昆明雷達站視頻監(jiān)控系統(tǒng)的運用設(shè)計

摘 要：文章闡述了昆明天氣雷達站視頻監(jiān)控系統(tǒng)的需求、技術(shù)及功能要求。根據(jù)功能和需求對整個系統(tǒng)進行了設(shè)計和設(shè)備選型，包括系統(tǒng)的組成、功能、設(shè)備性能以及其它主要環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控系統(tǒng)；雷達；運用設(shè)計

昆明天氣雷達站是中國氣象局新一代天氣雷達組網(wǎng)觀測雷達，同時也是安徽四創(chuàng)公司CINRAD/CC雷達樣機。2011年完成技術(shù)升級改造實現(xiàn)遠程遙控功能。雷達值班人員在遠端完成雷達開、關(guān)機，參數(shù)標(biāo)定和業(yè)務(wù)觀測及資料傳輸。為實現(xiàn)了無人值守臺站，雷達運行環(huán)境雷達站的環(huán)境安全、附屬設(shè)備電力供應(yīng)狀態(tài)等關(guān)鍵區(qū)域需要建立視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)實時監(jiān)控，以提高雷達站運行、維護效率，保障雷達安全可靠穩(wěn)定運行。

1 需求分析

1.1 雷達機房及附屬設(shè)備

昆明天氣雷達站視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)控雷達設(shè)備機房及雷達附屬設(shè)備包扣雷達機房、天線罩、主樓辦公室、配件房和發(fā)電機房。雷達天線罩內(nèi)是電磁波輻射區(qū)域同時天線機械部件的是否平穩(wěn)運轉(zhuǎn)需要實時監(jiān)控安裝高清槍機即可。雷達機房、配電房、發(fā)電機房和主樓辦公室是整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)重點監(jiān)控區(qū)域，需要安裝具備高清、全方位無盲區(qū)、自動變焦等功能球機，以實時監(jiān)控各設(shè)備機柜顯示參數(shù)、指示燈狀態(tài)、開關(guān)位置和室內(nèi)環(huán)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(shè)備監(jiān)控共需五個（1個槍機4個球機）前端監(jiān)控攝像頭。

1.2 雷達站安防

昆明天氣雷達站視頻監(jiān)控系統(tǒng)同時兼顧安防監(jiān)控的功能對雷達站大門、圍墻內(nèi)等安防區(qū)域進行監(jiān)控。昆明雷達站占地10畝，主要建筑有雷達主樓、A區(qū)配套、B區(qū)配套和雷達站大門口門衛(wèi)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(qū)、自動變焦球機等功能球機，能基本實現(xiàn)對雷達站全方位監(jiān)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(jiān)控。雷達站安防共需要五個（1個槍機4個球機）前端監(jiān)控攝像頭。

2 系統(tǒng)技術(shù)要求

2.1 先進性和互換性

視頻監(jiān)控系統(tǒng)在技術(shù)上應(yīng)具有適應(yīng)超前性和設(shè)備的互換性，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)技術(shù)要求，為系統(tǒng)的增容或改造留有余地。

2.2 安全性和可靠性

整個系統(tǒng)應(yīng)符合高山艱苦臺站防雷、防風(fēng)等風(fēng)險等級和防護級別的要求。系統(tǒng)任何部分的機械結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的強度，能滿足雷達站惡劣環(huán)境的要求。整個系統(tǒng)能連續(xù)可靠地運行，易于日常維護和故障排除。

2.3 完整性

系統(tǒng)應(yīng)保持圖像信息的原始完整性和實時性，各種配套設(shè)備的性能及技術(shù)要求應(yīng)協(xié)調(diào)一致，保證系統(tǒng)的圖像質(zhì)量損失在可接受的范圍內(nèi)。即無論中間過程如何處理，應(yīng)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(xiàn)場事件發(fā)生之間的延遲時間應(yīng)在合理范圍之內(nèi)。設(shè)備自身應(yīng)有不可修改的系統(tǒng)特征信息（如系統(tǒng)“時間戳”），以保證系統(tǒng)記錄資料的完整性。

2.4 兼容性

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的各系統(tǒng)之間應(yīng)相互兼容。能夠提供相應(yīng)的通信接口，以便與管理計算機或網(wǎng)絡(luò)連接，形成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。同時系統(tǒng)所使用的設(shè)備滿足電磁兼容性要求，應(yīng)能承受雷達站復(fù)雜的電磁干擾環(huán)境而正常工作。

3 系統(tǒng)功能要求

昆明雷達站視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)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(shè)備應(yīng)能清晰有效地探測到現(xiàn)場的圖像，雷達機房及附屬設(shè)備包扣雷達機房、辦公室、發(fā)電機房和配電房等重點區(qū)域應(yīng)達到四級（良好）以上圖像質(zhì)量等級。安防用室外探測設(shè)備在惡劣天氣條件下，其圖像質(zhì)量應(yīng)不低于三級，同時具備紅外功能，同時應(yīng)具有防水、防風(fēng)等防護功能并與現(xiàn)場環(huán)境相協(xié)調(diào)。

3.2 控制顯示

昆明雷達站視頻監(jiān)控系統(tǒng)不單獨設(shè)立視頻監(jiān)控室，中心控制設(shè)備放置主樓四樓網(wǎng)絡(luò)機柜，接入雷達站局域網(wǎng)。系統(tǒng)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(quán)限控制，監(jiān)控畫面和運行控制及功能操作控制可在局域網(wǎng)內(nèi)安裝監(jiān)控軟件的計算機上呈現(xiàn)和實現(xiàn)。

系統(tǒng)應(yīng)能清晰顯示攝像機所采集的圖像。即顯示設(shè)備的分辨率應(yīng)不低于系統(tǒng)圖像質(zhì)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(tài)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(shè)備具有存儲功能，在市電中斷或關(guān)機時，對所有設(shè)置、攝像機號、時間、地址等信息均可保持。根據(jù)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(tǒng)信息進行全部或有選擇的記錄存儲。記錄圖像數(shù)據(jù)的保存時間應(yīng)根據(jù)管理需要可合理配置。系統(tǒng)應(yīng)能夠正確回放記錄的圖像信息。

4 系統(tǒng)構(gòu)成和設(shè)備選型

4.1 系統(tǒng)構(gòu)成

昆明雷達站視頻監(jiān)控系統(tǒng)由前端監(jiān)控設(shè)備、系統(tǒng)控制存儲設(shè)備和客戶端組成。部署在不同位置的前端監(jiān)控設(shè)備采集的監(jiān)控畫面通過傳輸介質(zhì)通道以TCP/IP協(xié)議方式傳輸匯聚到系統(tǒng)控制存儲設(shè)備，系統(tǒng)控制存儲設(shè)備通過傳輸介質(zhì)與雷達站局域網(wǎng)連接。無論是在雷達站本地還是在局域網(wǎng)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(xiàn)監(jiān)控區(qū)域?qū)嵕?，根?jù)控制存儲設(shè)備賦予的用戶權(quán)限能對每個前端監(jiān)控設(shè)備的攝像機、云臺、鏡頭、防護罩進行控制操作。整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)共需安裝10個前端監(jiān)控攝像頭，一臺配置大容量存儲硬盤的網(wǎng)絡(luò)高清NVR即網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機。前端監(jiān)控攝像頭和NVR主要采用超五內(nèi)網(wǎng)線連接傳輸數(shù)據(jù)，雷達主樓到大門口距離較遠采用光纖連接傳輸數(shù)據(jù)。雷達站到市區(qū)辦公室利用光線通訊業(yè)務(wù)局域網(wǎng)已建成。

4.2 設(shè)備選型

根據(jù)昆明雷達站視頻監(jiān)控系統(tǒng)的功能需要、經(jīng)濟等各方面因素綜合考慮和市場調(diào)研，本系統(tǒng)主要設(shè)備選用佳信捷艾斯卡系列國產(chǎn)產(chǎn)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(yīng)、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(wǎng)絡(luò)協(xié)議，內(nèi)嵌Web Server，支持IE瀏覽視頻、參數(shù)配置、升級、用戶管理權(quán)限等。系統(tǒng)控制存儲設(shè)備特點是支持多路視頻接入、Onvif協(xié)議、HDMI/VGA高清輸出、自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)接口、H.264編解碼功能、權(quán)限用戶管理等功能。

前端監(jiān)控設(shè)備室內(nèi)高清紅外槍機型號為AC-IPCR1H4A5，室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)智能球機型號為AC-IPS101，室外網(wǎng)絡(luò)智能球機型號為AC-IPS101R；存儲控制設(shè)備NVR型號為AC-NE016G。使用證明上述設(shè)備滿足功能需求、經(jīng)濟實惠、運行穩(wěn)定。

5 結(jié)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(fā)展方向，是氣象現(xiàn)代化的必然要求。對雷達站的視頻監(jiān)控系統(tǒng)及其遠傳功能要求嚴格，規(guī)劃建設(shè)好視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以提高雷達站運行維護的安全性、可靠性和穩(wěn)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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作者簡介：唐學(xué)軍（1980，7-），男，云南省昆明市（籍貫），現(xiàn)職稱：工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：氣象探測。endprint