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

水資源與人類的生產、生活息息相關，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的國家，水資源的管理關系國計民生。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建設跨地區、跨部門、跨流域的水資源融合監控系統，及時對可能或正在發生的汛情、險情、災情及水資源污染進行動態監視，隨時了解現場情況，可采取相應的預防和補救措施確保水利工程安全運行。對各級領導做出科學決策，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安全、生活生產供水具有重要作用。

水資源監控全方位分析

為了實現對水資源的有效監管，在建設監控系統時不應孤立、分散地去解決局部、個體的問題，而是進行全方位綜合監控。在思考監控系統的設計時，將會從三個方面分析：監控的應用場合或用途;工作人員對監控的要求;水利應用環境對監控系統的特殊要求，包括管理體系、工程建設、業務應用等方面的環境。

監控的應用場合或用途

在水利部門的日常管理工作中，監控系統常應用于以下場合：

·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，對于山洪、泥石流、滑坡等水土災害活動的監測與預警，及時通知主管部門與居民，減少生命財產損失;

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

·引水調度，對水資源的使用調配進行監管，防止水資源流失與盜水事件。

工作人員對監控的要求

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

視頻監控在水利行業的應用需要考慮工作人員在特定環境中的一些要求，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，因為水利監控環境大都在野外，夜間基本沒有環境光，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，以便能遠視距觀察;有的監控點位要求清晰度很高，能分辨水面的漂浮物，或遠處的船只標識等等。

水利應用環境對系統的特殊要求

首先，考慮到水資源環境的特殊性，水利部門在管理上采用既有垂直式行政管理，又有上下游關聯式流域管理的交叉體系，因此在流域、省、市、縣(區)級水利主管部門和防汛抗旱指揮中心都會設置各級監控中心，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自建專網或租用公網專線連接，構成多層多節點的網狀結構。

其次，水利監控設施多在戶外甚至野外，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、防大風等特性，在很多實際工程應用中，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。在某些入海口處所選用的設備還應考慮防鹽霧、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，因而在施工時應充分考慮到防盜、防暴等要求，防護等級應不低于IP65。其他還有傳輸、供電方面的環境特殊性，如有的場所無法敷設線纜，只能采用無線傳輸、風光互補發電等等。

第三，水利部門在水利信息化建設方面還有防洪預警、水文監測、工程管理、視頻會商等業務系統，需要將視頻監控與這些業務系統對接、關聯，以最大化發揮視頻信息在業務應用中的作用。因此各級監控中心的監控平臺應具備可擴展的業務接口，方便實現與水利其它業務子系統的對接，并應具有資產管理、設備自動巡檢及智能事后檢索等符合水利實際應用需求，便于水利部門方便實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題分析，下面談談具體的解決方案。

本案在業界率先提出“融合監控”的概念，致力于豐富視頻物聯網在行業應用的解決方案。本文介紹的方案正是融合監控理念在水利行業的具體應用展現，分別從監控點前端采集、中間傳輸、后端管理應用幾個環節，結合應用場合的差異性進行介紹(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計算機網絡連接，構成多層多節點的網狀結構。

監控站與一個或多個前端監控點直接相連，采集前端監控點的實時圖像和其它相關數據信息，并對其進行管理和存儲。一般監控站均為大中型水利工程的直接管理部門和水文部門。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，并向公眾發布實時狀況圖像信息。

市、縣(區)級監控中心配置視頻流媒體服務器，可向同級政府有關部門及上級監控中心提供圖像信息。省級監控中心則通過統一的網絡監控管理平臺，根據實際需要控制、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，同時在防汛時刻確保各級領導和決策人員可以通過網絡系統獲取實時視頻信息。