可视通水利解决方案

一、前言

　　随着现代通信技术与测试测量技术的发展，“数字水利”的时代已经到来。采用微波通信技术、数字视频处理技术、IP通信技术和光纤通信技术等先进通信技术的网络图像监控系统，可以实时观测河道、水库的各种变化及涵闸的运行情况，为领导决策提供了直观的图像信息，同时可以改善观测、测量工作人员的工作环境，减少工作人员，做到无人值守、少人值班。

二、需求分析

　　“守望者”水利视频监控系统主要可应用在水库管理和河道监控两个方面：

　　水库管理
　　通过视频监控系统可监测水库蓄水水位情况。
　　操作人员在使用控制系统操作闸门时，需要通过视频监控系统监视闸门和水流情况。
　　在水库的溢洪道等地方，大部分时间属于无人值守状态，需要设置监控摄像机实时监控。
　　监测水库、坝区的周边环境，防止人为破坏。

　　河道监控
　　通过一套视频监控系统，能及时了解上下游河流的水文情况。
　　操作人员操作闸门时，需要通过视频监控系统监视闸门的开合情况。
　　监测水面清洁，对河道内水草及时清理，保证河道畅通、水质清洁。
　　监控河道沿线重要地段的情况，防止对水利设施的破坏。
　　和水文监测仪等设备配合使用，可以远程监控水文监测仪的直观视频图象。

三、系统组成

　　根据以往水利项目和水利行业特点，对于河道、水库等重要设施的监控项目，往往涉及的地理范围比较广，监控点比较多，需要监控的用户人员相对分散，而且，对于大规模的监控项目对于系统稳定性要求
非常高，需要尽量减少日后的设备维护工作。

　　我们根据如上特点，设计了针对水利行业应用的“守望者”水利视频监控系统，根据组网方式可分为：前端视频采集部分、网络通讯部分和中心控制部分。系统结构如图所示：

　　前端视频采集部分

前端视频采集部分主要由摄像机、视频服务器以及相关辅助配套设备组成。 　　摄像机是整个系统的核心部分之一，包括镜头、CCD、云台、解码器、防护罩及支架等。根据被摄物体及摄像地点的不同，摄像装置的具体配置也各不相同，现在室外一般采用一体化球形摄像机，自身带云台、解码器、一体化变倍镜头，一体化球形防护罩，可靠性较高，效果好。

　　根据具体环境需求，可以配置一些辅助设备，比如红外灯，大功率探照灯等，比如可在闸门附近安装大功率的探照灯，系统可远程控制灯光电源开关，保证远程人员清楚的监控到闸门的开合状态。

　　视频服务器是实现网络化、数字化处理的重要设备，它完成模拟视频监视信号的数字采集、影像压缩、监控数据处理、报警信号的采集、网络的Web发布等功能。它可将前端的模拟信号同时处理成高清晰的实时数字图像发布到网络中，可保证水调中心和本地涵闸都能实时监控到现场情况。

　　系统采用前端视频编解码设备均为嵌入式结构，可靠性极高，真正克服了原有PC系统的不稳定、易死机的问题，可完全安装在水利这种少人值守的监控环境。

　　网络通信部分

　　“守望者”网络视频监控系统采用标准的TCP/IP协议，可直接应用在局域网或者广域网上。针对各闸站距离比较远，不易铺设有线线路的情况，也可采用无线扩频技术来解决远距离通信的问题。通过我们对不同网络条件的测试，“守望者“网络视频监控系统可稳定的运行在光纤网络，无线扩频网络和卫星信道之上。

　　中心控制部分

　　“守望者”水利视频监控系统采用Brower/Sever结构，用户在水利调度中心设置一台中心监控系统服务器，该系统配合数据库，主要完成现场图像接收，用户登录管理，优先权的分配，控制信号的协调，图像的实时监控，录象的存储、检索、回放、备份、恢复等。

　　在水库监控中心或者本地涵闸监控点可安装“守望者”网络视频监控系统的客户端，用户利用IE浏览器查看本地和远程现场情况。在客户端上还可实现多画面实时监控，远程控制摄像机云台、灯光控制、制订录像计划等操作，是一套可适合水利管理的综合网络监控系统。

　　同时我们根据流域视频监控管理的特点，将系统分为两级进行视频监控管理，即：水调中心、本地涵闸。每一级都有相应的权限，并有其独立的工作环境。水调中心拥有最高的优先权，所有下级用户对涵闸的控制操作都需要向其申请，只有被授权的用户才能在权限内实施操作：本地涵闸也是涵闸的直接控制端，根据分级控制的要求，在无高权限人员控制时，可执行控制操作，以确保高级管理层的优先权，规范闸门的管理制度。

　　系统中数据的存储及调用采用集中存储或分布式存储，授权调用的思想。水调中心建立一台存储服务器集中存储重要的控制录像，也可以在视频服务器进行本地录像（需要视频服务器支持），远程调用。本地涵闸用户在授权后可调用查询管辖范围内的涵闸的相关图像信息。

　　水调中心可以根据具体情况可以考虑安装多画面显示电视墙，配置相应的电视墙服务器，可以任意切换图象显示。

四、系统功能

　　·支持多画面（16画面）或者全屏显示，画面可根据闸站位置任意分组。
　　·自动控制镜头光圈的大小、聚焦的远近、焦距的长短等参数，以改变图象的大小。
　　·自动控制云台的运动，变换摄像机的方位，从而根据使用需要调整视场。
　　·自动控制摄像端各类设备电源的开关，如摄像机电源的开关及照明电源的开关等。
　　·提供计划录像、手动录像、报警录像、移动侦测等录像模式。
　　·支持报警、视频任意联动。报警联动包括：打开声光报警器、单支或多支摄像机录像、在屏幕的最前面显示预设摄像机的即时影像、控制云台摄像机转到预设点位置、客户端弹出报警提示。
　　·提供强大的图像存储功能，可同时存储数十路图像存储功能。录像记录可按照时间、地点和报警类型查询并回放。
　　·提供分布式图像管理功能，对于大规模系统用户可将图像分别存储在不同的服务器上，并提供统一的管理功能。
　　·提供电子地图功能，和独立的地图编辑引擎，可自行绘制河流监控地图。并可结合GIS系统（地理信息系统）进行二次开发。