【安防知識網(wǎng)】系統(tǒng)概述

　　航天發(fā)射任務(wù)是個非常復(fù)雜而重要的系統(tǒng)工程，涉及不同任務(wù)、不同專業(yè)的部門，各部門按照統(tǒng)一的任務(wù)時間流程進行。確保試驗任務(wù)的指揮高效暢通尤為重要。為了實現(xiàn)整個任務(wù)過程的可視化指揮，建設(shè)了試驗任務(wù)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)是試驗指揮系統(tǒng)的重要組成部分，是指揮員及時、準確、直觀掌握試驗工況主要手段之一，同時也是準確實時指揮、事后分析處理等有效依據(jù)來源之一，在試驗任務(wù)中發(fā)揮著極其重要的作用。

　　試驗任務(wù)視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由指揮所電視中心，多個發(fā)射場區(qū)電視分系統(tǒng)以及試驗任務(wù)實況電視分系統(tǒng)等組成。(如圖1所示)

　　本系統(tǒng)采用模擬視頻與網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻兩種體制相結(jié)合的方式，其中發(fā)射場區(qū)等電視監(jiān)視分系統(tǒng)采用傳輸效率高、可靈活管理的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻體制;試驗任務(wù)實況電視系統(tǒng)采用圖像清晰、實時、動態(tài)特性良好的模擬體制。

　　功能要求

　　該系統(tǒng)要求準確、及時、客觀地向指揮員提供發(fā)射區(qū)的試驗過程、環(huán)節(jié)、重要目標的工作實況(如產(chǎn)品測試、產(chǎn)品的發(fā)射起飛等);同時將實況圖像向上級指揮中心傳送，便于上級指揮機構(gòu)掌握任務(wù)工況;并對任務(wù)實施過程中的重要圖像信息記錄，便于事后發(fā)現(xiàn)、分析問題和總結(jié)經(jīng)驗。

　　要求圖像信息包括：目標靜態(tài)檢測工況、目標待飛前各環(huán)節(jié)程序進行工況等。有宏觀狀態(tài)信息，有工作細節(jié)信息。所以要求系統(tǒng)具備：圖像清晰度高、信息容量大、傳輸可靠、系統(tǒng)時延短、運行穩(wěn)定。

　　系統(tǒng)總體設(shè)計

　　系統(tǒng)以指揮所電視機房為主中心，發(fā)射場區(qū)為分中心的二級監(jiān)控體系，并將分中心視頻信號經(jīng)本中心處理后匯聚于主中心。(如圖2所示)

　　為保證系統(tǒng)前端采集、飛行跟蹤、終端處理及指示在有效帶寬范圍內(nèi)圖像清晰、實時、動態(tài)特性等性能良好，故采用模擬體制;為保證多路視頻圖像資源共享、靈活管理、方便多用戶同時監(jiān)看等要求，在滿足觀看效果要求條件下，在有效帶寬范圍內(nèi)提高傳輸效率，即采用網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻體制。同時，將指揮所電視控制主中心匯集的全部視頻信號源處理后，根據(jù)需求向不同方向傳送。

　　系統(tǒng)采用先進的視頻監(jiān)視和傳輸設(shè)備，為用戶提供功能齊全的視頻解決方案。充分體現(xiàn)出可持續(xù)發(fā)展的理念，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及數(shù)字圖像處理技術(shù)提供多種綜合服務(wù)功能。

　　[nextpage]X區(qū)

　　本系統(tǒng)主要由前端采集、圖像網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化處理、顯示及傳輸?shù)炔糠纸M成，其主要任務(wù)是及時了解掌握并保證場區(qū)重點部位工作人員工作情況及環(huán)境安全。根據(jù)實際工作情況及需求，擬在重點位置共計安裝攝像機n臺，用以監(jiān)視工作人員操作、周邊安全工作情況，并將視頻信號通過DVS編碼后傳往指揮所電視監(jiān)控中心并實時記錄，同時通過監(jiān)控終端觀看。(如圖3所示)

　　1、前端采集點

　　由于場區(qū)工作環(huán)境的特殊性，為安全工作起見攝像機全部采用工業(yè)級固定攝像機加以防爆外殼。攝像機安裝在不同點位，對所視區(qū)域?qū)崿F(xiàn)模擬視頻信號采集。

　　2、終端顯示及存儲

　　該系統(tǒng)視頻監(jiān)控室設(shè)在場區(qū)值班工作室。根據(jù)對系統(tǒng)功能要求，監(jiān)控室需配備網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器(以下簡稱DVS)，網(wǎng)絡(luò)交換機，監(jiān)控終端，設(shè)備連接關(guān)系見圖3。前端攝像機采集的模擬視頻信號經(jīng)DVS編碼后通過網(wǎng)絡(luò)交換機傳往指揮所，由視頻管理服務(wù)器統(tǒng)一管理分發(fā)，所有監(jiān)控終端通過網(wǎng)絡(luò)選擇需要觀看的圖像信息。

　　X區(qū)的監(jiān)控終端通過系統(tǒng)管理員提供的用戶名和密碼(具有相應(yīng)訪問權(quán)限)登錄視頻管理服務(wù)器，來觀看本地和遠程的視頻圖像信息。圖像信息通過網(wǎng)絡(luò)存儲在指揮所的磁盤陣列柜中，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的授權(quán)用戶可以通過服務(wù)器回放其授權(quán)范圍內(nèi)的任意圖像。

　　3、系統(tǒng)傳輸

　　系統(tǒng)前端模擬視頻信號采用視頻同軸電纜傳輸，系統(tǒng)外部視頻信號和網(wǎng)絡(luò)信號采用光纜傳輸。

　　指揮所電視監(jiān)控系統(tǒng)

　　本系統(tǒng)主要任務(wù)是將各個場區(qū)人員操作及產(chǎn)品初始飛行等工作情況通過視覺方式展現(xiàn)在各級領(lǐng)導(dǎo)指揮員面前，為指揮員正確指揮提供決策依據(jù)。

　　1、前端采集點

　　指揮所即任務(wù)指揮中心，設(shè)有測控、通信等多個系統(tǒng)工作機房。為保證所攝圖像清晰，攝像機選用廣播級室內(nèi)云臺攝像機，分別架設(shè)于各工作機房前后兩側(cè)與后端，對現(xiàn)場進行全方位視頻采集。

　　2、指揮所電視控制室

　　[nextpage]系統(tǒng)試驗電視監(jiān)控室主中心設(shè)在指揮所電視監(jiān)視機房。為滿足系統(tǒng)功能要求，監(jiān)控室主中心需配備三層網(wǎng)絡(luò)交換機、網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器(DVS)、視頻管理服務(wù)器、KVM切換器、8T磁盤陣列存儲柜、網(wǎng)絡(luò)視頻解碼器、視頻分配器、40英寸液晶顯示器、14英寸彩色監(jiān)視器、DTV視頻光端機、終端計算機。

　　網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器(DVS)可將前端采集的模擬視頻信號進行編碼壓縮后接入IP網(wǎng)絡(luò);互為熱備的服務(wù)器安裝網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)服務(wù)器端軟件及數(shù)據(jù)庫，提供用戶分類、權(quán)限管理、視頻轉(zhuǎn)發(fā)、錄像及回放等服務(wù);KVM切換器用于切換控制多臺視頻管理服務(wù)器;磁盤陣列存儲柜可實現(xiàn)同時對多路視頻信號的實時記錄，作為事后分析資料依據(jù);網(wǎng)絡(luò)視頻解碼器將網(wǎng)絡(luò)視頻數(shù)據(jù)進行解碼，并轉(zhuǎn)換成模擬信號傳送到大屏或指顯系統(tǒng);40英寸液晶顯示器與多臺14英寸監(jiān)視器組成電視墻，監(jiān)視器可實現(xiàn)模擬視頻監(jiān)視，40英寸液晶顯示器則與監(jiān)控終端計算機相連接，監(jiān)終端計算機可以實現(xiàn)對IP網(wǎng)絡(luò)視頻的訪問控制，并將圖像信號進行任意組合顯示輸出到40英寸液晶顯示器，實現(xiàn)重點圖像的監(jiān)視;監(jiān)控計算機還用于管理視頻解碼器的組合顯示方式和對圖像進行監(jiān)視、查詢、錄像和回放等;光端機將場區(qū)部分視頻傳送至總部指揮控制中心電視監(jiān)控編輯室;同時將對前端攝像機的PTZ控制信號由指揮中心傳輸至攝像機，實現(xiàn)對攝像機的控制。(如圖4所示)

　　3、系統(tǒng)傳輸

　　系統(tǒng)前端模擬視頻信號采用視頻同軸電纜傳輸，系統(tǒng)外部視頻信號和網(wǎng)絡(luò)信號采用光纜傳輸。

　　4、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)前端模擬攝像機采集的模擬視頻信息作為網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控視頻源，通過網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器實現(xiàn)視頻信號的模/數(shù)轉(zhuǎn)換及壓縮。為充分實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻信號的傳輸與共享，將視頻信息源按照每路占用帶寬需大于4Mbit/s的標準，故在指揮所大廳搭建一套獨立的千兆局域網(wǎng)，主控中心配置四光口千兆三層48端口交換機和1光口千兆三層48端口交換機作為接入骨干交換機，下設(shè)一光口48端口交換機分別配置于指揮所大廳，并與骨干交換機相連，該局域網(wǎng)覆蓋指揮所大廳、電視監(jiān)控室、樓內(nèi)各系統(tǒng)工作間等，剩余1光口用于后續(xù)與總部指揮中心監(jiān)視系統(tǒng)對接。(如圖5所示)

　　[nextpage]外景實況電視系統(tǒng)設(shè)計

　　外景攝像跟蹤系統(tǒng)由前端視頻采集、遠端控制、信息傳輸?shù)冉M成。主要對起飛和飛行過程的宏偉場景進行高質(zhì)量畫面跟蹤拍攝，并不失真地傳送于指揮所和總部指揮中心。為滿足跟蹤拍攝要求，設(shè)三套獨立跟蹤系統(tǒng)，三點分別設(shè)于距離發(fā)射架300米以內(nèi)，具體位置待定。(如圖6所示)

　　1、系統(tǒng)前端采集

　　為使采集系統(tǒng)能在室外環(huán)境狀態(tài)下穩(wěn)定跟蹤，前端設(shè)備要求采用小型化、高分辨率、高增益廣播級攝像機;高標準長焦變焦鏡頭;承重7Kg以上齒輪咬合緊密的變速云臺，以保證在遠距離拍攝時的清晰優(yōu)質(zhì)畫面及穩(wěn)定跟蹤。

　　2、系統(tǒng)控制

　　因三個獨立跟蹤攝像點需同時跟蹤拍攝，故系統(tǒng)終端需對應(yīng)配備三個獨立控制器及顯示器?？刂破饕罂刂剖直`活，穩(wěn)定歸位性能可靠，能遠距離控制云臺上、下、左、右，鏡頭光圈、焦距、聚焦。