基于融合監(jiān)控系統(tǒng)的水利監(jiān)控解決方案

標(biāo)簽：融合監(jiān)控 水利監(jiān)控

水資源與人類的生產(chǎn)、生活息息相關(guān)，我國既是一個水資源豐富的大國，也是一個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，隨著我國水資源供需矛盾的日益突出，對水資源的環(huán)境監(jiān)測與調(diào)度管理也成為管理工作重心，對水資源的監(jiān)控除了安全的因素，還需要體現(xiàn)環(huán)保、節(jié)約的監(jiān)管力度。

本文介紹的基于融合監(jiān)控系統(tǒng)的系列解決方案旨在輔助水利部門建設(shè)跨地區(qū)、跨部門、跨流域的水資源融合監(jiān)控系統(tǒng)，及時對可能或正在發(fā)生的汛情、險情、災(zāi)情及水資源污染進(jìn)行動態(tài)監(jiān)視，隨時了解現(xiàn)場情況，可采取相應(yīng)的預(yù)防和補(bǔ)救措施確保水利工程安全運(yùn)行。對各級領(lǐng)導(dǎo)做出科學(xué)決策，減少洪水災(zāi)害，緩解防洪壓力，合理調(diào)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(jiān)控全方位分析

為了實(shí)現(xiàn)對水資源的有效監(jiān)管，在建設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)時不應(yīng)孤立、分散地去解決局部、個體的問題，而是進(jìn)行全方位綜合監(jiān)控。在思考監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計時，將會從三個方面分析：監(jiān)控的應(yīng)用場合或用途;工作人員對監(jiān)控的要求;水利應(yīng)用環(huán)境對監(jiān)控系統(tǒng)的特殊要求，包括管理體系、工程建設(shè)、業(yè)務(wù)應(yīng)用等方面的環(huán)境。

監(jiān)控的應(yīng)用場合或用途

在水利部門的日常管理工作中，監(jiān)控系統(tǒng)常應(yīng)用于以下場合：

·水利工程監(jiān)控，作為治水興利的重要基礎(chǔ)設(shè)施，需要在安全防范、日常管理、維護(hù)巡檢、汛期防災(zāi)、應(yīng)急指揮等多方面加強(qiáng)監(jiān)控;

·防災(zāi)監(jiān)測與信息分發(fā)，對于山洪、泥石流、滑坡等水土災(zāi)害活動的監(jiān)測與預(yù)警，及時通知主管部門與居民，減少生命財產(chǎn)損失;

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

·引水調(diào)度，對水資源的使用調(diào)配進(jìn)行監(jiān)管，防止水資源流失與盜水事件。

工作人員對監(jiān)控的要求

簡單的說，過去在水利監(jiān)控、水文監(jiān)測工作中常提到“四遙”要素——遙測、遙控、遙信、遙調(diào)，隨著視頻監(jiān)控技術(shù)在水利行業(yè)的推廣應(yīng)用，監(jiān)控要素也增加了第五遙——遙視，通過視頻監(jiān)控與數(shù)據(jù)監(jiān)測手段的相輔相成，提高水利部門的監(jiān)管水平、增強(qiáng)監(jiān)管效果。

視頻監(jiān)控在水利行業(yè)的應(yīng)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(yīng)用中，不論是防盜、防破壞的安防需求，還是防洪防災(zāi)的安防需求，夜間監(jiān)控是必須考慮的，因為水利監(jiān)控環(huán)境大都在野外，夜間基本沒有環(huán)境光，夜間監(jiān)控使用的低照度攝像機(jī)靈敏度要高，或者有補(bǔ)光措施;還有對部分水體監(jiān)控要求攝像機(jī)支持大變倍，以便能遠(yuǎn)視距觀察;有的監(jiān)控點(diǎn)位要求清晰度很高，能分辨水面的漂浮物，或遠(yuǎn)處的船只標(biāo)識等等。

水利應(yīng)用環(huán)境對系統(tǒng)的特殊要求

首先，考慮到水資源環(huán)境的特殊性，水利部門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(qū))級水利主管部門和防汛抗旱指揮中心都會設(shè)置各級監(jiān)控中心，在水利工程管理單位和水文監(jiān)測單位設(shè)置監(jiān)控站。監(jiān)控中心和監(jiān)控站通過自建專網(wǎng)或租用公網(wǎng)專線連接，構(gòu)成多層多節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

其次，水利監(jiān)控設(shè)施多在戶外甚至野外，條件惡劣，攝像機(jī)等設(shè)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(yīng)用中，大多數(shù)攝像機(jī)損壞是因為雷擊，還有的設(shè)備因高溫工作而死機(jī)。在某些入?？谔幩x用的設(shè)備還應(yīng)考慮防鹽霧、防腐蝕、防銹蝕、防變形等問題。此外，大部分的水利工程處于野外，容易成為偷盜的目標(biāo)，因而在施工時應(yīng)充分考慮到防盜、防暴等要求，防護(hù)等級應(yīng)不低于IP65。其他還有傳輸、供電方面的環(huán)境特殊性，如有的場所無法敷設(shè)線纜，只能采用無線傳輸、風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電等等。

第三，水利部門在水利信息化建設(shè)方面還有防洪預(yù)警、水文監(jiān)測、工程管理、視頻會商等業(yè)務(wù)系統(tǒng)，需要將視頻監(jiān)控與這些業(yè)務(wù)系統(tǒng)對接、關(guān)聯(lián)，以最大化發(fā)揮視頻信息在業(yè)務(wù)應(yīng)用中的作用。因此各級監(jiān)控中心的監(jiān)控平臺應(yīng)具備可擴(kuò)展的業(yè)務(wù)接口，方便實(shí)現(xiàn)與水利其它業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的對接，并應(yīng)具有資產(chǎn)管理、設(shè)備自動巡檢及智能事后檢索等符合水利實(shí)際應(yīng)用需求，便于水利部門方便實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理的擴(kuò)展應(yīng)用功能。

基于融合監(jiān)控系統(tǒng)的水利監(jiān)控解決方案

前文闡述了筆者對水利監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方面的問題分析，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(jiān)控”的概念，致力于豐富視頻物聯(lián)網(wǎng)在行業(yè)應(yīng)用的解決方案。本文介紹的方案正是融合監(jiān)控理念在水利行業(yè)的具體應(yīng)用展現(xiàn)，分別從監(jiān)控點(diǎn)前端采集、中間傳輸、后端管理應(yīng)用幾個環(huán)節(jié)，結(jié)合應(yīng)用場合的差異性進(jìn)行介紹(如圖1所示)。

基于融合監(jiān)控系統(tǒng)的水利監(jiān)控解決方案

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

水利融合監(jiān)控系統(tǒng)由各級監(jiān)控中心和監(jiān)控站組成。在省、市、縣(區(qū))各級水利主管部門和流域管理單位、防汛指揮中心分別設(shè)置監(jiān)控中心，在水利工程管理和水文監(jiān)測等單位設(shè)置監(jiān)控站。監(jiān)控中心和監(jiān)控站通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接，構(gòu)成多層多節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

監(jiān)控站與一個或多個前端監(jiān)控點(diǎn)直接相連，采集前端監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)時圖像和其它相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并對其進(jìn)行管理和存儲。一般監(jiān)控站均為大中型水利工程的直接管理部門和水文部門。監(jiān)控中心則控制、監(jiān)視、管理、調(diào)閱本轄區(qū)內(nèi)監(jiān)控站的所有圖像信息，并向公眾發(fā)布實(shí)時狀況圖像信息。

市、縣(區(qū))級監(jiān)控中心配置視頻流媒體服務(wù)器，可向同級政府有關(guān)部門及上級監(jiān)控中心提供圖像信息。省級監(jiān)控中心則通過統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理平臺，根據(jù)實(shí)際需要控制、監(jiān)視、管理、調(diào)閱省內(nèi)監(jiān)控站的圖像。

這種架構(gòu)適合流域監(jiān)控的要求，體現(xiàn)了流域監(jiān)控的特點(diǎn)，同時在防汛時刻確保各級領(lǐng)導(dǎo)和決策人員可以通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)獲取實(shí)時視頻信息。