陳 琳

（湖南省建筑設計院有限公司，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)控系統由監(jiān)控管理中心、傳輸網絡、攝像機、供電電源系統組成。 本項目中系統傳輸采用目前最先進的無源光網絡技術，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，以便有效應對公園防火、安全等方面的突發(fā)事件。

1 設計目標

本案例視頻監(jiān)控系統設計目標是打造一個安全、舒適的城郊公園，提供現代化的管理及服務。

（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)省公園建設及運營成本。

（2）舒適：建設信息化服務平臺，為公園管理者提供快捷、有效的優(yōu)質服務。

（3）現代化管理和服務：以現代網絡技術為依托，建設技術先進、擴展性強、功能完善的現代化、數字化的視頻監(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 系統方案對比

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

通過表1 可以看出，基于PON 網絡組網的技術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 技術不僅可以降低項目建設及維護成本，而且擴展容易、管理靈活，還可以提高光纖資源利用率；減少整個系統免受電磁干擾和雷電的影響，減少線路和外部設備的故障率，提高系統可靠性。

3 設計方案

3.1 PON 網絡架構設計

根據公園的實際情況，本文采用圖1 所示的PON 網絡架構圖，根據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、東南側生態(tài)氧吧處、西北角水生植物區(qū)設置4 個分光器點位；系統采用1：16 分光器對周邊ONU 點位進行接入。OLT 光線路終端設備設置在安防監(jiān)控室；光網絡單元ONU 放在攝像機立桿接線箱中。

PON 網絡組網與傳統有源組網對比表 表1

圖1 視頻監(jiān)控系統PON 網絡架構圖

按照PON 網絡技術要求，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，保證系統冗余性及可擴展性。

3.2 前端點位設計

本項目中前端監(jiān)控攝像機位置的設計原則為：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)控點位總數量。

主要在出入口、人員漫步道路及公園制高點設置相應攝像機，根據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)控點設計分為如下三類。

（1）本次在公園各出入口、人員聚集地設置10臺人臉抓拍攝像機，在滿足視頻監(jiān)控的前提下，對進出公園人員進行人臉抓拍存檔，并將圖像數據通過系統對接，提供給平安城市管理系統進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)設置槍式或快球攝像機，對公園實時圖像進行顯示及存儲。 通過公園監(jiān)控，可及時發(fā)現公園各類意外事件或事后通過對現場監(jiān)控錄像的分析，及時還原事件真相。

（3）在公園南北兩側山體最高點各設置一臺40倍光學變倍、16 倍數字變倍的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)控范圍內的火情進行監(jiān)控，當有火點出現時第一時間進行報警，將火災扼制在初始階段。

3.3 存儲設計

結合公園監(jiān)控系統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)控系統前端采用高清網絡攝像機，400 萬圖像分辨率快球攝像機按照3M 碼流進行存儲，300 萬圖像分辨率槍式攝像機按照2M 碼流進行存儲，制高點攝像機按照8 路2M 碼流進行存儲，存儲容量計算公式為：每通道每小時錄像文件大?。∕B／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×需要保存的天數÷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，總容量＝（31.7×4＋21.1×81＋168.8×2）×30／1 024≈63.68T；硬盤格式化后，會有容量損失，另考慮到存儲數據寫入過程當中的峰值漂移及存儲空間的冗余，本次按照0.8 的容量損失系數計算總容量，總容量＝63.68÷0.8≈79.6T。

本案采用4T 監(jiān)控級硬盤，需要79.6÷4 ≈20 塊。

考慮到系統穩(wěn)定及可靠性，故本次采用RAID5數據保護加全局硬盤熱備；選用128 路網絡視頻接入NVR 存儲1 臺，本案共選用4T 監(jiān)控級硬盤21 塊。

3.4 供電、接地系統設計

（1）供電系統

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

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

機房端僅需考慮核心交換機、存儲設備設備供電，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

根據現場地勘實測，本案土質主要以碎石土為主，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，要求接地極的埋設深度應≥0.6m；垂直接地極的長度應≥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，應采用可拆卸的螺桿聯接點。

4 結束語

本文主要介紹基于PON 技術的城郊公園網絡視頻監(jiān)控系統，該系統不但從功能上滿足了城郊公園這類區(qū)域大、距離遠、點位分布廣的安防視頻監(jiān)控要求，而且在技術上對項目纜線數量進行節(jié)省、減少中間匯聚端設備及維護工作量，通過各類技術手段節(jié)省施工成本；保證了城郊公園建設的經濟性、可靠性、先進性、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)展建設提供了堅實可靠的基礎。