視頻巡檢系統在廣播電視發射臺的應用

吳金友 梁秀文

（作者單位：1.四川省廣播電視局520臺；2.四川省廣播電視新聞與傳播研究所）

隨著廣播電視發射臺站安全播出技術保障措施的不斷完善，發射臺為實現對天饋線系統、天線場區域和核心技術區域的整體安全把控，根據《廣播電視安全播出管理規定》的相關規定，把發射臺的天線場區域、發射設備設施、安全播出核心和辦公區域以及發射機房和網絡調配室內的視頻監控、紅外探測、煙感、浸水和溫濕度監測數據，傳輸到安全播出總控室內，匯集到數據服務器進行數據分析處理，進行多畫面呈現和集成監管，實現播出設備設施的視頻集中監控，即時視頻巡查巡檢。

1 系統功能應用的必要性

大功率、強功率中波廣播發射臺由于工作的特殊性，大都建在城市的遠郊農村地區，具有天線場區面積大、播出頻率多、發射功率強、節目覆蓋范圍廣、安全播出保障等級高的特點。對室外的天饋線系統、天線場發射區域、技術設備設施核心區域，臺區供配電設備、供水設施等要害場所進行巡查巡檢時，通常存在著巡查路程遠，巡檢面積大，巡檢項目多，易受風/雨/雪天氣影響等問題。尤其是深夜出現雷/暴雨等極端強對流/惡劣天氣，須對播出設備設施進行險情的巡檢巡查時，通常都存在著異常或突發險情狀況發現不及時，人員應對反應延后，組織應急處置滯后等固有缺陷。

只有有效發現，快速應對處置，做好播出設備設施應急和緊急安全防范，才能確保發射臺生產安全和播出安全。僅僅依靠發射臺值班值守人員的徒步巡查與人工巡檢的傳統方式已不能滿足全面高效、快速處置險情的安全播出新要求，也很難達到設備設施巡檢的預期效率和周期性效果。傳統粗放的巡查巡檢方式也存在著條件艱苦，夜間不安全因素多，勞動強度大，費時耗力等不足。

2 系統功能應用

2.1 系統功能實現目標

根據《廣播電視安全播出管理規定》的相關要求，廣播電視發射臺根據現有建設條件，在完善視頻安防監控的基礎上，通過添加硬件設備、系統更新改造、技術功能升級，滿足巡查、巡檢系統的建設要求；在功能應用上消除巡查巡檢路程遠、異態發現不及時的弊端。

2.1.1 快速巡查巡檢

值班人員利用槍型和球形攝像機，對機房固定區域環境的溫濕度、消防設施、播出設備進行視頻巡查，對天線場、播出核心技術區域進行日常巡檢。

（1）利用視頻回放功能，實現對設備故障出現前的運行狀態進行視頻回放，追溯故障源，還原故障出現的整個視頻過程。

（2）利用攝像機紅外功能，實現對監控區域、天線場、技術核心播出區域進行夜間巡檢巡查，及時發現異常情況。

（3）利用云臺可變焦功能，實現對未安裝固定攝像機的區域的巡檢。比如，根據維護計劃，確定所要巡檢的設備器件來操作視頻巡檢系統。利用云臺控制功能，如局部比例放大、縮進、聚焦等控制功能來操作視頻攝像機，實現對發射塔塔體、拉線銹蝕情況和傳輸饋線情況等的巡檢。

（4）利用攝像機紅外功能和云臺功能，通過操作攝像機云臺實現對臺外發射塔、饋線系統的夜間巡檢巡查。

（5）利用云臺可變焦和紅外功能，實現在強雷電、暴風、暴雨等極端天氣后對天饋線系統和核心技術區域的快速巡查，如發射塔拉線和饋線異物識別、接地線有無斷線、線桿有無傾斜等。

（6）利用云臺可變焦攝像功能，實現安全播出保障期前和重要時段保障中對天饋線系統、天線場區和技術核心區域的快速巡查。

2.1.2 告警接收與安防報警聯動

通過報警模塊對報警主機布防、撤防，實現機房人員和安保人員的報警聯動。發射臺站值守人員在第一時間獲取到聯動報警信息后，快速做出應急反應和針對性處理。另外，系統還支持執行告警聯動錄像，球機自動跳轉到報警預置，具有報警區域自動對焦、自動錄像功能。

2.1.3 視頻質量診斷

通過對清晰度、亮度、偏色、噪聲干擾信號進行圖像分析和數據處理，實現視頻質量診斷。

3 應用功能實現

視頻巡檢系統（見圖1）全IP化，以建設全高清監控系統為目標，達到高清視頻采集傳輸與存儲。視頻巡檢系統實現的功能包括有效降低視頻誤碼率，提高視頻呈現效果；顯示更高清的細節圖像，讓視頻監控影像更具有利用和挖掘的價值；值班人員通過系統操作，就可以監控、管理實時的視頻影像信息。

圖1 視頻巡檢系統拓撲圖

選擇不同或者組合不同型號的云臺攝像機。槍型攝像機和球機搭配使用，對發射機房、監控室、配電室、天線場區、辦公區和生活區等重要核心區域安裝視頻監控，實現全天候視頻監控、異態報警聯動錄像功能，以保證監控區間內無盲區、無死角、全覆蓋。

3.1 應用場景

3.1.1 視頻多畫面展示

采用1/4/8/12/16畫面，進行畫面分割。值班人員在安全播出設備設施監控平臺，通過鼠標就可以實現將巡查巡檢的視頻畫面的放大、還原、全屏、畫面切換等操作；而通過操作云臺攝像機快捷鍵圖標，可以實現對不同攝像機圖像的高清獨立監控。系統還具有越界報警功能。對視頻的報警信息，系統會采取自動調高畫面亮度以及圖像閃爍進行報警，方便值班人員對報警位置快速定位，及時采取應對措施。

3.1.2 調配網絡紅外熱成像監控

采用紅外熱成像技術，配置紅外探測器接收物體發出的紅外輻射，實時監測調配網絡元器件表面溫度，再進行光電處理，最后以數字、信號和圖像方式呈現，能夠直觀反映調配網絡元器件連接情況和調配網絡有無打火現象。通過監控平臺的圖像畫面顯示，得到畫面各點的溫度值。當超過設定門限閾值時，會有聲音和圖像的雙重告警，同時對視頻圖像中的目標進行自動的監測、識別、跟蹤和分析，從而為值班人員提供監測監控的關鍵預警信息。

3.1.3 天調室內溫濕度采集監測

安裝紅外溫濕度傳感器和煙霧傳感器，采集天調室內的溫濕度及煙霧狀況，通過光纖把溫濕度傳感器的數據傳輸到總控系統內，實現對天調室內溫濕度與煙霧狀況的實時采集。

3.2 技術實現

3.2.1 雙絞線傳輸

攝像機到視頻服務器的傳輸距離＜100 m時，使用雙絞線進行網絡數據傳輸。

3.2.2 網絡光纜傳輸

攝像機到視頻服務器的傳輸距離＞100 m時，通過光纖方式傳輸。

3.2.3 點位分布原則

（1）固定點監控。固定點監控區域主要是范圍相對較小區域，如道路路口、技術大樓出入口、核心區域等固定地點。

（2）室內監控。室內監控區域包括播出機房上下樓道、機房廊道、辦公區域、播出核心機房、備件庫房，采用槍機或半球攝像機。

（3）制高點監控。在技術樓頂、機房房頂等制高點位，安裝云臺攝像機。網絡高清智能云臺攝像機通過大倍率云臺控制，在發射臺范圍區域通過制高點進行大范圍全覆蓋的視頻巡查巡檢。

4 系統組成

（1）視頻采集設備。通過視頻采集設備進行視頻信號采集；通過配置網絡高清攝像機，將采集的高清視頻信號轉換為數字信號，接入網絡進行傳輸。

（2）傳輸網絡。其主要作用是對各類視頻資源進行傳輸，為巡檢系統的各項應用提供基礎視頻信息的傳輸。

（3）視頻呈現。視頻服務器將高清視頻圖像接入，完成視頻解碼與拼接。在視頻管理界面，通過LED電視大屏將視頻圖像進行視頻畫面呈現。

5 系統結構模式

系統提供應用服務和信息交互支撐服務。系統架構如圖2所示：

圖2 系統架構圖

（1）物理資源層。巡檢系統硬件設備，包含用于系統的各類數字高清攝像機、數據服務器、防雷設備等。

（2）數據資源層。數據資源層由關系數據庫和信息知識數據庫組成。功能是對操作系統、數據庫數據協議方式進行的匹配，實現與上層系統的關聯性和兼容性。

（3）系統應用支撐層。系統應用支撐層為各類服務器、視頻數據采集設備、統一身份認證及功能應用提供支持，為視頻數據和報警信息提供計算分析和邏輯支持。

（4）系統應用業務層。應用業務層可以實現系統管理功能，包括巡檢視頻操作，視頻呈現與視頻錄像查詢/回放/歷史追溯，預置預警報警閾值參數等。

（5）用戶界面層。視頻巡查巡檢系統，支持在系統平臺客戶端進行巡查巡檢操作，也支持在手機客戶端App系統進行信息瀏覽操作。

6 結語

在2020年8月11日至20日的大暴雨、雷電及強對流天氣過程中，發射臺區利用已建成的視頻巡查巡檢系統，對臺區行政辦公與設備核心技術區域以及位于臺外的天線發射場區域進行快速的安全巡查，對饋線和天線的狀態進行視頻快速巡檢。搶險過程中，視頻巡查巡檢系統在應急調度指揮、力量合理調配、隱患快速排查、險情快速處置等方面都起到了積極作用。

運用視頻巡檢系統，能對臺區發射機房及播出設施進行節點缺陷和安全隱患排查，特別是能對發射塔基與塔體構件狀態進行巡檢，對饋線系統進行異物識別等。巡查巡檢的準確率較高，發射臺區安全防范效率得到了較大提升，降低了人員勞動強度和高空作業的安全生產風險，提高了設備設施的安全運行能力和安全播出保障能力。