视频监控系统在水利行业中的应用趋势

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　　昨日，山西苯胺泄漏事故成为大家关注的焦点，水源污染不仅威胁到了下游邯郸等地居民正常生活应用水，8.5亿的实时在线视频监控水源污染系统并没有发挥作用。一套天价监控系统是临阵“掉链子”还是就是个摆设。

　　据相关媒体报道，8.68吨有毒化工中间体苯胺，要泄漏到海河水系的浊漳河，威胁到下游邯郸、安阳饮用水水源，至少需要突破分流阀、每2小时一次的例行排查、在线实时监控系统和突发环境事件应急预案这4道软硬件“阀门”。而恰恰这四道“阀门”都是松动的。监控系统成了“监空”，是否有些让人不可思议呢?究竟8.5亿的监控系统在哪个环节出了问题，显然这是有关部门需要实地查证的。

　　2010年12月31日，《中共中央国务院关于加快水利改革发展的决定》指出“水是生命之源、生产之要、生态之基。兴水利、除水害，事关人类生存、经济发展、社会进步……必须下决心加快水利发展……必须大力加强水利建设……力争今后10年全社会水利年平均投入比2010年高出一倍。”

　　一方面为了积极响应国家政策，另一方面为了更好的应对现状，水利数字视频监控系统的建设已是迫在眉睫，它不仅是数字水利的重要组成部分，也必将成为近期数字水利系统建设中的热点和亮点。

　　因为工作人员在监控中心通过水利视频监控系统可实现包括对我国江、河、湖泊、水库等的地表水、地下水的水量、水质等的持续观测，实时收集水资源数据；相关领导也可足不出户对此进行远程监控，对水资源开发、利用、管理，保护，实现水资源的合理调配，以及提高水资源的利用率和改善水生态的目标等方面都具有十分重要的作用。

　　而且通过实时监控各个水利设施的情况，实时观测水资源的现状，可提高水资源的管理水平，同时改善观测、测量工作人员的工作环境，提高工作效率，真正做到无人值守、少人值班。

　　另外，水利视频监控系统还可为防汛抗旱的指挥调度提供及时、准确的决策依据。而且，在防洪抗旱时，通过视频监控系统，工作人员可以在第一时间知道险情现场的实际情况和水雨情及工情信息，实时、直观地获悉水利工程的现场状况，为防洪抗旱节约宝贵的决策时间，同时也为领导决策提供直观的视频信息，便于防汛防旱管理人员进行远程抢险指挥，及时调配人员和物资。特别是对于一些由于气候恶劣、地势险要而导致工作人员难以达到的地区，该系统更是可以起到不可或缺的作用。

　　可以说，水利视频监控系统在防洪抗旱、水资源管理、水污染处理、航运管理等方面都有着积极重要的作用，能使在一线指挥的相关领导及上级主管部门实时、客观、准确地了解水利工程设施的运行状况以及水体、水文的实际情况，真正起到“顺风耳、千里眼”的作用，进而使领导们运筹于帷幄之中，决策于千里之外，提高防汛抗旱指挥以及水资源调度管理水平，确保水利工程和水环境安全，从而真正使之成为人民日常生活和生命财产的守护神。

　　水利是国民经济的基础行业，我国地域辽阔，水利资源分布区域较广，大小江河、湖泊、水库和附属的堤坝、闸门、涵洞众多，要管理和利用好这些水资源和水利设施，做到日常管理与防汛指挥、抗洪抢险并用，远程的调度、检测和维护是必不可少的，这些是水利信息化即数字水利的主要内容，是带动水利现代化的重要措施。本文对水利监控系统的技术趋势进行探讨，重点针对智能视频检测技术在水利行业中的应用进行介绍，促进视频监控新技术在水利行业的应用和推广。

　　在水利行业中的应用面逐渐扩大

　　以往水利视频监控系统主要为防汛抗洪服务，在汛期保障水利设施的安全，随着视频监控系统在水利行业的进一步推广，系统将逐渐在水利部门的日常管理中发挥作用，例如用于水资源管理、水利设施周边安全、航运管理及水体环境监测。预计水体污染监控将成为下一个应用热点，届时高清晰度视频监控系统(分辨率达到1024×768以上)更能发挥作用，能对污染物的分布和发展趋势等进行有效的远程观测，同时应实现和环保监测设备及系统的有效联动，获取相关的污染指标数据并和视频形成统一的数据备份，作为领导决策和执法的依据。

　　为适应以上趋势，在新建视频监控系统中必须要预留更多接口，同时能做好持续改进和适应。

　　流域联网监控逐渐成为主流

　　以往水利视频监控以单个水利工程设施监控为主，往往附属在闸门控制系统中，为本地工作人员服务。近几年出现了以流域和大区域为单位的大型联网监控系统，该类系统可使领导远程监视水利设施状况，同时避免由于只看到单个水利设施而无法了解上下游各个相关站点情况的尴尬局面，在防汛抗洪过程中为各级领导提供了全局决策依据。在此情况下，新建水利视频监控系统必然将远程监视以及流域的整体监控作为必备的技术要求，同时已建监控点也将逐步实现联网改造和接入。各省水利管理部门为适合这种发展趋势逐步出台了相应的配套标准，以期实现水利视频监控的标准化，相关厂家应及时跟进这一标准化过程。

　　从技术上而言，流域监控系统必然对系统架构以及服务器平台提出了更高的要求，在此过程中，必须要实现服务器分布式部署，同时解决服务器级联、备份以及互相支援等问题，提高流媒体服务器的转发效率以满足大流量视频数据的转发和分发，并确保不堵塞现有水利专网。

　　无线技术的推广和应用

　　由于水库大坝等水利监控点分布在较广阔的范围内，与监控中心的距离较远，利用传统的有线连接方式，线路铺设成本高昂，且施工周期长，有时因为河流山脉等障碍难以架设线缆，这些问题均可采用无线方式进行解决，所以无线传输方式在水利行业监控系统中比较受青睐，其所占比例越来越高。现有无线网络主要有以下几种：

　　・卫星通讯网技术；

　　・微波数据网传输技术；

　　・基于运营商的无线网络传输技术；

　　・无线局域网技术(包含WiMAX技术)。

　　卫星通讯网技术由于成本较高，不适合水利行业大规模应用。水利部门可采用微波数据网传输技术进行视频传输，但是应尽量满足微波方式的视距传输要求，在空旷处建设效果较好。

　　基于运营商的无线网络传输技术也就是利用现有无线网络运营商平台进行网络传输，主要有中国移动的GPRS/EDGE网络和中国联通的CDMA网络。这些网络的实际数据上传速度一般在60kbps左右，在这样的带宽下视频效果不够理想，为更好的在该网络条件下进行数据传输，系统应针对视频编码及网络传输流控部分进行优化。而新推出的3G网络理论上可基本满足传输实时视频的要求，但由于种种原因其稳定应用尚需时日。

　　无线局域网可以满足实时视频传输的要求，同时现有的无线局域网通过中继等方式显著提高了覆盖半径，已经可以满足中小型水利设施的网络覆盖要求。最新的WiMAX技术可实现城镇无线覆盖的要求，当然WiMAX技术成本还比较高，大规模推广尚有一定难度。

　　在水利行业中，建议采用无线局域网和基于运营商的无线网络传输技术相结合的方式，在较易铺设网络处建设无线局域网，在某些难点或不便铺设处通过CDMA或者EDGE传输视频。

　　另外通过无线方式也可对车辆和人员进行移动视频监控，实现可视化的调度和指挥，在水利行业抗洪抢险作业中，人员、车辆的调度是重中之重，而在调度过程中，人员和车辆的位置和实时视频是关键信息，因而在系统中需要对GPS%B6%A8%CE%BB%CF%B5%CD%B3.html” target=”_blank”>GPS定位系统和GIS 系统进行重点设计，确保调度人员快速确定相关人员和车辆的位置。

　　结合水利部门预案系统

　　根据原有经验并参考行业要求对一些突发事件预先做出资源人力调配，并规定相应的处理流程即为预案，不同的现场信息会导致不同的预案。预案处理在水利部门是一个标准的工作流程，特别是在防汛抗洪过程中，预案能指导快速决策从而起到了至关重要的作用。其可分为几种等级，最低等级为报警联动，稍复杂的是固定处理流程，最复杂的是建立专家人工智能库，对现场获取的某些信息进行综合考虑并给出专家意见。在现有技术条件下，专家预案使用较少，主要采用固定处理流程的预案。

　　视频监控系统在获知现场情况的同时，应根据预案提供相应的资源分布图，例如汛期的物资储备情况、人员配备情况等并进一步通过系统实现现场指挥。在系统设计过程中，应做到和资源数据库的结合并实现双向的语音对讲，在条件允许的情况下，应和水利行业视频会商系统相结合，真正做到监控指挥一体化。

　　智能化技术的逐渐应用

　　智能搜索引擎

　　以往录像检索等工作是通过时间检索，此种方式搜索时所花时间往往很长，为确定某个场景需要进行多次检索，给工作人员带来较多的工作负担。为解决这一问题，在水利行业中逐渐出现了以事件检索为主的检索模式，如对一些专用水利事件(开关闸门等)进行分类检索并连动回放。这些事件信息可存放在专门的数据库文件中，并与视频信息关联，也可作为附加信息或用户信息嵌在视频流中，通过数据库检索或视频流搜索获得事件信息。该事件信息也可通过智能视频检测获得，从而实现更为有效和智能化的事件记录和检索模式。

　　水利专用的智能视频检测技术

　　智能视频检测技术近几年逐渐从理论阶段走向实用并成为未来视频监控系统的核心技术，视频检测已经在很多行业中获得了应用，根据笔者的经验，在行业应用中要推进智能视频检测技术需要注意以下几个方面：

　　・针对某个行业的应用进行特别设计，现有的通用视频处理算法往往只能对某些特定场景有较好的效果，因而在