠，監(jiān)控畫面畫質(zhì)清晰。