视频巡检系统在广播电视发射台的应用

吴金友 梁秀文

（作者单位：1.四川省广播电视局520台；2.四川省广播电视新闻与传播研究所）

随着广播电视发射台站安全播出技术保障措施的不断完善，发射台为实现对天馈线系统、天线场区域和核心技术区域的整体安全把控，根据《广播电视安全播出管理规定》的相关规定，把发射台的天线场区域、发射设备设施、安全播出核心和办公区域以及发射机房和网络调配室内的视频监控、红外探测、烟感、浸水和温湿度监测数据，传输到安全播出总控室内，汇集到数据服务器进行数据分析处理，进行多画面呈现和集成监管，实现播出设备设施的视频集中监控，即时视频巡查巡检。

1 系统功能应用的必要性

大功率、强功率中波广播发射台由于工作的特殊性，大都建在城市的远郊农村地区，具有天线场区面积大、播出频率多、发射功率强、节目覆盖范围广、安全播出保障等级高的特点。对室外的天馈线系统、天线场发射区域、技术设备设施核心区域，台区供配电设备、供水设施等要害场所进行巡查巡检时，通常存在着巡查路程远，巡检面积大，巡检项目多，易受风/雨/雪天气影响等问题。尤其是深夜出现雷/暴雨等极端强对流/恶劣天气，须对播出设备设施进行险情的巡检巡查时，通常都存在着异常或突发险情状况发现不及时，人员应对反应延后，组织应急处置滞后等固有缺陷。

只有有效发现，快速应对处置，做好播出设备设施应急和紧急安全防范，才能确保发射台生产安全和播出安全。仅仅依靠发射台值班值守人员的徒步巡查与人工巡检的传统方式已不能满足全面高效、快速处置险情的安全播出新要求，也很难达到设备设施巡检的预期效率和周期性效果。传统粗放的巡查巡检方式也存在着条件艰苦，夜间不安全因素多，劳动强度大，费时耗力等不足。

2 系统功能应用

2.1 系统功能实现目标

根据《广播电视安全播出管理规定》的相关要求，广播电视发射台根据现有建设条件，在完善视频安防监控的基础上，通过添加硬件设备、系统更新改造、技术功能升级，满足巡查、巡检系统的建设要求；在功能应用上消除巡查巡检路程远、异态发现不及时的弊端。

2.1.1 快速巡查巡检

值班人员利用枪型和球形摄像机，对机房固定区域环境的温湿度、消防设施、播出设备进行视频巡查，对天线场、播出核心技术区域进行日常巡检。

（1）利用视频回放功能，实现对设备故障出现前的运行状态进行视频回放，追溯故障源，还原故障出现的整个视频过程。

（2）利用摄像机红外功能，实现对监控区域、天线场、技术核心播出区域进行夜间巡检巡查，及时发现异常情况。

（3）利用云台可变焦功能，实现对未安装固定摄像机的区域的巡检。比如，根据维护计划，确定所要巡检的设备器件来操作视频巡检系统。利用云台控制功能，如局部比例放大、缩进、聚焦等控制功能来操作视频摄像机，实现对发射塔塔体、拉线锈蚀情况和传输馈线情况等的巡检。

（4）利用摄像机红外功能和云台功能，通过操作摄像机云台实现对台外发射塔、馈线系统的夜间巡检巡查。

（5）利用云台可变焦和红外功能，实现在强雷电、暴风、暴雨等极端天气后对天馈线系统和核心技术区域的快速巡查，如发射塔拉线和馈线异物识别、接地线有无断线、线杆有无倾斜等。

（6）利用云台可变焦摄像功能，实现安全播出保障期前和重要时段保障中对天馈线系统、天线场区和技术核心区域的快速巡查。

2.1.2 告警接收与安防报警联动

通过报警模块对报警主机布防、撤防，实现机房人员和安保人员的报警联动。发射台站值守人员在第一时间获取到联动报警信息后，快速做出应急反应和针对性处理。另外，系统还支持执行告警联动录像，球机自动跳转到报警预置，具有报警区域自动对焦、自动录像功能。

2.1.3 视频质量诊断

通过对清晰度、亮度、偏色、噪声干扰信号进行图像分析和数据处理，实现视频质量诊断。

3 应用功能实现

视频巡检系统（见图1）全IP化，以建设全高清监控系统为目标，达到高清视频采集传输与存储。视频巡检系统实现的功能包括有效降低视频误码率，提高视频呈现效果；显示更高清的细节图像，让视频监控影像更具有利用和挖掘的价值；值班人员通过系统操作，就可以监控、管理实时的视频影像信息。

图1 视频巡检系统拓扑图

选择不同或者组合不同型号的云台摄像机。枪型摄像机和球机搭配使用，对发射机房、监控室、配电室、天线场区、办公区和生活区等重要核心区域安装视频监控，实现全天候视频监控、异态报警联动录像功能，以保证监控区间内无盲区、无死角、全覆盖。

3.1 应用场景

3.1.1 视频多画面展示

采用1/4/8/12/16画面，进行画面分割。值班人员在安全播出设备设施监控平台，通过鼠标就可以实现将巡查巡检的视频画面的放大、还原、全屏、画面切换等操作；而通过操作云台摄像机快捷键图标，可以实现对不同摄像机图像的高清独立监控。系统还具有越界报警功能。对视频的报警信息，系统会采取自动调高画面亮度以及图像闪烁进行报警，方便值班人员对报警位置快速定位，及时采取应对措施。

3.1.2 调配网络红外热成像监控

采用红外热成像技术，配置红外探测器接收物体发出的红外辐射，实时监测调配网络元器件表面温度，再进行光电处理，最后以数字、信号和图像方式呈现，能够直观反映调配网络元器件连接情况和调配网络有无打火现象。通过监控平台的图像画面显示，得到画面各点的温度值。当超过设定门限阈值时，会有声音和图像的双重告警，同时对视频图像中的目标进行自动的监测、识别、跟踪和分析，从而为值班人员提供监测监控的关键预警信息。

3.1.3 天调室内温湿度采集监测

安装红外温湿度传感器和烟雾传感器，采集天调室内的温湿度及烟雾状况，通过光纤把温湿度传感器的数据传输到总控系统内，实现对天调室内温湿度与烟雾状况的实时采集。

3.2 技术实现

3.2.1 双绞线传输

摄像机到视频服务器的传输距离＜100 m时，使用双绞线进行网络数据传输。

3.2.2 网络光缆传输

摄像机到视频服务器的传输距离＞100 m时，通过光纤方式传输。

3.2.3 点位分布原则

（1）固定点监控。固定点监控区域主要是范围相对较小区域，如道路路口、技术大楼出入口、核心区域等固定地点。

（2）室内监控。室内监控区域包括播出机房上下楼道、机房廊道、办公区域、播出核心机房、备件库房，采用枪机或半球摄像机。

（3）制高点监控。在技术楼顶、机房房顶等制高点位，安装云台摄像机。网络高清智能云台摄像机通过大倍率云台控制，在发射台范围区域通过制高点进行大范围全覆盖的视频巡查巡检。

4 系统组成

（1）视频采集设备。通过视频采集设备进行视频信号采集；通过配置网络高清摄像机，将采集的高清视频信号转换为数字信号，接入网络进行传输。

（2）传输网络。其主要作用是对各类视频资源进行传输，为巡检系统的各项应用提供基础视频信息的传输。

（3）视频呈现。视频服务器将高清视频图像接入，完成视频解码与拼接。在视频管理界面，通过LED电视大屏将视频图像进行视频画面呈现。

5 系统结构模式

系统提供应用服务和信息交互支撑服务。系统架构如图2所示：

图2 系统架构图

（1）物理资源层。巡检系统硬件设备，包含用于系统的各类数字高清摄像机、数据服务器、防雷设备等。

（2）数据资源层。数据资源层由关系数据库和信息知识数据库组成。功能是对操作系统、数据库数据协议方式进行的匹配，实现与上层系统的关联性和兼容性。

（3）系统应用支撑层。系统应用支撑层为各类服务器、视频数据采集设备、统一身份认证及功能应用提供支持，为视频数据和报警信息提供计算分析和逻辑支持。

（4）系统应用业务层。应用业务层可以实现系统管理功能，包括巡检视频操作，视频呈现与视频录像查询/回放/历史追溯，预置预警报警阈值参数等。

（5）用户界面层。视频巡查巡检系统，支持在系统平台客户端进行巡查巡检操作，也支持在手机客户端App系统进行信息浏览操作。

6 结语

在2020年8月11日至20日的大暴雨、雷电及强对流天气过程中，发射台区利用已建成的视频巡查巡检系统，对台区行政办公与设备核心技术区域以及位于台外的天线发射场区域进行快速的安全巡查，对馈线和天线的状态进行视频快速巡检。抢险过程中，视频巡查巡检系统在应急调度指挥、力量合理调配、隐患快速排查、险情快速处置等方面都起到了积极作用。

运用视频巡检系统，能对台区发射机房及播出设施进行节点缺陷和安全隐患排查，特别是能对发射塔基与塔体构件状态进行巡检，对馈线系统进行异物识别等。巡查巡检的准确率较高，发射台区安全防范效率得到了较大提升，降低了人员劳动强度和高空作业的安全生产风险，提高了设备设施的安全运行能力和安全播出保障能力。