基于融合監控系統的水利監控解決方案

標簽：融合監控 水利監控

水資源與人類(lèi)的生產(chǎn)、生活息息相關(guān)，我國既是一個(gè)水資源豐富的大國，也是一個(gè)中度缺水以及水患多發(fā)的國家，水資源的管理關(guān)系國計民生。近年來(lái)，隨著(zhù)我國水資源供需矛盾的日益突出，對水資源的環(huán)境監測與調度管理也成為管理工作重心，對水資源的監控除了安全的因素，還需要體現環(huán)保、節約的監管力度。

本文介紹的基于融合監控系統的系列解決方案旨在輔助水利部門(mén)建設跨地區、跨部門(mén)、跨流域的水資源融合監控系統，及時(shí)對可能或正在發(fā)生的汛情、險情、災情及水資源污染進(jìn)行動(dòng)態(tài)監視，隨時(shí)了解現場(chǎng)情況，可采取相應的預防和補救措施確保水利工程安全運行。對各級領(lǐng)導做出科學(xué)決策，減少洪水災害，緩解防洪壓力，合理調度水資源，防止污染與非法用水，保障人民群眾生命財產(chǎn)安全、生活生產(chǎn)供水具有重要作用。

水資源監控全方位分析

為了實(shí)現對水資源的有效監管，在建設監控系統時(shí)不應孤立、分散地去解決局部、個(gè)體的問(wèn)題，而是進(jìn)行全方位綜合監控。在思考監控系統的設計時(shí)，將會(huì )從三個(gè)方面分析：監控的應用場(chǎng)合或用途;工作人員對監控的要求;水利應用環(huán)境對監控系統的特殊要求，包括管理體系、工程建設、業(yè)務(wù)應用等方面的環(huán)境。

監控的應用場(chǎng)合或用途

在水利部門(mén)的日常管理工作中，監控系統常應用于以下場(chǎng)合：

·水利工程監控，作為治水興利的重要基礎設施，需要在安全防范、日常管理、維護巡檢、汛期防災、應急指揮等多方面加強監控;

·防災監測與信息分發(fā)，對于山洪、泥石流、滑坡等水土災害活動(dòng)的監測與預警，及時(shí)通知主管部門(mén)與居民，減少生命財產(chǎn)損失;

·水資源監管、水污染事件處理，對于水庫、河流取水點(diǎn)的環(huán)境監測，防止安全事件與污染事件，利于環(huán)保執法取證;

·引水調度，對水資源的使用調配進(jìn)行監管，防止水資源流失與盜水事件。

工作人員對監控的要求

簡(jiǎn)單的說(shuō)，過(guò)去在水利監控、水文監測工作中常提到“四遙”要素——遙測、遙控、遙信、遙調，隨著(zhù)視頻監控技術(shù)在水利行業(yè)的推廣應用，監控要素也增加了第五遙——遙視，通過(guò)視頻監控與數據監測手段的相輔相成，提高水利部門(mén)的監管水平、增強監管效果。

視頻監控在水利行業(yè)的應用需要考慮工作人員在特定環(huán)境中的一些要求，比如在水利安防應用中，不論是防盜、防破壞的安防需求，還是防洪防災的安防需求，夜間監控是必須考慮的，因為水利監控環(huán)境大都在野外，夜間基本沒(méi)有環(huán)境光，夜間監控使用的低照度攝像機靈敏度要高，或者有補光措施;還有對部分水體監控要求攝像機支持大變倍，以便能遠視距觀(guān)察;有的監控點(diǎn)位要求清晰度很高，能分辨水面的漂浮物，或遠處的船只標識等等。

水利應用環(huán)境對系統的特殊要求

首先，考慮到水資源環(huán)境的特殊性，水利部門(mén)在管理上采用既有垂直式行政管理，又有上下游關(guān)聯(lián)式流域管理的交叉體系，因此在流域、省、市、縣(區)級水利主管部門(mén)和防汛抗旱指揮中心都會(huì )設置各級監控中心，在水利工程管理單位和水文監測單位設置監控站。監控中心和監控站通過(guò)自建專(zhuān)網(wǎng)或租用公網(wǎng)專(zhuān)線(xiàn)連接，構成多層多節點(diǎn)的網(wǎng)狀結構。

其次，水利監控設施多在戶(hù)外甚至野外，條件惡劣，攝像機等設備必須具備防水、防雷、防銹蝕、防高低溫、防大風(fēng)等特性，在很多實(shí)際工程應用中，大多數攝像機損壞是因為雷擊，還有的設備因高溫工作而死機。在某些入?？谔幩x用的設備還應考慮防鹽霧、防腐蝕、防銹蝕、防變形等問(wèn)題。此外，大部分的水利工程處于野外，容易成為偷盜的目標，因而在施工時(shí)應充分考慮到防盜、防暴等要求，防護等級應不低于IP65。其他還有傳輸、供電方面的環(huán)境特殊性，如有的場(chǎng)所無(wú)法敷設線(xiàn)纜，只能采用無(wú)線(xiàn)傳輸、風(fēng)光互補發(fā)電等等。

第三，水利部門(mén)在水利信息化建設方面還有防洪預警、水文監測、工程管理、視頻會(huì )商等業(yè)務(wù)系統，需要將視頻監控與這些業(yè)務(wù)系統對接、關(guān)聯(lián)，以最大化發(fā)揮視頻信息在業(yè)務(wù)應用中的作用。因此各級監控中心的監控平臺應具備可擴展的業(yè)務(wù)接口，方便實(shí)現與水利其它業(yè)務(wù)子系統的對接，并應具有資產(chǎn)管理、設備自動(dòng)巡檢及智能事后檢索等符合水利實(shí)際應用需求，便于水利部門(mén)方便實(shí)現系統管理的擴展應用功能。

基于融合監控系統的水利監控解決方案

前文闡述了筆者對水利監控系統設計方面的問(wèn)題分析，下面談?wù)劸唧w的解決方案。

本案在業(yè)界率先提出“融合監控”的概念，致力于豐富視頻物聯(lián)網(wǎng)在行業(yè)應用的解決方案。本文介紹的方案正是融合監控理念在水利行業(yè)的具體應用展現，分別從監控點(diǎn)前端采集、中間傳輸、后端管理應用幾個(gè)環(huán)節，結合應用場(chǎng)合的差異性進(jìn)行介紹(如圖1所示)。

基于融合監控系統的水利監控解決方案

系統結構

水利融合監控系統由各級監控中心和監控站組成。在省、市、縣(區)各級水利主管部門(mén)和流域管理單位、防汛指揮中心分別設置監控中心，在水利工程管理和水文監測等單位設置監控站。監控中心和監控站通過(guò)計算機網(wǎng)絡(luò )連接，構成多層多節點(diǎn)的網(wǎng)狀結構。

監控站與一個(gè)或多個(gè)前端監控點(diǎn)直接相連，采集前端監控點(diǎn)的實(shí)時(shí)圖像和其它相關(guān)數據信息，并對其進(jìn)行管理和存儲。一般監控站均為大中型水利工程的直接管理部門(mén)和水文部門(mén)。監控中心則控制、監視、管理、調閱本轄區內監控站的所有圖像信息，并向公眾發(fā)布實(shí)時(shí)狀況圖像信息。

市、縣(區)級監控中心配置視頻流媒體服務(wù)器，可向同級政府有關(guān)部門(mén)及上級監控中心提供圖像信息。省級監控中心則通過(guò)統一的網(wǎng)絡(luò )監控管理平臺，根據實(shí)際需要控制、監視、管理、調閱省內監控站的圖像。

這種架構適合流域監控的要求，體現了流域監控的特點(diǎn)，同時(shí)在防汛時(shí)刻確保各級領(lǐng)導和決策人員可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )系統獲取實(shí)時(shí)視頻信息。