昆明雷達站視頻監控系統的運用設計

摘 要：文章闡述了昆明天氣雷達站視頻監控系統的需求、技術及功能要求。根據功能和需求對整個系統進行了設計和設備選型，包括系統的組成、功能、設備性能以及其它主要環節。

關鍵詞：視頻監控系統；雷達；運用設計

昆明天氣雷達站是中國氣象局新一代天氣雷達組網觀測雷達，同時也是安徽四創公司CINRAD/CC雷達樣機。2011年完成技術升級改造實現遠程遙控功能。雷達值班人員在遠端完成雷達開、關機，參數標定和業務觀測及資料傳輸。為實現了無人值守臺站，雷達運行環境雷達站的環境安全、附屬設備電力供應狀態等關鍵區域需要建立視頻監控系統實現實時監控，以提高雷達站運行、維護效率，保障雷達安全可靠穩定運行。

1 需求分析

1.1 雷達機房及附屬設備

昆明天氣雷達站視頻監控系統主要監控雷達設備機房及雷達附屬設備包扣雷達機房、天線罩、主樓辦公室、配件房和發電機房。雷達天線罩內是電磁波輻射區域同時天線機械部件的是否平穩運轉需要實時監控安裝高清槍機即可。雷達機房、配電房、發電機房和主樓辦公室是整個視頻監控系統重點監控區域，需要安裝具備高清、全方位無盲區、自動變焦等功能球機，以實時監控各設備機柜顯示參數、指示燈狀態、開關位置和室內環境的狀況，同時便于遠程遙控指揮輔助操作。雷達機房及附屬設備監控共需五個（1個槍機4個球機）前端監控攝像頭。

1.2 雷達站安防

昆明天氣雷達站視頻監控系統同時兼顧安防監控的功能對雷達站大門、圍墻內等安防區域進行監控。昆明雷達站占地10畝，主要建筑有雷達主樓、A區配套、B區配套和雷達站大門口門衛室。雷達主樓平臺高15米左右，在此平臺上和雷達站大門口共安裝4個高清、夜間紅外、防水、全方位無盲區、自動變焦球機等功能球機，能基本實現對雷達站全方位監控。同時雷達主樓門廳需要安裝一個高清紅外槍機，對主樓通道進行監控。雷達站安防共需要五個（1個槍機4個球機）前端監控攝像頭。

2 系統技術要求

2.1 先進性和互換性

視頻監控系統在技術上應具有適應超前性和設備的互換性，應符合現行國家標準和行業標準有關技術要求，為系統的增容或改造留有余地。

2.2 安全性和可靠性

整個系統應符合高山艱苦臺站防雷、防風等風險等級和防護級別的要求。系統任何部分的機械結構應有足夠的強度，能滿足雷達站惡劣環境的要求。整個系統能連續可靠地運行，易于日常維護和故障排除。

2.3 完整性

系統應保持圖像信息的原始完整性和實時性，各種配套設備的性能及技術要求應協調一致，保證系統的圖像質量損失在可接受的范圍內。即無論中間過程如何處理，應使最后顯示、記錄、回放的圖像與原始場景保持一致，并且后端圖像的實時顯示與現場事件發生之間的延遲時間應在合理范圍之內。設備自身應有不可修改的系統特征信息（如系統“時間戳”），以保證系統記錄資料的完整性。

2.4 兼容性

視頻監控系統的各系統之間應相互兼容。能夠提供相應的通信接口，以便與管理計算機或網絡連接，形成監控網絡。同時系統所使用的設備滿足電磁兼容性要求，應能承受雷達站復雜的電磁干擾環境而正常工作。

3 系統功能要求

昆明雷達站視頻監控系統應具有對圖像信號采集、傳輸、切換控制、顯示、分配、記錄和重放等功能。

3.1 視頻探測與圖像信號采集

視頻探測設備應能清晰有效地探測到現場的圖像，雷達機房及附屬設備包扣雷達機房、辦公室、發電機房和配電房等重點區域應達到四級（良好）以上圖像質量等級。安防用室外探測設備在惡劣天氣條件下，其圖像質量應不低于三級，同時具備紅外功能，同時應具有防水、防風等防護功能并與現場環境相協調。

3.2 控制顯示

昆明雷達站視頻監控系統不單獨設立視頻監控室，中心控制設備放置主樓四樓網絡機柜，接入雷達站局域網。系統能對攝像機、云臺、鏡頭、防護罩的各種動作進行遙控。利用用戶權限控制，監控畫面和運行控制及功能操作控制可在局域網內安裝監控軟件的計算機上呈現和實現。

系統應能清晰顯示攝像機所采集的圖像。即顯示設備的分辨率應不低于系統圖像質量等級的總體要求。圖像來源的文字提示，日期、時間和運行狀態的提示。具備多畫面組合顯示和編碼記錄能力。

3.3 存儲回放

后端控制設備具有存儲功能，在市電中斷或關機時，對所有設置、攝像機號、時間、地址等信息均可保持。根據需要配置大容量存儲硬盤，對圖像及圖像的來源、記錄的時間日期和其他的系統信息進行全部或有選擇的記錄存儲。記錄圖像數據的保存時間應根據管理需要可合理配置。系統應能夠正確回放記錄的圖像信息。

4 系統構成和設備選型

4.1 系統構成

昆明雷達站視頻監控系統由前端監控設備、系統控制存儲設備和客戶端組成。部署在不同位置的前端監控設備采集的監控畫面通過傳輸介質通道以TCP/IP協議方式傳輸匯聚到系統控制存儲設備，系統控制存儲設備通過傳輸介質與雷達站局域網連接。無論是在雷達站本地還是在局域網遠端的任何安裝控制顯示軟件的計算機都能實時多畫面呈現監控區域實景，根據控制存儲設備賦予的用戶權限能對每個前端監控設備的攝像機、云臺、鏡頭、防護罩進行控制操作。整個視頻監控系統共需安裝10個前端監控攝像頭，一臺配置大容量存儲硬盤的網絡高清NVR即網絡硬盤錄像機。前端監控攝像頭和NVR主要采用超五內網線連接傳輸數據，雷達主樓到大門口距離較遠采用光纖連接傳輸數據。雷達站到市區辦公室利用光線通訊業務局域網已建成。

4.2 設備選型

根據昆明雷達站視頻監控系統的功能需要、經濟等各方面因素綜合考慮和市場調研，本系統主要設備選用佳信捷艾斯卡系列國產產品。前端高清攝像頭主要特點是支持H.264視頻編碼，雙碼流、多種分辨率適應、高壓縮比和信噪比，支持運動偵測、遮擋偵測及報警錄像、圖片抓拍，支持TCP/IP、UDP、RTSP等通用網絡協議，內嵌Web Server，支持IE瀏覽視頻、參數配置、升級、用戶管理權限等。系統控制存儲設備特點是支持多路視頻接入、Onvif協議、HDMI/VGA高清輸出、自適應網絡接口、H.264編解碼功能、權限用戶管理等功能。

前端監控設備室內高清紅外槍機型號為AC-IPCR1H4A5，室內網絡智能球機型號為AC-IPS101，室外網絡智能球機型號為AC-IPS101R；存儲控制設備NVR型號為AC-NE016G。使用證明上述設備滿足功能需求、經濟實惠、運行穩定。

5 結束語

無人值守雷達站運行管理模式是天氣雷達站未來的發展方向，是氣象現代化的必然要求。對雷達站的視頻監控系統及其遠傳功能要求嚴格，規劃建設好視頻監控系統，可以提高雷達站運行維護的安全性、可靠性和穩定性，以提高新一代天氣雷達雷達無故障時間和觀測效率。

參考文獻

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[3]彭濤，鄭偉，胡春，等.新一代天氣雷達遠程視頻監控系統研究[Z].

作者簡介：唐學軍（1980，7-），男，云南省昆明市（籍貫），現職稱：工程師，學歷：本科，研究方向：氣象探測。endprint