昆明雷达站视频监控系统的运用设计

摘 要：文章阐述了昆明天气雷达站视频监控系统的需求、技术及功能要求。根据功能和需求对整个系统进行了设计和设备选型，包括系统的组成、功能、设备性能以及其它主要环节。

关键词：视频监控系统；雷达；运用设计

昆明天气雷达站是中国气象局新一代天气雷达组网观测雷达，同时也是安徽四创公司CINRAD/CC雷达样机。2011年完成技术升级改造实现远程遥控功能。雷达值班人员在远端完成雷达开、关机，参数标定和业务观测及资料传输。为实现了无人值守台站，雷达运行环境雷达站的环境安全、附属设备电力供应状态等关键区域需要建立视频监控系统实现实时监控，以提高雷达站运行、维护效率，保障雷达安全可靠稳定运行。

1 需求分析

1.1 雷达机房及附属设备

昆明天气雷达站视频监控系统主要监控雷达设备机房及雷达附属设备包扣雷达机房、天线罩、主楼办公室、配件房和发电机房。雷达天线罩内是电磁波辐射区域同时天线机械部件的是否平稳运转需要实时监控安装高清枪机即可。雷达机房、配电房、发电机房和主楼办公室是整个视频监控系统重点监控区域，需要安装具备高清、全方位无盲区、自动变焦等功能球机，以实时监控各设备机柜显示参数、指示灯状态、开关位置和室内环境的状况，同时便于远程遥控指挥辅助操作。雷达机房及附属设备监控共需五个（1个枪机4个球机）前端监控摄像头。

1.2 雷达站安防

昆明天气雷达站视频监控系统同时兼顾安防监控的功能对雷达站大门、围墙内等安防区域进行监控。昆明雷达站占地10亩，主要建筑有雷达主楼、A区配套、B区配套和雷达站大门口门卫室。雷达主楼平台高15米左右，在此平台上和雷达站大门口共安装4个高清、夜间红外、防水、全方位无盲区、自动变焦球机等功能球机，能基本实现对雷达站全方位监控。同时雷达主楼门厅需要安装一个高清红外枪机，对主楼通道进行监控。雷达站安防共需要五个（1个枪机4个球机）前端监控摄像头。

2 系统技术要求

2.1 先进性和互换性

视频监控系统在技术上应具有适应超前性和设备的互换性，应符合现行国家标准和行业标准有关技术要求，为系统的增容或改造留有余地。

2.2 安全性和可靠性

整个系统应符合高山艰苦台站防雷、防风等风险等级和防护级别的要求。系统任何部分的机械结构应有足够的强度，能满足雷达站恶劣环境的要求。整个系统能连续可靠地运行，易于日常维护和故障排除。

2.3 完整性

系统应保持图像信息的原始完整性和实时性，各种配套设备的性能及技术要求应协调一致，保证系统的图像质量损失在可接受的范围内。即无论中间过程如何处理，应使最后显示、记录、回放的图像与原始场景保持一致，并且后端图像的实时显示与现场事件发生之间的延迟时间应在合理范围之内。设备自身应有不可修改的系统特征信息（如系统“时间戳”），以保证系统记录资料的完整性。

2.4 兼容性

视频监控系统的各系统之间应相互兼容。能够提供相应的通信接口，以便与管理计算机或网络连接，形成监控网络。同时系统所使用的设备满足电磁兼容性要求，应能承受雷达站复杂的电磁干扰环境而正常工作。

3 系统功能要求

昆明雷达站视频监控系统应具有对图像信号采集、传输、切换控制、显示、分配、记录和重放等功能。

3.1 视频探测与图像信号采集

视频探测设备应能清晰有效地探测到现场的图像，雷达机房及附属设备包扣雷达机房、办公室、发电机房和配电房等重点区域应达到四级（良好）以上图像质量等级。安防用室外探测设备在恶劣天气条件下，其图像质量应不低于三级，同时具备红外功能，同时应具有防水、防风等防护功能并与现场环境相协调。

3.2 控制显示

昆明雷达站视频监控系统不单独设立视频监控室，中心控制设备放置主楼四楼网络机柜，接入雷达站局域网。系统能对摄像机、云台、镜头、防护罩的各种动作进行遥控。利用用户权限控制，监控画面和运行控制及功能操作控制可在局域网内安装监控软件的计算机上呈现和实现。

系统应能清晰显示摄像机所采集的图像。即显示设备的分辨率应不低于系统图像质量等级的总体要求。图像来源的文字提示，日期、时间和运行状态的提示。具备多画面组合显示和编码记录能力。

3.3 存储回放

后端控制设备具有存储功能，在市电中断或关机时，对所有设置、摄像机号、时间、地址等信息均可保持。根据需要配置大容量存储硬盘，对图像及图像的来源、记录的时间日期和其他的系统信息进行全部或有选择的记录存储。记录图像数据的保存时间应根据管理需要可合理配置。系统应能够正确回放记录的图像信息。

4 系统构成和设备选型

4.1 系统构成

昆明雷达站视频监控系统由前端监控设备、系统控制存储设备和客户端组成。部署在不同位置的前端监控设备采集的监控画面通过传输介质通道以TCP/IP协议方式传输汇聚到系统控制存储设备，系统控制存储设备通过传输介质与雷达站局域网连接。无论是在雷达站本地还是在局域网远端的任何安装控制显示软件的计算机都能实时多画面呈现监控区域实景，根据控制存储设备赋予的用户权限能对每个前端监控设备的摄像机、云台、镜头、防护罩进行控制操作。整个视频监控系统共需安装10个前端监控摄像头，一台配置大容量存储硬盘的网络高清NVR即网络硬盘录像机。前端监控摄像头和NVR主要采用超五内网线连接传输数据，雷达主楼到大门口距离较远采用光纤连接传输数据。雷达站到市区办公室利用光线通讯业务局域网已建成。

4.2 设备选型

根据昆明雷达站视频监控系统的功能需要、经济等各方面因素综合考虑和市场调研，本系统主要设备选用佳信捷艾斯卡系列国产产品。前端高清摄像头主要特点是支持H.264视频编码，双码流、多种分辨率适应、高压缩比和信噪比，支持运动侦测、遮挡侦测及报警录像、图片抓拍，支持TCP/IP、UDP、RTSP等通用网络协议，内嵌Web Server，支持IE浏览视频、参数配置、升级、用户管理权限等。系统控制存储设备特点是支持多路视频接入、Onvif协议、HDMI/VGA高清输出、自适应网络接口、H.264编解码功能、权限用户管理等功能。

前端监控设备室内高清红外枪机型号为AC-IPCR1H4A5，室内网络智能球机型号为AC-IPS101，室外网络智能球机型号为AC-IPS101R；存储控制设备NVR型号为AC-NE016G。使用证明上述设备满足功能需求、经济实惠、运行稳定。

5 结束语

无人值守雷达站运行管理模式是天气雷达站未来的发展方向，是气象现代化的必然要求。对雷达站的视频监控系统及其远传功能要求严格，规划建设好视频监控系统，可以提高雷达站运行维护的安全性、可靠性和稳定性，以提高新一代天气雷达雷达无故障时间和观测效率。

参考文献

[1]梅鲁海.电力系统无人值守视频监控系统应用研究[J].电力系统装备，2005.

[2]张宝华，李静，孙毅.无人值守变电站综合监控系统[J].2009.

[3]彭涛，郑伟，胡春，等.新一代天气雷达远程视频监控系统研究[Z].

作者简介：唐学军（1980，7-），男，云南省昆明市（籍贯），现职称：工程师，学历：本科，研究方向：气象探测。endprint