湖泊、大(da)小江河(he)、河道(dao)等水(shui)資源(yuan)豐(feng)富，將水力(li)轉(zhuan)化為水利在中國自古以來就是(shi)一(yi)件利國利民的(de)工(gong)程(cheng)。如(ru)三峽工程、南水北調(diao)工程等(deng)等，都體(ti)現了(le)水資源的良性運(yun)用(yong)。但(dan)是，水利設(she)施建設之(zhi)後的安全運行(xing)和(he)維(wei)護(hu)更(geng)是重中之重。如果(guo)，後(hou)期管理(li)不善(shan)，將(jiang)可能直(zhi)接(jie)導致水利設施的功能(neng)降低甚至喪失，反而(er)給(gei)水利安(an)全管理造成負擔。 隨著水利工程的不斷發(fa)展(zhan)建(jian)設，國(guo)家(jia)對(dui)各(ge)種水利設施(shi)自身(shen)，以及水利設施的自動化(hua)運行和設備設施的安全提(ti)出了新的要求(qiu)，加(jia)之現(xian)代(dai)通信技(ji)術(shu)和視(shi)頻(pin)技術的迅(xun)速發展，為(wei)水利建設的數(shu)字化提供(gong)了技術上的有(you)力保證。因(yin)此(ci)，改(gai)造優(you)化水利設施的安全(quan)監(jian)控，通過(guo)多種通信(xin)技術的遠(yuan)程視頻監控(kong)係統和控製(zhi)，建設水利行業(ye)機(ji)房，實現“無(wu)人(ren)值(zhi)守 (少人值班)”是水利水電行業發展的整體趨勢(shi)。
目前(qian)水利設施中(zhong)主(zhu)要有拱(gong)壩(ba)、重力壩、碾壓混(hun)凝土壩、心牆(qiang)堆石(shi)壩、麵板堆石壩等。由於(yu)水壩的體積(ji)相(xiang)對比較大，橫截麵比較(jiao)寬。而水閘(zha)則(ze)主要(yao)以河道為主，相對於水壩整體體積小很(hen)多，基本(ben)上是一次(ci)成壩，例(li)如位於天津河北(bei)區新(xin)開(kai)河上(shang)的耳(er)閘。水利監控係(xi)統(tong)要求信息的采集(ji)及時(shi)而且準確(que)、信息處(chu)理操作簡(jian)單(dan)、維護方(fang)便，並且要求係統安裝方便，運作穩定，維護周期長。目前主要存在以下(xia)幾(ji)個(ge)問題(ti)：
1. 大型水利設施如水壩，主要控製室(shi)位(wei)於大壩的兩(liang)端，距(ju)離比(bi)較遠，相互間(jian)通(tong)信不(bu)方便(bian)，出(chu)現問題後無法及時發現和處理，即使安排固定人員也很難集中監控管理。另外，有的地區水利監控點(dian)分散(san)而且自然環境惡劣(lie)，這種情(qing)況下安排(pai)專人進行管(guan)理不僅反應(ying)滯後而且非常(chang)危(wei)險。
2. 傳統的視頻監控不僅(jin)帶寬占(zhan)用大，而且(qie)無法實現壩體內及總控室的設備安全管理和報警處理，功能單一，難以(yi)滿(man)足要求安全警戒(jie)度高的壩體需求，也(ye)不便於上級領導的監控監督(du)。而且(qie)，傳統的監控方案將視頻監控和大壩的安全監測分開，形(xing)成(cheng)兩個相互獨立的子係統，這(zhe)樣既(ji)增(zeng)加了操(cao)作的複(fu)雜度(du)又提高了軟(ruan)硬(ying)件維護成本。
3. 如果在多(duo)個監控室都(dou)采用監控係統，維護成本太(tai)高，視頻監控、周(zhou)界報警(jing)和壩體周邊動力環(huan)境設備，無法(fa)統一集中監控和管理。
4. 水利設施發生警情時，僅靠(kao)就(jiu)近值班(ban)人員到(dao)現場(chang)解決(jue)或者(zhe)電話通知專(zhuan)業技術人員，都無法在第(di)一時間獲取(qu)詳細視頻和設備的監控信息(xi)，降低(di)了係統的反(fan)應速(su)度，如果問(wen)題嚴(yan)重(zhong)則後果將不堪設想。
5. 如果沿用傳統的安全保(bao)衛工作，不僅浪(lang)費了大量的人力資源，而且問題出現後處理周期(qi)比較長，對問題也無法追蹤(zong)和回(hui)溯，也就很難(nan)快(kuai)速找(zhao)到問題根(gen)源，因而也不利於信息化管理。
針(zhen)對水利行業監控的現狀，結合客(ke)戶實(shi)際情況(kuang)推出“水壩/水閘水利無人值守(shou)綜(zong)合(he)監控係統”，可以滿足上述問題。
1. 安全監控係統中不僅提供前端(duan)作(zuo)業區(qu)實時視頻瀏(liu)覽(lan)，而且可(ke)實現門禁及動(dong)力環境(jing)設備報(bao)警時聯動燈光打開、警鈴(ling)以及(ji)發送短(duan)信或(huo)彩信、控製水壩和水閘內(nei)的開關設備等多種(zhong)操作。報警信息同(tong)時上傳(chuan)到網絡(luo)管理中心(xin)和網絡管理分(fen)控，也可以由中心進行遠程指(zhi)導(dao)或者操作排除險情，做(zuo)到事故及時處理。
2. 軟件平(ping)台整體設計(ji)上按(an)照兩層或者三層(ceng)網絡結構進行設計，在前端作業區設置(zhi)本地監控係統，包括水壩水閘設備監控、水壩水閘周邊區域(yu)監控，周界報警係統、消防報警係統、門禁控製係統、燈(deng)光語(yu)音(yin)控製係統、水壩水閘工作區動力環境監控。監控中心通過監控中心端軟件對前端監控點進行統一監管，包括(kuo)警情處理，數據報表(biao)分析(xi)，遠程管理。
3. 前端監控係統可以通過擴展RS232標(biao)準(zhun)工業接口，采用相關(guan)的設備(bei)通信協(xie)議(yi)，增加各種所需(xu)的監測(ce)設備。如：針對水文(wen)監測的儀(yi)器(qi)，針對壩體安全的滲流壓力計，測斜(xie)儀，測縫(feng)計等等。這樣用戶(hu)無需增加計算機設備，而且使(shi)用一套監控軟件也大大降(jiang)低了操作的複雜度。
4. 通過前端作業區視頻監控，可以實時觀(guan)測水域的各種變(bian)化、機房內設備以及涵閘的運行情況，為領(ling)導決策提供了直觀的圖像信息，同時可以改善觀測、測量(liang)工作人員的工作環境，減(jian)少工作人員，做到無人值守、少人值班，真正(zheng)體現現代化管理，智能化操作。例如：
1) 水位監測使用多種報警和處理措施，可以通過視頻監控水庫(ku)的蓄水水位情況，保證(zheng)水位安全;
2) 水閘、水泵站(zhan)及水庫溢洪道使用實時視頻監控，避(bi)免誤操作，做到無人值守;
3) 利用視頻監控，分析河道水文情況，監控河道上下遊及兩岸(an)情況，並(bing)監控河道的水質，防止(zhi)汙(wu)染;
5. 通過代理轉發服務器軟件可以大大降低帶(dai)寬的占用，另外(wai)在前端監控主機上安裝(zhuang) IE 分控軟件(jian)後，各級領導可以在世界(jie)各個地方通過網絡使用IE瀏覽器查看水利設施的運轉情況。
6. 通過多播語音對講(jiang)技術，可以使得(de)多個前端和中心進(jin)行語音通信，通過語音對講功能，中心技術人員就可以通過視頻和對講對前端人員進行技術指導，大大提高了維護效(xiao)率(lv)，降低了維護成本。
水利應用的行業特(te)點是被監控的地(di)點如河道、水庫、閘門(men)分布散、距離遠，這種特點使得傳統的模擬電視監控係統已經不能適(shi)應需求，同時需要瀏覽監控圖像(xiang)的水利部(bu)門和相關單位、人員(yuan)比較多。如何有效地在現有帶寬條(tiao)件下使用戶獲得流(liu)暢(chang)的、清晰的監控視頻是係統設計成敗的關鍵。“水利無人值守綜合監控係統”正是在多年(nian)實際應用中不斷(duan)總(zong)結(jie)，通過合理的架構(gou)有效地解決了水利行業的多種難題，很好地滿足(zu)了水利用戶的實際需求。
水利無人值守綜合監控係統”遠程通信全部采(cai)用標準的TCP/IP協議，可直接應用在局域網或者廣(guang)域網(wang)上，針對各閘站距離比較遠，不易(yi)鋪設有線線(xian)路(lu)的情況，也可采用無線擴頻技術或者使用衛星通信來解決遠距離(li)通信的問題。同時軟件采用當前比較流行的三級網絡架(jia)構，使得整(zheng)個係統結構清晰(xi)，易於管理和擴(kuo)展，同時係統支(zhi)持(chi)代理功能。此外，係統還(hai)支持網絡分控和IE分控，這樣使得整個係統可以不受地域的限製而自由連接。
整個係統分為四個部分：前端為無人值守視頻服務器及視頻，動力環境和門禁部分;代理轉發服(fu)務(wu)器(可選(xuan));
中心為網絡分控、無人值守中心服務器係統;IE分控。基(ji)於無人值守視頻服務器的解決方案(an)係統如圖2 所示：
該係統可對所(suo)有前端水壩/水閘的重點部位進行 24 小(xiao)時視頻監控，並可以按照不同的方式對不同的前端設置錄像。
係統可連(lian)接大量報警設備，例如門磁(ci)、紅(hong)外、煙感、水浸等，一旦(dan)出現異(yi)常，係統能自動報警，上傳報警信息，並聯動進行數字錄像或聲光電(dian)報警。
在係統中可以加入門禁接口，可以將門禁(jin)係統無縫接入，以加強(qiang)對水壩/水閘進出人員的管理。通過音視頻監控使管理人員能夠隨時隨地看到設備和現場工作人員的工作情況，還可以與前端工作人員對話，加強管理的互(hu)動性。在係統中還可結合大量專業的環境監測設備，實現及時反映(ying)空(kong)調係統、溫(wen)濕(shi)度等保障設備的數據(ju)。
報警時可以聯(lian)動完備的錄(lu)像策略(lve)，可以發送彩信或者短信通知(zhi)值班人員或相關領導和技術人員。
另(ling)外，如果要真(zhen)正實現智(zhi)能化的無人值守監控還需要在係統中增加水壩自身安全要素(su)和水文的監控。真正做到全方麵(mian)，一體化、集成化、智能化的監控。
針對水位的監控的解決方法：
目前針對水文的監控多數是使用單獨使用專業的水位測量計，計算(suan)機通過 RS232 與設備通信，實時采集數據，軟件通過用戶設置的報警參數進行相應的處理。這種方法存在弊端，如果設備損(sun)壞或者受到外界強幹擾很可能會造(zao)成數據的失真進而產(chan)生(sheng)誤報信息。而且，中心得到的隻是數字(zi)信息，缺(que)乏感(gan)官(guan)信息。
無人值守係統采用視頻技術和測量設備相結合的方法，除了使用水位測量設備，同時采用目(mu)前比較先進的視頻分析技術，設置一個獨立(li)的水位監測視頻通道，在視頻窗(chuang)口中設置水位警戒線，如果水位越過警戒線則產生報警信號，通過這種方式，使得報警信息更加直觀和準確，同時監控中心通過視頻分析可以提前發現警情。這樣(yang)不僅可以實現報警及時處理，也可以達(da)到預警的功(gong)能。同時配合短信或者彩信將報警信息及時傳達給相關責(ze)任人。
針對大壩的水平位移，91福利在线视频在使用定點位移計測量的同時，使用視頻疊(die)加技術將坐標軸(zhou)疊加到視頻圖像中，將位移計的測量點對準視頻坐標的中心，中心監控端可以通過視頻對位移(yi)進行分析，但是壩體的位移是十分緩(huan)慢的，所以需要結合測量儀器的雙(shuang)重測量。
在進行大壩安全的監控的同時，91福利在线视频也不能忽視廊道的視頻監控，因為廊道是水滲(shen)流進入壩體後打(da)導流通道，如果廊道的積水過多說明(ming)壩體的滲流問題非常嚴重，對壩體的安全也構成重大的威脅(xie)。 水壩/ 水閘水利無人值守綜合監控係統，其(qi)關鍵技術實現了對中大型(xing)水壩水閘的“無人值守，少(shao)人看管”的全自動化控製管理，為水壩水閘減員增效提供了條件。當係統實現聯網監控後，可實現數據共享，為管理工作提供了極大的便捷(jie)性。隨著(zhu)汛期的臨近，高集成度，高穩(wen)定性，智能化的無人值守綜合監控係統必將在實際(ji)工作中起(qi)到至關重要的作用。
