陳 琳

（湖南省建筑設(shè)計院有限公司，長沙410012）

0 前言

某城郊公園規(guī)劃總面積約41.33hm2；視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控管理中心、傳輸網(wǎng)絡(luò)、攝像機、供電電源系統(tǒng)組成。 本項目中系統(tǒng)傳輸采用目前最先進(jìn)的無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將各終端監(jiān)控視頻傳送至公園監(jiān)控中心，實時顯示并進(jìn)行圖像分析，自動報警，提升了城郊公園的技防水平，以便有效應(yīng)對公園防火、安全等方面的突發(fā)事件。

1 設(shè)計目標(biāo)

本案例視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)是打造一個安全、舒適的城郊公園，提供現(xiàn)代化的管理及服務(wù)。

（1）安全：完善的安全保衛(wèi)工作，提高公園景區(qū)整體管理水平，降低管理人員勞動強度，節(jié)省公園建設(shè)及運營成本。

（2）舒適：建設(shè)信息化服務(wù)平臺，為公園管理者提供快捷、有效的優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

（3）現(xiàn)代化管理和服務(wù)：以現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為依托，建設(shè)技術(shù)先進(jìn)、擴展性強、功能完善的現(xiàn)代化、數(shù)字化的視頻監(jiān)控管控平臺，將安例打造為一個較高水平的智能化城郊公園。

2 系統(tǒng)方案對比

PON 技術(shù)是一點到多點的光纖接入技術(shù)，由光線路終端（OLT）、光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）及光配線網(wǎng)（ODN）組成，為單纖雙向系統(tǒng)。

通過表1 可以看出，基于PON 網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的技術(shù)方案在本案中有著明顯的優(yōu)勢。 在城郊公園這類面積大、監(jiān)控點位多且分散、傳輸線路長的項目中，采用PON 技術(shù)不僅可以降低項目建設(shè)及維護成本，而且擴展容易、管理靈活，還可以提高光纖資源利用率；減少整個系統(tǒng)免受電磁干擾和雷電的影響，減少線路和外部設(shè)備的故障率，提高系統(tǒng)可靠性。

3 設(shè)計方案

3.1 PON 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計

根據(jù)公園的實際情況，本文采用圖1 所示的PON 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖，根據(jù)星型連接方式布置公園監(jiān)控點位，分別在公園入口處、野趣體驗處、東南側(cè)生態(tài)氧吧處、西北角水生植物區(qū)設(shè)置4 個分光器點位；系統(tǒng)采用1：16 分光器對周邊ONU 點位進(jìn)行接入。OLT 光線路終端設(shè)備設(shè)置在安防監(jiān)控室；光網(wǎng)絡(luò)單元ONU 放在攝像機立桿接線箱中。

PON 網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)與傳統(tǒng)有源組網(wǎng)對比表 表1

圖1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)PON 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

按照PON 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)要求，本次機房至各分光器采用2 芯單模鎧裝光纖，且光纖使用率為1 芯使用1 芯備用，保證系統(tǒng)冗余性及可擴展性。

3.2 前端點位設(shè)計

本項目中前端監(jiān)控攝像機位置的設(shè)計原則為：在保證攝像機視野廣、無障礙、監(jiān)控角度大的前提下，盡可能使每個監(jiān)控點監(jiān)控覆蓋的公園面積最大，減少整個城郊公園監(jiān)控點位總數(shù)量。

主要在出入口、人員漫步道路及公園制高點設(shè)置相應(yīng)攝像機，根據(jù)公園道路分布及前端攝像機最大紅外監(jiān)控距離80m 的范圍特點，總共設(shè)置71 臺槍式攝像機、4 臺快球攝像機、10 臺人臉識別攝像機、2 個制高點攝像機。 本次攝像機均選用星光級攝像機，最低照度0.005lx 顯示彩色，最低照度0.0005lx 為黑白，在0lx 時紅外開啟，也能夠保證視頻圖像清晰。 城郊公園前端監(jiān)控點設(shè)計分為如下三類。

（1）本次在公園各出入口、人員聚集地設(shè)置10臺人臉抓拍攝像機，在滿足視頻監(jiān)控的前提下，對進(jìn)出公園人員進(jìn)行人臉抓拍存檔，并將圖像數(shù)據(jù)通過系統(tǒng)對接，提供給平安城市管理系統(tǒng)進(jìn)行實時黑名單比對報警和人臉大庫檢索等功能。

（2）在公園各道路、人員聚集區(qū)設(shè)置槍式或快球攝像機，對公園實時圖像進(jìn)行顯示及存儲。 通過公園監(jiān)控，可及時發(fā)現(xiàn)公園各類意外事件或事后通過對現(xiàn)場監(jiān)控錄像的分析，及時還原事件真相。

（3）在公園南北兩側(cè)山體最高點各設(shè)置一臺40倍光學(xué)變倍、16 倍數(shù)字變倍的800 萬紅外球機，攝像機自帶寬動態(tài)效果、圖像降噪功能，可完美的展現(xiàn)白天／夜晚圖像；自帶火點檢測功能熱成像鏡頭組件，可對監(jiān)控范圍內(nèi)的火情進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)有火點出現(xiàn)時第一時間進(jìn)行報警，將火災(zāi)扼制在初始階段。

3.3 存儲設(shè)計

結(jié)合公園監(jiān)控系統(tǒng)實際情況及使用要求，案例監(jiān)控平臺的存儲采用NVR。 為減少存儲容量空間，所有攝像機及存儲設(shè)備均支持H.265 壓縮格式；存儲時間不小于30 天。

公園視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端采用高清網(wǎng)絡(luò)攝像機，400 萬圖像分辨率快球攝像機按照3M 碼流進(jìn)行存儲，300 萬圖像分辨率槍式攝像機按照2M 碼流進(jìn)行存儲，制高點攝像機按照8 路2M 碼流進(jìn)行存儲，存儲容量計算公式為：每通道每小時錄像文件大小（MB／小時）＝碼流大小× 3 600 ÷ 8 ÷ 1 024；硬盤容量（G）＝每小時錄像文件大小×每天錄像時間×硬盤錄像機路數(shù)×需要保存的天數(shù)÷1 024。

因此，400 萬圖像分辨率高清攝像機每路每天存儲容量為：每路每天存儲容量＝3 072KB×3 600×24／1 024／1 024／8 ＝31.7GB；300 萬圖像分辨率攝像機每路每天存儲容量為：每路每天存儲容量＝2 048K×3 600×24／1 024／1 024／8 ＝21.1GB；制高點攝像機每路每天存儲容量為：每路每天存儲容量＝2 048KB×3 600×24／1 024／1 024／8×8 ＝168.8GB。

本公園共設(shè)置4 臺快球攝像機，81 臺槍式攝像機（含10 臺人臉識別攝像機），2 臺制高點攝像機，按照30 天存儲，總?cè)萘浚剑?1.7×4＋21.1×81＋168.8×2）×30／1 024≈63.68T；硬盤格式化后，會有容量損失，另考慮到存儲數(shù)據(jù)寫入過程當(dāng)中的峰值漂移及存儲空間的冗余，本次按照0.8 的容量損失系數(shù)計算總?cè)萘?，總?cè)萘浚?3.68÷0.8≈79.6T。

本案采用4T 監(jiān)控級硬盤，需要79.6÷4 ≈20 塊。

考慮到系統(tǒng)穩(wěn)定及可靠性，故本次采用RAID5數(shù)據(jù)保護加全局硬盤熱備；選用128 路網(wǎng)絡(luò)視頻接入NVR 存儲1 臺，本案共選用4T 監(jiān)控級硬盤21 塊。

3.4 供電、接地系統(tǒng)設(shè)計

（1）供電系統(tǒng)

考慮到公園網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的點位分別廣且分散，本次攝像機終端均采用市電供電，從現(xiàn)有照明配電箱備用回路進(jìn)行供電。

因城郊公園遠(yuǎn)離主城區(qū)，無法保障7×24h 供電無故障，本案在機房設(shè)置不間斷電源（UPS），且供電時間大于30min 來保障機房端設(shè)備正常運行。

機房端僅需考慮核心交換機、存儲設(shè)備設(shè)備供電，故本次選用3kVA UPS 一臺，則3kVA×0.95（功率因素）＝2 850W，2 850W／ 1（效率）＝2 850W，2 850W／96V＝39.2A，保證后備時間兩小時，電池容量39.2A×0.5h ＝19.6AH。

選取的UPS 逆變電壓為96V，96V／12V ＝8 節(jié)，電池容量38AH，8 節(jié)為一組，選擇1 組，共8 節(jié)電池。

（2）接地系統(tǒng)

根據(jù)現(xiàn)場地勘實測，本案土質(zhì)主要以碎石土為主，為保證每根立桿電阻＜10Ω 的防雷接地要求，無法滿足接地電阻要求的監(jiān)控立桿處增加接地極數(shù)量及增加降阻劑。 接地極做法大樣圖如圖2 所示。

圖2 接地極做法大樣圖

對于接地極的埋設(shè)，要求接地極的埋設(shè)深度應(yīng)≥0.6m；垂直接地極的長度應(yīng)≥2.5m；垂直接地極的間距≥5m；埋入后的接地極周圍要用新土夯實。

對于接地極的連接，要求連接應(yīng)牢固可靠，采用搭接焊，搭接長度要求為扁鋼寬度的2 倍，并由三個鄰邊施焊； 圓鋼直徑的6 倍，并由兩面施焊；接地極與接地干線的連接，為了測試電阻方便，應(yīng)采用可拆卸的螺桿聯(lián)接點。

4 結(jié)束語

本文主要介紹基于PON 技術(shù)的城郊公園網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)不但從功能上滿足了城郊公園這類區(qū)域大、距離遠(yuǎn)、點位分布廣的安防視頻監(jiān)控要求，而且在技術(shù)上對項目纜線數(shù)量進(jìn)行節(jié)省、減少中間匯聚端設(shè)備及維護工作量，通過各類技術(shù)手段節(jié)省施工成本；保證了城郊公園建設(shè)的經(jīng)濟性、可靠性、先進(jìn)性、可擴展性和易維護性，提高了城郊公園防火、安全等方面的管理水平，為平安城市的發(fā)展建設(shè)提供了堅實可靠的基礎(chǔ)。