浅谈发射台安防防火监控建设

2022-07-28刘新超

数字传媒研究 2022年4期

刘新超

内蒙古自治区广播电视传输发射中心706台内蒙古呼和浩特市 010050

内蒙古自治区广播电视传输发射中心706 台是高山电视发射台，位于海拔2050 米的料木峰上，台站外部有大量的树木环绕，有着巨大的森林火灾隐患，对发射台的安全播出造成重大威胁，所以在台站的外部区域需要布置全面覆盖安防防火监控，以保障台区的安全播出任务。

1 监控位置、设备的选择与传输网络电源的提供

1.1 监控位置的选择

706 台建设在料木峰西侧斜面，整个台站大致可分为四层，第一层是绿化带、卫星接收天线、箱式高变电柜，第二层为宿舍楼、技术楼，第三层是模拟机房、微波机房，第四层为发射塔。台站的发射工作简单的分解为卫星接收天线、微波信号、光纤信号，三路中的一路为发射机提供信源信号，发射机将信号编码、调制、变频、放大、合成通过馈管传递到发射塔，发射塔将信号发射出去。为保障台站安全播出，台站外部区域的卫星接收天线、为台站提供电力支持的高压变电柜和发射信号的发射塔需要重点监控，大门处需要进行监控，在台站的大门南方有两条路，一条路通往技术楼与宿舍楼，另一条路通往模拟机房、微波机房。两条路的两侧都是树木，这要求监控设备既可以监控路上的视频信号，还需要具备消防监控的能力。

1.2 监控摄像机的选择与安装位置的选择

监控安装位置的选择，先要全方面无死角覆盖监控区域，同时具备安装方便、电力供给、网络传输、布线合理等条件，在发射塔处的监控采用3台无线摄像机，360°无死角覆盖发射塔周围，防止发射塔被人为损坏，通向模拟机房、微波机房的路上，在技术楼的三楼廊桥位置安装2 台无线安消智能摄像机，无线安消智能摄像机水平视场角82°，两台无线安消智能摄像机可以覆盖164°，监控范围充分覆盖道路两侧树木，在宿舍楼门前小路将修建一座石门，在新修建的石门上方安装3 台无线摄像机，对着北侧的监控摄像机分别实现对宿舍楼、技术楼楼前的监控。向南侧的摄像机监控景区空地，石门上最后一个摄像机监控东侧向下拍摄，防止山下非工作人员未登记由小路进入台站。卫星接收天线和箱式高压变电柜在同一位置，同时变电柜、卫星接收天线的北侧也有大量树木，所以在卫星接收天线的南侧也要布置无线安消智能摄像机，在保卫处的房檐下安装2 台无线摄像机，一个摄像机监控门口监控人员与车辆的进出，另一摄像机监控保卫处西侧锅炉房物品，监控摄像机布控点已经确定。

1.3 无线网络摄像机网络提供

无线安防监控、无线安消智能监控的数据传输需要无线网络、电力的支持，706 台的地势复杂，监控布点又十分分散，普通的有线连接难度较大，还会导致网线的浪费，无线监控摄像机布控由AP 连接，在台站外布置无线监控系统，其优势是没有大的建筑物阻挡，不用过多考虑无线信号的穿墙问题，且台站外无线监控系统中的无线网络监控比较分散，不会互相形成干扰，但要考虑外来信号的干扰问题。台站外无线监控系统的组建要根据无线网络监控与监控中心的距离来确定传输方式，距离没有超过400m，可直接通过监控中心的无线AP 接收监控信号；如果无线网络监控与监控中心之间的距离在1km 以内，可在靠近无线网络监控的地方增加无线AP，再通过无线AP的桥接功能实现与监控中心无线AP 的连接，从而将数据传输到监控中心，石门处的无线网络监控摄像机所需无线网络，由宿舍楼二楼阳台上放置的两台AP 提供，技术楼内的交换机引出一条网线在技术楼前布置AP，为前方的无线安消智能摄像机提供网络，原宿舍楼的发射机房内存在一个小型交换机，由此引出网线在穿线井处布置AP，为廊桥处的两台安消智能摄像机提供网络，保卫处与发射塔的网络覆盖需要借助光电转换器，从技术楼值班机房到发射塔、保卫处铺设光纤，使用光电转换器将信号传输到两地，再布置AP 实现两地的无线网络覆盖，这样就能为保卫处和发射塔两处的5台无线监控摄像机提供网络，如图1 所示。

图1 宿舍楼、技术楼前方无线网络覆盖示意图

表1 无线监控设备统计图表

1.4 无线网络摄像机电力提供

无线监控摄像机的网络传输问题由AP 解决，但是摄像机的供电是一个难题，监控点位分散在台站四周，且距离、电源位置各有不同，常规的无线视频监控供电无法顺利实现，706 台是高山台站，有着丰富的太阳能资源和风能资源，结合台站的实际情况，无线监控系统的布置采用风光互补供电设备，风光互补发电系统主要由风机、太阳能电池板、充放电控制器、免维护铅酸蓄电池、灯杆、光源等组成。太阳能电池板安装在灯柱支架上，利用光伏效应发电，为电池充电；当风力达到风力发电机的风速时，风力发电机开始给电池充电，控制器控制电池的充放电，电池是储量元件，为无线数据传输摄像机提供稳定的输出功率，如图2 所示。

图2 风光互补供电系统构成图

风机将风能转化为机械能，然后通过电机将机械能转化为电能，输出三相交流电，经过三相整流桥整流为直流电，但是输出功率受风速影响。太阳能电池板利用光电效应将太阳能转化为电能，光伏列阵输出直流电，但是输出功率同样受光照强度和接负载影响，经控制器处理后，二者产生的电能可供给直流负载，直流负载可由充电控制器对蓄电池充电储存，或由逆变器供给交流负载。

2 无线安消智能监控设备原理与智能台站监控实现的方法

2.1 安消智能监控实现的原理

安消监控采用的摄像机，具有红外感温技术，能够在早期感知温度变化，红外感温、监测技术是借助红外光反射的一种非接触式传感器，主要由调制光的发射、接收、放大、比较四个环节组成。

发射器：用于发射调制的红外光，探测外围环境，外围环境存在各种光源发出的复合光会对探测器产生干扰，但信号源红外光经过发射器的调制、接收器进行解调就能有效避免外界复合光的干扰。

接收器：只对特定范围频率的交流信号做出解调反应的元器件，当满足一定设置条件下（阳光频率3×1011Hz 以上，市电灯光电源为50Hz，发射器调制频率为200Hz）接收器的效果最好，更容易避开外界光线干扰。

放大器：由高增益、高输入阻抗的集成运放元件组成，可以过滤信号的直流部分，只放大调制光电流。

比较器：将输入电压与参考电压进行对比，两者差值决定输出电平。

安消监控采用的摄像机还采用了视频识别技术，两者相互配合，及早感知温度变化，实现监控下的消防安全。

2.2 智能台站监控实现

台区无线监控系统的建设，实现了台站全方位无死角的监控覆盖，无线监控摄像机采集的监控信息可以通过AP 的桥接功能，实现AP 与监控总中心的数据连接，将数据传输至数据中心，再连接到监控大屏幕上，在监控屏幕上直接观看监控视频。

无线监控摄像机与安消智能监控摄像机同样支持手机App远程监控。一旦监测到异常状况，就会第一时间推送消息，方便查看视频。既可以实时警报，同时可以识别多个火点方位。这样职工可以第一时间发现可能造成森林火灾的隐患，将森林火灾消灭在源头，如图3所示。

图3 摄像机数据传输拓扑图

3 安防安消监控系统的防雷措施

改变设备的安装已完成，后续的维护和安全保障也要进行，由于706 台处在高海拔地带，无线监控设备和其他为无线监控提供支持的设备遭受雷害的几率较大，因此安防安消监控系统的防雷保护问题很重要。

所有前端设备的布置都是在室外，一旦遭受雷击，前端和信号传输的AP 受损，整个视频监控系统将失去作用，就算前端无线监控设备和AP、供电比较分散，维护费用也会急剧上升，导致不必要的开支。

3.1 接闪器防护直击雷

室外设备最容易遭受的雷害就是直击雷，接闪器防护就是通过接闪器将雷电引到自身，经过引线将电流泄放到大地，避免雷击时电流流过监控设备，从而起到对监控设备的保护作用。监控系统的前端设备，如摄像机，特别是野外屋顶和杆子顶部的摄像机，应放置在接闪器的保护范围内，已经处于保护范围内的不用加装接闪器，但在监控摄像机的位置可单独加装接闪器，如图4 所示。