何一

內(nèi)蒙古自治區(qū)廣播電視傳輸發(fā)射中心839臺 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050

839臺是內(nèi)蒙古自治區(qū)規(guī)模最大的短波發(fā)射中心，配置有8部PSM-50kW短波發(fā)射機和14副寬頻帶幕式籠型短波發(fā)射天線。由于技術(shù)特性，短波天線具有構(gòu)造復雜、拉線和連接點較多、各方向天線相距較遠、天線場地面積大等特點。受自然氣候影響，天線的連接固定件會出現(xiàn)不同程度的松動、脫落，給信號傳輸造成一定的影響且具有一定的危險性。同時由于天線高度、結(jié)構(gòu)和天線場地路面崎嶇的原因，巡檢周期相對較長，且無法保留圖片與視頻資料。因此，根據(jù)839臺實際情況和安全播出要求，亟需一套可以實施24小時巡檢的天線自動巡檢系統(tǒng)，用以保障安全播出，降低天線巡檢難度，減少重復低效工作。

1 設計思路及相關(guān)規(guī)范

1.1 設計思路

839臺天線自動巡檢系統(tǒng)的實施，需在839臺主樓房頂位置安裝重載云臺攝像機，通過六類網(wǎng)線引至二層機房交換機，使用綜合監(jiān)控管理平臺對發(fā)射天線以及連接固定件進行遠距離24小時實時巡檢。系統(tǒng)規(guī)劃設計嚴格按照國際、國家和本地區(qū)的有關(guān)標準和規(guī)范進行。視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)包括前端產(chǎn)品選型設計、傳輸交換應用設計、存儲管理應用設計等內(nèi)容。

整個系統(tǒng)的設計應當充分考慮合理性、先進性、實用性、可靠性和可擴展性的原則。

合理性：為了保證系統(tǒng)的順利使用以及與已建成系統(tǒng)集成的順利進行，本系統(tǒng)的建設需要提供開放的軟件接口，提供底層的API，從而為將來開發(fā)出實用而簡易的集成軟件，完成系統(tǒng)集成打好基礎。

先進性：巡檢系統(tǒng)所選用的硬件設備和配套軟件，必須具有國內(nèi)先進水平，在保證圖像高質(zhì)量的情況下，要可以徹底解決監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)字化、網(wǎng)絡化過程中所遇到的瓶頸問題。

實用性：系統(tǒng)功能必須滿足監(jiān)、控、存、查、管、用的基本要求，硬件和軟件平臺界面友好、易學易用、使用方便、圖像清晰；采用統(tǒng)一的系統(tǒng)標準和通信協(xié)議，使整個系統(tǒng)中各個子系統(tǒng)間能互聯(lián)互控，充分發(fā)揮整個系統(tǒng)的功能。

可靠性：必須保證巡檢系統(tǒng)的完整性、正確性和可恢復性，系統(tǒng)的不穩(wěn)定因素要從硬件、軟件系統(tǒng)協(xié)同運行中給予充分的防止，如有發(fā)生也應做到可即時恢復。保證對系統(tǒng)提供24小時不間斷服務。系統(tǒng)的可靠性主要表現(xiàn)在以下幾個方面：前端攝像系統(tǒng)的可靠性；信號傳輸系統(tǒng)的可靠性；數(shù)字編解碼系統(tǒng)的可靠性；視頻存儲系統(tǒng)的可靠性；視頻管理服務器的可靠性；網(wǎng)絡系統(tǒng)的可靠性；軟件系統(tǒng)的可靠性。

可擴展性：巡檢系統(tǒng)必須具有橫向和縱向的擴展能力。在系統(tǒng)橫向擴展方面，在滿足當前視頻巡檢需求的基礎上，方便擴量，形成更大容量的視頻巡檢系統(tǒng)。在縱向擴展方面，具有良好的兼容性和通用性，方便用戶進行二次功能開發(fā)（如圖像智能分析等）。

1.2 相關(guān)規(guī)范

規(guī)劃設計必須按照國際、國家和本地區(qū)的有關(guān)標準和規(guī)范進行。本設計將依據(jù)和參照以下的設計規(guī)范和要求進行：《安全防范工程技術(shù)規(guī)范》（GB50348－2004）、《視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求》（GA/T367－2001）、《安全防范系統(tǒng)驗收規(guī)則》（GA308－2001）、《安全防范工程程序與要求》（GA/T75－94）、《民用建筑閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》（GB50198－96）、《建筑物防雷設計規(guī)范》（GB50057－94）、《信息技術(shù)客戶通用電纜鋪設要求》（ISO/IEC11801）、《工業(yè)電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》（GBJ115-87）、《視音頻編解碼標準——視聽對象的編碼（6部分）》（ISO/IEC14496）、《安全防范系統(tǒng)通用圖形符號》（GA/T74－2000）。

2 設備選購

整個巡檢系統(tǒng)可以分為三個部分，前端采集設備、傳輸交換系統(tǒng)、存儲管理應用。這些部分相互整合，直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的效果，也直接影響到使用情況。

2.1 前端采集系統(tǒng)

前端采集系統(tǒng)主要是指高清IP網(wǎng)絡攝像機，這是整個系統(tǒng)的核心部分之一。由于采集設備架設在樓頂，結(jié)合北方大風天氣的實際情況，839臺采用的是大華的DH-PTZ91460-HNFWX-FL重載熱成像攝像機。

這款攝像機內(nèi)置神經(jīng)網(wǎng)絡處理器，支持AI智能保護功能。具有60倍光學變焦和16倍數(shù)字變焦能力，在夜間采用超低照度攝像及2.5km激光補光技術(shù)，保證夜間系統(tǒng)的可用性。系統(tǒng)支持H.265等多種標準編碼格式，方便后期流媒體轉(zhuǎn)移。同時可實現(xiàn)水平方向360°、垂直方向-45°至60°的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，攝像頭內(nèi)置300個預置位、8條巡航路徑、5條巡跡路徑。完全滿足839臺對天線的巡檢要求。

這款攝像機具有IP66防護等級、6kV防雷、防浪涌和防突波保護，保證室外安裝后的可靠性。

2.2 傳輸交換系統(tǒng)

傳輸交換系統(tǒng)是以網(wǎng)絡交換機和傳輸線路組成，為保障系統(tǒng)的高速、穩(wěn)定、實時、準確運行，839臺天線巡檢系統(tǒng)采用的傳輸線路為屏蔽六類網(wǎng)線，保證在發(fā)射臺特殊的電磁環(huán)境下數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。

網(wǎng)絡交換機為H3C的S5560S-28P-SI交換機，這款交換機除了具有千兆交換能力、完備的安全控制策略、豐富的QoS策略、出色的管理性外，最主要是對設備和鏈路的多重可靠性保護，如硬件的過流、過壓、過熱保護等，這就極大程度上防止了出現(xiàn)因硬件遭遇外電故障導致的設備損壞；同時在鏈路級可靠性上，包含LACP/STP/RSTP/MSTP/PVST等保護協(xié)議、跨鏈路聚合能力、冗余備份等手段。極大提高了網(wǎng)絡可靠性，防止因大流量業(yè)務導致的網(wǎng)絡癱瘓。

2.3 存儲管理應用部分

存儲管理應用部分包含了解碼器、綜合管理平臺機、網(wǎng)絡硬盤錄像機、網(wǎng)絡鍵盤、客戶端PC，是整個系統(tǒng)的另一個核心部分，實現(xiàn)了對前端回傳數(shù)據(jù)的解碼、處理、存儲和用戶實時操控功能。

解碼器：選用大華DHNVD1205DH-4I-4K，該款解碼器擁有4K分辨率解碼能力，支持DVI-I和HDMI共四路采集，12路HDMI輸出，最大支持4K分辨率，對MPEG4/H.264/H.265等多種標準網(wǎng)絡視頻流解碼，采用100M/1000M自適應網(wǎng)絡接口，同時采用標準網(wǎng)絡協(xié)議和標準壓縮算法，可輕松實現(xiàn)平臺互聯(lián)互通，為后期再次開發(fā)提供便利。

綜合管理平臺機：本系統(tǒng)采用大華DH-DSS7016D-1I作為綜合管理平臺機，這是一款基于“ALL-IN-ONE”理念的全新平臺構(gòu)架設備，集控制、轉(zhuǎn)發(fā)、存儲、智能、管理于一身，具有建設低成本、部署運維建議、組合擴展靈活、性能強且安全穩(wěn)定等優(yōu)點。除了滿足839臺自動化巡檢系統(tǒng)的要求，這款綜合一體機還具備人臉識別分析、門禁管理、道路監(jiān)控等安防功能，同時還可將839臺現(xiàn)有的監(jiān)控設備添加進去，為后期并入綜合一體化平臺提供了許多便利功能。

整個天線自動巡檢系統(tǒng)，均以千兆交換機和六類屏蔽網(wǎng)線連通，從操控、回傳、存儲等多個方面保障采集信息的實時性、準確性。

3 部署應用

這套天線自動巡檢系統(tǒng)，已在839臺部署完畢，在部署過程中，結(jié)合發(fā)射臺定期停電檢修這一實際情況，為系統(tǒng)增設了UPS供電單元，保證整套系統(tǒng)可以真正實現(xiàn)全年不間斷對天線自動巡檢。

實際應用中，根據(jù)多年天線巡查經(jīng)驗，共設置241個巡視節(jié)點、7條巡視路徑，完全覆蓋了傳統(tǒng)天線巡查所要巡查的點位和線路，并根據(jù)日照情況定時巡查天線，避免因逆光拍攝造成視頻及畫面質(zhì)量下降。

前端采集設備在開始巡視時全程錄像，根據(jù)設定的巡視路徑逐個對此路徑上的巡視節(jié)點進行巡視，每個設定的巡視節(jié)點上停留90秒鐘，每隔30秒鐘拍攝一張高清照片，節(jié)點之間的轉(zhuǎn)換時間不足1秒。實際部署情況及部分巡檢效果如圖1至圖6所示。

圖1 鐵塔巡檢情況

圖2 天線振子連接點

圖3 天線振子

圖4 監(jiān)視器、客戶端PC、網(wǎng)絡鍵盤部署情況

圖5 設備機柜

圖6 綜合平臺機、硬盤錄像機、解碼器部署情況

根據(jù)日照情況，圖片所展示的天線位置距離前端采集攝像機約為1.5km。