石洋

（北京京儀自動化系統(tǒng)工程研究設(shè)計院有限公司）

1 項目背景

2015年7月31日，北京申辦冬奧會成功，2022 年冬奧會高山滑雪、雪車雪橇場地選定在小海坨山。由于海坨山自身海拔變化幅度較大，導(dǎo)致氣候垂直分布，該山年平均氣溫為5℃，相較于北京市區(qū)的年平均溫度，兩者之間存在大約10℃的差距。在該區(qū)域建造場館自身存在很多限制，因為地形和氣候的復(fù)雜性，且不具備電源、通信網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施，此時更加需要視頻監(jiān)控設(shè)備監(jiān)管現(xiàn)場的安全。為了保障施工集團、奧組委、重大辦、建委等政府部門之間能便捷、快速溝通，均要利用視頻監(jiān)控、視頻會議系統(tǒng)。

2 需求分析

視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)考慮以下需求。

①安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)時要保證該系統(tǒng)覆蓋到場地的各個區(qū)域，具體包括面積較大的山峰山坡、賽場、訓(xùn)練場地、迂回且長距離的道路，還包括停車場、其余建筑設(shè)施等，針對不同場地，視頻監(jiān)控要求也有所差異。

②核心區(qū)內(nèi)森林覆蓋率較高，為保證整個項目建設(shè)過程中的人員和生態(tài)環(huán)境安全，需滿足森林防火監(jiān)測報警、預(yù)防和早發(fā)現(xiàn)森林火災(zāi)的需求。

③由于滑雪場地所占面積大且多為山地，因此在布設(shè)視頻監(jiān)控時，山頂為最佳選擇，但會增加供電和布置線纜的難度。

④建設(shè)滑雪場地的過程中，需提前安裝好視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以完整記錄建設(shè)賽區(qū)的過程。

⑤由于山地可能出現(xiàn)極端天氣，因此系統(tǒng)自身具有抗高溫、抗低溫性。

⑥系統(tǒng)還要具備擴展能力，以便接入京張高鐵、綜合管廊、崇延高速等視頻信號。

視頻會議系統(tǒng)應(yīng)考慮以下幾點需求。

①可以讓最少6個1080P視頻終端在同一時間開會，包括北京市政府、延慶區(qū)政府、冬奧組委、現(xiàn)場指揮部、北控集團，且有后期擴容能力。

②為了滿足互聯(lián)互通，利用電信公共網(wǎng)絡(luò)和上述單位的視頻會議室連接。

③系統(tǒng)還有靈活性、可移動性較強兩個特征，需大范圍移動會議設(shè)備。

3 數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)說明

在冬奧會延慶賽區(qū)，針對視野開闊的地方安裝室外長距離高清攝像機，實現(xiàn)現(xiàn)場圖像全覆蓋，將遠(yuǎn)距離多光譜夜視儀、高清攝像機及4K超高清攝像機安裝在室內(nèi)、室外道路等重要區(qū)域，全面高效地監(jiān)控整個場地、所有人員和所有車輛。

本項目所選場地本是山區(qū)林地，同時在地勢較高的位置存在一些監(jiān)控點，由于傳輸距離過遠(yuǎn)導(dǎo)致在信號和電源的傳輸上存在一些困難。針對平坦的場地內(nèi)部和建筑內(nèi)部，傳輸方式多以敷設(shè)電纜為主，一般選擇電源電纜、網(wǎng)線和光纜開展有限傳輸；針對某些很難實現(xiàn)有線傳輸或者需要極大成本的區(qū)域，便可選擇無線信號或者太陽能的方式。

核心交換機、網(wǎng)絡(luò)硬盤存儲設(shè)備、控制電腦、觸摸式液晶屏控制鍵盤、55 寸液晶拼接屏/高清LED顯示屏、操作臺、綜合管理平臺、解碼器和機柜共同構(gòu)成了控制中心，該控制中心通過監(jiān)控、錄制手段保證整個滑雪場地的安全性。

在綜合視頻監(jiān)控管理平臺中，利用LINUX 操作系統(tǒng)及專業(yè)定制的硬件平臺，該平臺具有多種功能，如大容量視頻存儲、前端視頻設(shè)備管理、電子地圖、多硬盤管理、視頻監(jiān)視、回放和多硬盤管理等。所采取的傳輸技術(shù)為高性能網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，能更快處理大數(shù)據(jù)量的視頻數(shù)據(jù)，并使視頻更加高清、轉(zhuǎn)發(fā)更便捷。

3.2 前端點位設(shè)置

本次視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)在北部的高山滑雪中心，為了監(jiān)管施工情況一共設(shè)置了6個監(jiān)控點，具體分布在北側(cè)最高處的山頂平臺、中間平臺、雪道出發(fā)區(qū)、西南側(cè)山頂及一號集散廣場北。還在西大莊科村檢查站、奧運村、南部的雪車雪橇中心以及小平臺上設(shè)置4臺攝像機，以完成對相關(guān)區(qū)域施工的監(jiān)管。

現(xiàn)階段，系統(tǒng)所發(fā)揮的視頻監(jiān)控系統(tǒng)功能主要集中在建設(shè)滑雪場地的過程中，后期相關(guān)功能會隨著建設(shè)項目的完成而更改、增加，使后期的監(jiān)控系統(tǒng)和前期所建的監(jiān)控系統(tǒng)共同發(fā)揮作用。

3.3 前端攝像機的種類

1）遠(yuǎn)距離多光譜夜視儀

共由熱敏成像儀、白光、激光和云臺四部分組成。所用的鏡頭具備超長焦距，熱像儀是大口徑類型，激光自身的功率較大，以在晝夜環(huán)境中高效探測目標(biāo)物。該夜視儀還具有自動巡航、超長焦距、超遠(yuǎn)距離夜視以及高清透霧的特征。

2）4K超高清攝像機

4K 的具體內(nèi)涵是指其具有3840×2160的分辨率、16∶9的長寬比以及800萬像素。該攝像機和具有200 萬像素的攝像機相比，在垂直分辨率、畫面細(xì)節(jié)層次方面的效果更好，畫面更加清晰、細(xì)膩，哪怕是在光線環(huán)境復(fù)雜的環(huán)境中都能清晰反應(yīng)出畫面。

3）系統(tǒng)采用多種攝像機相結(jié)合的方式

將遠(yuǎn)距離多光譜成像儀用在監(jiān)控面積廣同時對防火性能有較高要求的區(qū)域內(nèi)；將4K 超高清網(wǎng)絡(luò)攝像機安裝在需要超高清視頻記錄的區(qū)域；將高清監(jiān)控攝像機安裝在監(jiān)控范圍相對較小、距離近的區(qū)域中[1]。

3.4 無線數(shù)據(jù)傳輸

3.4.1 系統(tǒng)簡述

如果前端攝像機沒有敷設(shè)供電電纜和信號電纜，此時系統(tǒng)的供電系統(tǒng)可以選取蓄電池、太陽能電池板和小型風(fēng)力發(fā)電機，信號傳輸則選用無線網(wǎng)橋開展無線傳輸。

無線網(wǎng)橋?qū)拵ё罡哌_到了866M，采用5.8G11AC 技術(shù)，其外殼設(shè)計利用了鋁合金，為便于調(diào)試設(shè)備，安裝電源指示燈和LED信號強度。該系統(tǒng)中采用IP68室外最高防護等級設(shè)計，不但可以在零下40℃和75℃高溫環(huán)境下正常發(fā)揮作用，還具有防塵、防水的功能。

3.4.2 無線傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

結(jié)合考察點位分布、現(xiàn)場環(huán)境后，發(fā)現(xiàn)本項目適用于點對點或中繼等多種傳輸方式組網(wǎng)，無線網(wǎng)絡(luò)傳輸也可利用無線網(wǎng)橋。

如果監(jiān)控點比較少、傳輸距離較大或在中繼骨干鏈路時，可選用點對點的傳輸方式，兩點之間利用可視或近似視距的無線傳輸條件，所用的產(chǎn)品多為11N 或11AC，將高增益定向拋物面天線外界，單跳傳輸距離一般保持在30km～60km，11N 系列產(chǎn)品的寬帶最高達到866Mbps，其凈寬帶最小值為300Mbps，其寬帶可使現(xiàn)場高清視頻不受任何因素的實時傳輸。

在擁有較多點位、和中心距離較遠(yuǎn)的區(qū)域或者由于存在遮擋的山脈導(dǎo)致某些點不能和中心接收點互傳時，可采用中繼傳輸方式，實現(xiàn)中心和前端之間的傳輸。一般將前端多個點的信號匯集起來，再在一對或者兩對11N/AC的高帶寬設(shè)備的幫助下將信息回傳到監(jiān)控中心。

3.4.3 中心接收端網(wǎng)橋

通常情況下，在指揮中心周圍高層建筑頂樓、租用或自建的鐵塔上會安裝中心接收端，前端回傳的信號通過多臺中心接收網(wǎng)橋后，傳入監(jiān)控中心核心交換機。

3.5 總控制中心

施工現(xiàn)場周圍的展示中心將布置系統(tǒng)控制中央和核心存儲設(shè)備，并利用上述設(shè)備和系統(tǒng)在電信網(wǎng)絡(luò)的作用下把視頻圖像傳輸?shù)蕉瑠W組委、市重大辦、延慶區(qū)政府、建委、北控集團和北控京奧公司等，上述部門的領(lǐng)導(dǎo)可以在電腦、手機上以遠(yuǎn)程方式監(jiān)控現(xiàn)場施工情況。

總控制中心還具備擴展能力，接入綜合管廊、京張高鐵、延崇高速等周圍的視頻信號。

選用55 英寸液晶顯示器組成拼接屏顯示單元或者采用高清LED 顯示屏，其拼接按照3（行）×4（列），以便圖像具有高分辨率。拼接方式：3（行）×4（列）。單屏分 辨 率 為1920×1080。 單 屏 尺 寸 為1211mm×682mm。 拼 接 后 尺 寸 為4846mm×2048mm。

4 系統(tǒng)使用效果

系統(tǒng)建成并投入使用后，不僅有效記錄了整個賽區(qū)場館的建設(shè)過程，也為參加建設(shè)的各相關(guān)單位提供了真實、高效的視頻信息，大大提高施工過程中的組織協(xié)調(diào)能力，同時為預(yù)防施工意外、森林火災(zāi)提供了技術(shù)保障，加之該系統(tǒng)具備360 度長視距、全方位探測，能夠有效控制監(jiān)控范圍內(nèi)的盜竊事件。

此外，該系統(tǒng)除了用于視頻監(jiān)控、森林防火，還為主干道出入口、各個道路卡扣等位置實時獲取來往車輛信息，識別車牌號碼提供了便捷服務(wù)。

5 結(jié)語

中國經(jīng)濟不斷發(fā)展，社會水平不斷提升，安全一詞變得愈加重要。本文通過分析冬奧高山滑雪、雪車雪橇中心賽區(qū)場館建設(shè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的方案，在該系統(tǒng)的支持下全面記錄了施工現(xiàn)場，最終不僅能有效避免意外事故，還可以為安全管理工作提供技術(shù)支持。