广播电视发射台视频监控系统的设计与实现

李新华

(山西广播电视无线管理中心，山西 太原 030001)

广播电视发射台视频监控系统的设计与实现

李新华

(山西广播电视无线管理中心，山西 太原 030001)

介绍了视频监控系统在广播电视发射台的应用。对视频监控系统的系统设计、系统实现、系统功能进行了详细描述，对系统组成、系统特点以及系统功能中的监视功能、压缩编码功能、控制功能、网络功能、同时处理功能的技术要点进行了说明。

图像处理；监控；安全播出

广播电视发射台(以下简称发射台)视频监控系统的应用效果较为明显，一方面可较好发挥安全保卫作用，对违规违法行为产生震慑，从源头上杜绝不法企图；另一方面，通过集中监控，可以减小台站值班人员工作强度，能够将更多精力投入台站的技术维护工作中，确保发射台广播电视节目安全播出。

视频监控系统在发射台安全防范管理及安全播出管理中发挥较为重要的作用，系统由信号采集、信号传输、信号处理、集中显示等部分组成。随着技术的发展，视频监控系统已经实现了数字化、网络化。通过TCP/IP协议，视频监控系统能够与发射台技术监控系统、办公自动化系统互联互通，实现资源共享，提高发射台的管理效率。

1 系统设计

1.1 系统设计思路

系统设计严格依照中华人民共和国公安安全行业标准的有关规定，结合发射台实际情况，本着技术先进、经济合理、安全适用的原则，注重整体功能满足安全防范要求，能够与发射台技术质量监控系统、办公自动化系统兼容。整个系统配置科学、功能完备、设计合理、技术先进、实用性强，是一个全方位的智能监控管理系统。

1.2 系统设计原则

为使本系统达到技术先进，安全可靠，经济实用，质量优良的要求，在设计中遵循以下原则：

1) 先进性：采用成熟、先进的视音频压缩编码技术、流媒体技术、音视频检索技术、网络通讯技术、计算机技术，以及完善可靠、高效的软件搭建系统，确保系统具有较高的信号和数据处理能力。

2) 系统稳定性与可靠性：系统硬件设备经过高性能测试，可长期开机运行，系统具有容错性，出现简单错误后可自行修复并正常运行。核心设备和重要部件都经过冗余设计和冗余配置，保证系统的可靠性、稳定性。

3) 系统安全性：系统具有良好的安全性和保密性，具备自动删除、隔离病毒功能，保证系统在出错情况下正常运行，并为运行中的意外故障提供简单快捷的故障定位和恢复措施。

4) 系统扩展性与可升级性：系统结构和配置灵活，可适应今后的扩展和升级要求，可根据发射台业务变化的需求进行系统功能扩展；根据发射台规模的扩大，在系统的处理能力、存储容量、网络负载等方面进行增补。通过不断更新服务与发布方式，实现良好的可扩充性。

5) 易用性、可管理性：视频监控系统提供了简洁的操作界面，在视频操作和调用上符合值班人员的操作习惯。兼顾了发射台技术监控系统、办公自动化系统的操作，可以在平台上进行不同系统之间的切换。系统提供了不同级别的使用权限，分别提供给值班人员、带班长、机房主任、台长，实现分级管理。

6) 标准化、开放性及兼容性：系统数据库确保数据交换的开放性；视音频采用了国际H.264编码格式适合于网络传输和存储。采用开放性的监控平台和体系结构，可支持不同系统和不同供应商的产品和设备；支持H.264、H.265、MPEG4等多种编码格式和技术标准，以适应业务的变化和技术的发展，使系统有较长生命周期。

2 系统实现

2.1 系统组成

本系统由信号采集、信号传输、信号处理、集中显示等部分组成[1]。信号采集部分：主要由分布在各个监控点位的摄像机、镜头、防护罩、支架等组成，根据监控点位的情况配置不同的摄像机，如全景监控摄像机、红外线摄像机、定点摄像机等。信号传输部分：根据发射台场地的特殊性，室内通过带屏蔽外层的六类线进行传输，室外通过光纤和无线WIFI相结合的方式进行传输，条件允许的台站采用地埋方式，电源部分的两端加装了防雷隔离装置，保证传输的可靠性。信号处理部分：将现场发送回来的各种信号进行采集，音视频信号通过压缩编码转为H.264信号提供实时的调用，同时进行存储，日常监控信号存储1个月，异态信号存储1年以上。集中显示部分：这部分主要由矩阵控制主机以及多画面处理器组成，将各监控摄像头的信号通过多画面的方式在监控机房显示屏上集中显示，可以对1路或多路信号进行随机组合显示，也可以采用轮巡方式对多路信号进行显示。图1为发射台视频监控系统技术架构。

图1 发射台视频监控系统架构

2.2 系统特点

作为发射台监控管理系统的一部分，视频监控系统的侧重点是台站的安全防范，系统的特点是在经济、实用的基础上，密切结合发射台需求做到功能完善，兼容性好；同时具有较强的抗干扰能力和稳定性；系统还应为管理和使用人员提供简单、方便和友好的操作界面。主要特点如下：

1) 摄像机设置：作为发射台的视频监控系统，既要考虑安全防范，又要兼顾发射系统的安全播出。安全防范的摄像机主要设置于发射台的出入门口、主要通道、重要库房等位置；承担安全播出监控任务的摄像机主要设置于发射机房、配电机房、信源机房，同时还对发射机、信号源、天馈线等重要部位重点设备进行一对一监控。对于夜间需进行监控的场所配备了红外线摄像机，对于出入门口及通道配备了热感应的摄像机。不同功能的摄像机协同工作，能够更好完成发射台安全防范及安全播出任务。

2) 实时监控：实时监控主要通过人工值班对监控点的情况进行掌握了解，同时借助自动报警等功能，对出现的安全事故及其可能进行分析研判。值班人员可以通过控制摄像机的角度、焦距等功能，实现对事故进行进一步分析，同时也可为远程技术人员提供事故的详细情况，便于及时处理故障。实时监控的重要性在于值班人员可以对发生的事故在第一时间做出反应，并及时采取处置措施，将事故的损失降到最低。

3) 集中显示：集中显示是视频监控系统的主要组成部分，系统将所监控的视频通过集中显示的方式呈现给值班人员。在发射台的综合值班室，集中显示、发射机监控等系统均在监控电视墙上进行显示，值班人员可以一目了然掌握发射台的整体运行状态，极大提高了台站的安全防范和安全播出保障能力。

3 系统功能

3.1 监视功能

监视功能主要实现对发射台全景、重点部位的监控，具备实时监视、局部重点监视、自动报警等功能。监视效果主要由清晰度、画面实时程度和显示形式来判断，图像质量可按国家标准规定的五级损伤制评定，监控系统的图像质量主观评价不低于4分；峰值信噪比(PSNR)≥32 dB；数字视频安防监控系统按其清晰度由低到高分为A、B、C三级(A级：系统水平分辨力≥400 TVL；B级：系统水平分辨力≥600 TVL；C级：系统水平分辨力≥800 TVL)；图像画面的灰度≥8级；视音频记录失步≤1 s。

3.2 压缩编码功能

压缩编码是视频监控技术的核心技术，目前视频监控主要通过H.264标准实现压缩编码，H.264标准具有较高的数据压缩率，比H.263标准的压缩率高一倍，具有高精度/多模式运动估计、分层设计、统一的VLC符号编码、4×4块的整数变换等功能。

同时，使用H.264标准，可以实现基于TCP/IP的网络传输，便于多用户的调用和管理[2]，能够满足发射台站现场监控和远程监看的需求。

3.3 控制功能

通过主机对全方位摄像机云台，镜头进行的控制，实现摄像机的定位，镜头的定焦等功能。当事故发生时，可以调用摄像机对重点部位进行实时监控，一方面可以详细记录事故发生的全过程，另一方面也可为远程处理故障提供直观的实时视频。

3.4 网络功能

视频监控系统主要通过发射台内部局域网进行传输，在配置交换机时，采用具有VLAN划分功能的二层交换机，不同的业务通过不同VLAN进行传输，进一步提高网络传输的安全性和稳定性。随着技术的发展，在多个发射台联网的应用中，应该进一步利用云计算技术实现视频监控资源共享，积极策划云平台、云桌面、云存储、云转码、云分发及各类云应用与广播电视发射台资源的结合与创新，实现应用技术创新。

3.5 同时处理功能

该系统具有同时监视、录像、回放、网络传输、备份的功能，且互不影响[3]，这一功能可以在发射台总控机房及安全保卫机房共同使用，也可以在远程监控和现场监控的环境中使用，通过不同用户的同时调用实现对监控系统同时处理的功能。

4 结束语

广播电视发射台视频监控系统严格按照相关规范设计、安装和调试，工程完工后，系统运行良好，实现了发射台和省局远程监控中心同时显示和控制现场画面的功能。同时，该系统作为发射台站综合管理系统的一部分，较好的与发射台技术监控系统、办公自动化系统融合运行，节约了台站资源，提高了工作效率，在发射台的日常管理和安全播出工作中发挥了重要作用。

[1] 郑世宝.智能视频监控技术与应用[J].电视技术，2009(1)：94-96.

[2] 姚冬苹，黄清，赵红礼.数字微波通信[M].北京：清华大学出版社，2004.

[3] 彭铁钢，刘国繁，曹少坤，等.基于ARM的嵌入式视频监控系统设计[J].计算机工程与设计,2010,31(6)：1191-1194.

Design and Implementation of Video Surveillance System on Radio and Television Transmitting Station

Li Xinhua

(ShanxiAdministrationCenterofRadioandTV,TaiyuanShanxi030001,China)

The paper introduces the application of video surveillance system in radio and television transmitting station. Aiming at the video surveillance system, the paper discusses the system design, system implementation and system function in detail, also illustrates the system composition, system characteristics and the system functions such as monitoring function, compression coding function, control function, and network function, simultaneously as well as the main technical points of processing function etc.

image processing; monitoring; security broadcast

2016-10-08

李新华(1963- )，女，高级工程师，长期从事广播电视技术管理工作。

1674- 4578(2016)06- 0069- 02

TN94

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