水利可視化監(jiān)測系統(tǒng)解決方案

背景與挑戰(zhàn)

隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，水利工作也受到政府的高度重視。2015年，在黨中央、國務(wù)院的高度重視和正確領(lǐng)導(dǎo)下，全國各級水利部門奮發(fā)有為、扎實(shí)工作，在防汛抗旱防臺風(fēng)、完成年度水利投資、重大水利建設(shè)、民生水利發(fā)展、水生態(tài)文明建設(shè)、水利改革創(chuàng)新、全面從嚴(yán)治黨等方面取得明顯成效，為“十二五”水利改革發(fā)展劃上了圓滿句號。

“十三五”時期，將是強(qiáng)化水利重點(diǎn)薄弱環(huán)節(jié)建設(shè)、加快民生水利發(fā)展、推進(jìn)傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利和可持續(xù)發(fā)展水利轉(zhuǎn)變的重要時期，也是實(shí)現(xiàn)水利創(chuàng)新發(fā)展、協(xié)調(diào)發(fā)展、綠色發(fā)展、開放發(fā)展、共享發(fā)展的關(guān)鍵時期。

水利可視化監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)是現(xiàn)代水利實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一種必然趨勢，系統(tǒng)的建設(shè)能使水利管理部門的防洪減災(zāi)、水資源調(diào)度管理、水污染事件處理、航運(yùn)管理等重要領(lǐng)域更及時、更客觀地獲得數(shù)據(jù)和信息，更準(zhǔn)確、高效的預(yù)測、預(yù)報和預(yù)警等，更好地做出可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)決策。通過可視化監(jiān)測系統(tǒng)，同時也可改善水利工程的運(yùn)行維護(hù)工作人員的工作環(huán)境，提高工作效率，節(jié)約水利工程的運(yùn)行成本，做到無人值守、少人值班。

現(xiàn)階段水利可視化監(jiān)測系統(tǒng)面臨的主要問題：

1)  一些小型水利設(shè)施如水庫等，安全監(jiān)管不到位。大多數(shù)小型水庫無任何大壩安全監(jiān)測設(shè)施,多數(shù)中型水庫安全監(jiān)測仍采用人工觀測，已建成的監(jiān)測設(shè)施中，存在設(shè)備過時，精度差，可靠性低等問題，如監(jiān)控攝像頭仍采用低分辨率的模擬攝像機(jī)，對現(xiàn)場情況采集不夠精確。

2)  對于重要的水域缺乏統(tǒng)一的管理監(jiān)控，尤其是一些跨區(qū)域河流，監(jiān)控系統(tǒng)各自獨(dú)立，達(dá)不到有效監(jiān)控的目的。

3)  一些水利設(shè)施的閘門、泄洪道、泄洪洞等，常年處于無人值守狀態(tài)，需要設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)，保證其安全。

4)  部署的水文監(jiān)測設(shè)施，僅僅只能提供數(shù)據(jù)信息，發(fā)生情況時，缺乏對現(xiàn)場直觀的了解。

5)  部分水利設(shè)施地處偏僻，在白天無人和夜晚的時候，需要對其周邊進(jìn)行監(jiān)控，防止人為的破壞。

建設(shè)目標(biāo)

?？低曀梢暬O(jiān)測系統(tǒng)是集硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)于一體的大型聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，以iVMS-9800平臺軟件為核心，實(shí)現(xiàn)多級聯(lián)網(wǎng)及跨區(qū)域監(jiān)控，在監(jiān)控中心即可對終端系統(tǒng)集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理。

系統(tǒng)總體目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)水利行業(yè)所有圖像資源的聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)建水利行業(yè)視頻監(jiān)控資源樹，統(tǒng)一管理各單位視頻監(jiān)控資源，劃分視頻資源為不同的業(yè)務(wù)展示域（如流域、省份等），為防汛抗旱部門服務(wù)。

解決方案

水利可視化監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)由各級監(jiān)控中心和前端監(jiān)控站組成。在水利部視頻監(jiān)控中心下，省級、市級、縣（市、區(qū)）級水利主管部門和防汛指揮中心，以及省屬流域管理部門、省級水利樞紐分別設(shè)置監(jiān)控中心，在前端水域和水利工程管理等單位設(shè)置視頻接入中心（重點(diǎn)防洪工程建設(shè)管理單位）。監(jiān)控中心和監(jiān)控站通過傳輸網(wǎng)絡(luò)連接，構(gòu)成一個多級聯(lián)網(wǎng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

 前端監(jiān)控站作為整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)的第一線，負(fù)責(zé)對視頻圖像的采集、編碼、傳輸以及報警信號的采集。前端監(jiān)控主要針對是突發(fā)性水旱災(zāi)害點(diǎn)，主要包括江河洪水、漬澇災(zāi)害、山洪災(zāi)害（指由降雨引發(fā)的山洪、泥石流、滑坡災(zāi)害）、臺風(fēng)暴潮災(zāi)害、干旱災(zāi)害、供水危機(jī)以及由洪水、風(fēng)暴潮、地震、恐怖活動等引發(fā)的水庫垮壩、堤防決口、水閘倒塌供水水質(zhì)被侵害等次生衍生災(zāi)害點(diǎn)。

應(yīng)急搶險系統(tǒng)主要是針對突發(fā)險情或者監(jiān)管人員定點(diǎn)巡查是做現(xiàn)場視頻監(jiān)控，以最快的速度獲取現(xiàn)場視頻，以便在最短的時間內(nèi)做出響應(yīng)。

省屬流域及省級水利樞紐監(jiān)控中心負(fù)責(zé)對所轄區(qū)域內(nèi)前端監(jiān)控點(diǎn)視頻圖像、報警信號的匯聚，并轉(zhuǎn)發(fā)給相關(guān)單位及上級部門，同時對重要的錄像和報警進(jìn)行備份。中心有權(quán)對前端系統(tǒng)實(shí)施管理、控制，能夠調(diào)閱前端錄像、控制攝像機(jī)云臺操作等。大屏顯示系統(tǒng)能夠?qū)η岸瞬杉膱D像解碼上墻，以輪巡、拼接等方式呈現(xiàn)。

水利部監(jiān)控中心作為一級平臺，接收所有二級平臺的圖像資源，平臺可查看全國各流域（?。┑谋O(jiān)控圖像及錄像。根據(jù)訪問權(quán)限，水利部為最高權(quán)限。

在水利部和流域（?。┚赏ㄟ^手機(jī)接入相關(guān)平臺，用手機(jī)可直接查看圖像資源。

水利部視頻診斷和運(yùn)維管理服務(wù)器還可對水利部平臺和流域（省）的圖像資源進(jìn)行視頻質(zhì)量檢和錄像存儲檢查，并生成圖形化報表保證整套監(jiān)控平臺的良好運(yùn)行檢查，并生成圖形化報表保證整套監(jiān)控平臺的良好運(yùn)行。 

方案亮點(diǎn)

1) 水利工程一般面積大、監(jiān)控范圍廣，所需攝像頭數(shù)量多，單憑少量顯示屏和幾個值班人員，是難以兼顧的。通過采用?？低晄mart系列攝像機(jī)可以對多種行為進(jìn)行智能化分析，大大減輕平臺值班人員的工作強(qiáng)度。

2) 水文監(jiān)測點(diǎn)均在戶外，受外界天氣影響很大，容易遇到大霧天氣，視頻透霧技術(shù)可以很好的解決這個問題，通過融合圖像增強(qiáng)技術(shù)與圖像復(fù)原技術(shù)，獲得準(zhǔn)確、自然的透霧圖像。

3) 平臺軟件的視頻質(zhì)量診斷能夠?qū)崿F(xiàn)智能化視頻故障分析與預(yù)警，其通過對前端設(shè)備傳回的碼流進(jìn)行解碼以及圖像質(zhì)量評估，對視頻圖像中存在的質(zhì)量問題進(jìn)行智能分析、判斷和報警。

4) 針對網(wǎng)絡(luò)和供電條件不穩(wěn)定的場景采用低功耗抓圖攝像機(jī)滿足業(yè)務(wù)應(yīng)用。