視頻監控系統在水利設施中的應用及趨勢

　　2011年中央一號文件將水利工作擺上突出位置，預計未來十年將投資4萬億推動水利實現跨越式發展，水利行業將進入未來發展的十年黃金期。數字化、網絡化、智能化的視頻監控系統作為水利安防配套項目的熱點和重點，其需求將出現強勁勢頭，目前主要應用于水庫智能化管理、河道實時監控和無人值守水電站。從趨勢上看，水利視頻監控系統未來將朝著無線監控、智能識別以及大型聯網監控的方向發展。

　　1、水利視頻監控系統的概述

　　水利(waterconservancy)，指的是對自然界的水進行控制、調節、治導、開發、管理和保護，以防治水旱災害，并開發利用水資源的各項事業和活動。水利包括防洪、排水、灌溉、水力、水道、給水、污渠、港工八種工程在內，其中水力指水能利用，污渠指城鎮排水，進入20世紀后半葉，水利中又增加了水土保持、水資源保護、環境水利和水利漁業等新內容，其含義更加廣泛。水利設施(waterconservancyestablishment)是指，對自然界的水進行控制、調節、開發、利用和保護，以減輕和免除水旱災害，并利用水資源，適應人類社會和自然環境需要的設施。

　　2011年中央一號文件強調把水利工作擺上黨和國家事業發展更加突出的位置，推動水利實現跨越式發展，力爭今后10年全社會水利年平均投入比2010年高出一倍。2010年我國水利投資是2000億元，高出一倍就是4000億元，今后十年每年超過4000億，未來十年投資超過4萬億。同時提出從土地出讓收益中提取10%用于農田水利建設，充分發揮新增建設用地土地有償使用費等土地整治資金的綜合效益，可以預測該項措施使地方的配套資金可以達到要求，水利行業將進入未來發展的十年黃金期。

　　我國水利行業的發展方向是水利信息化即“數字水利”。它是指依托現代通信、視頻監控報警、物聯網、計算機、遙感、GIS、GPS、多媒體技術和大規模存儲技術以及智能數字采集技術，將水利工作信息納入一個即時的可管理、可監控、可調度的科學平臺;從而為決策人員提供水資源調度、災情評估、洪水預警等決策依據，其中作為數字水利系統的核心中樞的監控指揮調度平臺成了整個“數字水利”建設環節中的重要控制性節點。

　　視頻監控系統是“數字水利”的主要內容，是帶動水利現代化的重要措施。水利視頻監控系統就是采用微波通信技術、數字視頻處理技術、IP通信技術和光纖通信技術等先進通信技術的網絡圖像監控系統，將被監控現場的實時圖像和數據等信息通過網絡準確、清晰、快速地傳送到監控中心，監控中心通過視頻監控系統可以能夠實時、直接地了解和掌握各個被監控現場的當前實際情況。視頻監控系統在抗洪救災、水資源管理、水污染事件處理、航運管理等方面發揮了重要的作用，能使在一線指揮的有關領導實時、客觀、準確地了解水利工程設施的運行情況以及水體和水文情況。

　　2、視頻監控系統在水利設施中的應用

　　視頻監控系統在水利行業已得到廣泛應用，在抗洪救災、水文分析、水利工程建設和管理方面起著重要作用。通過視頻監控系統，工作人員可在集成控制中心實時監控各個水利設施的情況，實時觀測到水資源的現狀，大大提高了工作效率;在抗洪救災時刻，通過本系統可實現遠程觀測和指揮，特別是對于一些由于惡劣氣候條件而導致人員難以達到的地區，該系統具有不可替代的重要作用;迄今為止，絕大多數電站已經實現自動化控制，部分已經實現“無人值班，少人值守”。

　　2.1監控點的設置

　　水利視頻監控系統應根據水庫、閘站、海塘、分滯洪區、重要測流斷面等不同監控對象的特點，兼顧防汛及工程管理，合理選擇監控點位。監控點位布設應滿足對以下監控對象的有效觀察：

　　水庫：大壩、溢(泄)洪道、泄洪閘、泄洪洞、水位尺;

　　閘站：閘站建筑主體、閘門、上(下)游水域及堤防、水位尺;

　　堤防：堤頂、路面及附近水域;

　　分滯洪區：分洪閘、爆破點;

　　重要測流斷面：水域、水位尺;

　　避風港：水域。

　　2.2 主要應用

　　2.2.1 水庫智能化的管理

　　監測水庫蓄水水位，與水利數據庫聯動——通過安裝視頻監控系統，工作人員可實時監測水庫蓄水水位，通過系統中的標尺刻度分析、水位警戒線分析等將水位報警和視頻聯動結合起來;監測的同時，和水利數據庫進行結合和聯動，實時掌握雨水情、壩體工情等信息，便于領導和工作人員及時判斷、快速決策，這一應用對于抗洪救災的快速和科學決策有著顯著的促進作用;

　　閘門狀態監控——視頻監控系統與閘門群控技術配套使用，實時監視閘門運轉和水流控制情況，保證閘門的正常開啟運轉。操作人員不可能時時刻刻時守在監視器屏幕前盯著異常情況的發生，這就需要智能視頻分析的幫助，通過對規則的設定，一旦泄洪閘門附近出現有人入侵、徘徊、滯留、放置危險物品、破壞閘門等異常情況時，立即報警，并與語音對講聯動，進行語音通報;[nextpaga]

　　周界入侵檢測——利用視頻監控系統設置虛擬警戒區監視橋頭堡的安全狀況、水庫和壩區等周界安防情況，判別人員入侵并與報警系統聯動。

　　實時監控水庫的溢洪道等地方，保證泄流的安全進行。

　　2.2.2 河道實時的監控

　　通過安裝視頻監控系統，能及時了解上下游河流的水文情況、雨水情況、堤壩情況，防止決堤漫堤等災害事故的發生。

　　監測水面是否清潔，河道內水草是否及時清理，如有石油泄露、水面垃圾堆積時進行分析和報警，從而保證河道暢通、水質清潔。

　　監控河道沿線重要地段的工程情況、安全狀況，防止對水利設施的破壞。

　　與水文監測儀等設備配合使用，可以遠程監控水文監測儀的直觀視頻圖像等。

　　2.2.3 實現水電站的無人值守

　　以水電站為代表的水利工程設施多在室外，且很大部分是無人值守或少人值守狀態，禁止人、車、物的進入。一旦遭到人為破壞，會對生產生活造成非常嚴重的影響。通過在無人值守水電站設置警備區域，視頻監控系統識別出設定區域內突然出現的入侵物體，與報警系統實現聯動及時發出報警信號，并通過手機、無線等方式通知管理人員。這一應用，可以大大提高水電站的工作效率，減少工作人員數量，推動水電行業的信息化、現代化發展。

　　3、發展趨勢

　　從產品需求上來看，目前各地實施水利工程建設時，安防已經是必須配套的子項目。除去即將投入建設的水利工程外，一些已經運行的水利工程還將補充安防子系統，但就全國水利工程安防系統應用情況來說還是偏低，所以未來幾年，以視頻監控為代表的水利安防產品需求將出現強勁勢頭。

　　從視頻監控技術上看，發展趨勢是：

　　3.1 無線(3G)監控系統

　　由于水利監控點分布范圍廣闊，與監控中心的距離較遠，利用傳統的有線連接方式，線路鋪設成本高昂，而且施工周期長，有些時候架設線纜還會遇到山川河流的阻礙。

　　隨著3G通信技術的發展，3G網絡視頻服務器，3G網絡攝像機等前端設備及配套的平臺軟件也相應出現。3G視頻監控業務突破了原有視頻監控在地域、技術、成本等方面的限制，利用高帶寬的無線接入，支持在任意地點上傳現場圖像、在任意位置接收遠方圖像，并和固網視頻監控系統融合，實現隨時隨地、無所不在的視頻監控應用，同時具備專為無線環境開發的帶寬自適應能力，能夠有效保證視頻數據的連續性和穩定性?，F在，3G視頻監控系統已成為水利視頻監控系統的熱點，引入3G無線方式可以解決上述問題，還可以對抗洪車輛進行視頻監控，實現可視化的調度和指揮。

　　3.2 智能視頻監控

　　智能視頻監控(IVS)是利用計算機視覺技術對視頻信號進行處理、分析和理解，在不需要人為干預的情況下，通過對序列圖像自動分析對監控場景中的變化進行定位、識別和跟蹤，并在此基礎上分析和判斷目標的行為，能在異常情況發生時及時發出警報或提供有用信息，有效地協助安全人員處理危機，并最大限度地降低誤報和漏報現象。如水庫智能化管理、周界入侵檢測等就是智能視頻監控在水利安防中的應用。

　　在現有的視頻監控系統中，對突發事件和關注點主要依賴人工檢查和分析，容易出現漏判和誤判，同時系統數據越來越龐大，使水利部門工作人員的分析和處理工作量大大增加，從而影響了系統的應用效率?，F在，已經有一些安防系統平臺進行了智能分析的嘗試，如標尺刻度分析、閘門開啟狀態分析、禁止游泳區域警戒線分析等。智能視頻檢測監控技術在未來的水利應用發展中將有廣闊的前景。利用智能識別和檢測，大大提高安防人員的工作效率是大勢所趨。

　　3.3 以流域和大區域為單位的大型聯網監控系統

　　以往的水利視頻監控系統主要為防汛抗洪服務，在汛期保障水利設施的安全;而且以單個水利工程設施的監控為主，為本地水利工作服務，缺乏共享機制。隨著視頻監控系統在水利行業的進一步推廣與應用，逐漸出現了以流域和大區域為單位的大型聯網監控系統。所屬各地的水利基礎設施的監控系統都通過有線或無線通信網絡技術進行聯網、整合、擴充與延伸，實現各個系統的互聯互通，對重點水利工程實現集中監督和統一管理，實現國家、流域、省、市、縣等多級防汛指揮機構對水利工程圖像的同步、實時、直觀的監視與控制。將單個水利工程設施進行聯網、整合、擴充與延伸，實現各個系統的互聯互通，是水利安防未來的又一個發展方向。

　　最后，隨著嶄新的應用模式和市場機遇不斷涌現，視頻監控系統的自動化程度和整合程度不斷提高，幫助進一步加強水利行業領導們的準確決策水平和應急指揮能力。我們有理由相信，水利行業視頻監控系統的應用面將越來越廣泛?！　?/p>