浍河水库视频会议系统实施方案研究

张 坡

（山西省禹门口水利工程管理局 山西曲沃 043400）

1 基本情况

浍河水库属于黄河流域汾河水系浍河干流上的一座控制性中型水库，水库控制流域面积1301 km2。水库工程具有防洪、灌溉、工业供水、水产养殖等综合功能，总库容9964万m3。防洪标准为100年一遇洪水设计，1000年一遇洪水校核。枢纽工程包括大坝、溢洪道、泄洪洞、灌溉洞四部分。浍河水库建库60年来为灌区工农业供水达14亿m3，对促进当地的工农业生产和社会经济的发展，减小下游人民群众的生命财产损失，提供了巨大的支撑。

2 方案背景

山洪灾害形成的原因是指因山区和丘陵区暴雨引发洪水，洪水冲刷山坡造成泥石流、滑坡等灾害，对国民经济的发展和人民群众生命和经济安全造成重大损害。2010年以来，受各类极端灾害性天气、人类社会活动以及不同地区特殊的自然条件和地理环境等多种因素的影响，山丘区，特别是土质山区洪水、泥石流、滑坡、塌方等自然灾害时有发生，造成了十分严重的房屋冲垮、人员伤亡、经济损失和基础设施损毁，同时生态环境受到的冲击和破坏也非常严重。山洪引发的灾害已成为我国自然灾害中的主要灾种，也是我国在防洪减灾领域研究和防范的重点和难点工作。

为解决上游河道无洪水视频监控问题，实时掌握浍河水库上游浍河、续鲁河洪水变化情况，同时实时上传浍河水库洪水演变信息，为浍河水库防洪调度提供科学依据，应在充分利用浍河水库管理分局现有软硬件设备的基础上，建设山洪灾害视频监控和会商系统，修订和完善防洪抢险方案、加大宣传防汛防灾知识，以加强全社会防灾避险安全意识。

3 方案主要内容及设计目标

浍河水库山洪灾害视频会商系统主要内容为：1）建设洪水监控系统平台，河道高清监控点4处；2）建设监控系统平台设备设施及软件1套。

方案的设计目标是：

1）实现“洪水视频监控系统”实时监控，自动采集，远程传输、数据处理和入库保存工作；包括洪水监控系统平台2处共4个点的建设，组成监控入库洪水的站网系统；整体结构由互联网、视频会商技术、存储和处理数据库等组成有效的监控会商系统平台。

2）在水库观测站管理区内建立信息收集处理与视频会议系统平台，接收处理视频监控平台信息，通过视频、电话、传真发布相应信息。

4 系统总体设计

浍河水库山洪灾害视频监控会商系统作为非工程措施之一，是针对洪水入库实时监控的一种非常有效的技术手段。该系统通过应用入库洪水实时监控技术，以先进的无线通信技术、监控技术、信息技术为基础，结合传统的浍河水库上游水文站雨量水位观测，实现入库洪水的监测、传输、收集、处理，提前发现、实时监控、及时预警，迅速上报。

本项目主要由新建洪水视频监控系统平台、会商系统平台设备设施及软件等部分组成。

4.1 系统总体结构设计

浍河水库视频会议系统主要由上游入库洪水视频监控平台系统和视频会议系统平台设备设施及软件两部分组成，系统总体结构图如图1所示。

图1 系统总体结构图

4.2 系统通信体制

系统通信体制为以下特点：

1）入库洪水视频监控系统平台的信息通信采用无线网络为监控信息数据通信传输方式。

2）四个监控数据点向一个中心发送水情视频监控信息。

4.3 系统功能

1）监控信息采集：建立洪水视频监控系统，信息由接收发送设备传输至中心控制机房。

2）信息接收与存储：将接收的实时水情信息通过建立的信息接收处理机制存入相应数据库。

3）全天候水情监视：通过水情监控机制对入库洪水信息进行全天侯监控。

4）洪水监控信息数据收集与公布：在对水库入库口主河道洪水监控现场收集的视频信息综合研判和协商决策的基础上，形成淹没和损失预测，经防汛主管部门同意后，通过网络、电视、广播、电话、人员及其它有效方式迅速通知水库下游淹没区的村庄和群众，按防汛抢险应急预案制定的应急防范措施，积极应对和避险，最大限度减小人民群众生命和财产的损失；提供汛情传递人员、警示信息传送和信息反馈的主要作用。

5）入库洪水信息管理：对水库上游来洪造成的结果综合管控。

6）防汛方案管理：对水库入库洪水防汛方案进行管理，提供编辑、查找，咨询综合功能。

7）系统信息管理：对各数据、系统、权限等进行维护管理。

4.4 系统组成结构

液晶拼接屏系统包括液晶拼接屏显示单元（含图像拼接处理器）、安装固定支架、控制软件及电脑、配线等组成部分。

液晶拼接屏系统在具体应用中，根据不同的需求，还包括要输入显示的信号源、中控系统等。

液晶拼接屏系统组成部分主要包括：信号源部分、大屏显示部分、控制部分共三个部分。

5 系统主要参数及性能

5.1 液晶拼接显示单元主要技术参数

主要参数见表2。

6 系统接线图

液晶拼接屏显示单元系统接线图如图2所示。

补充说明：外加矩阵时，信号可以先输入矩阵，再输入拼接器即可。

表2 系统的主要参数

图2 液晶拼接屏显示单元系统接线图

7 高清视频会议终端参数选择

高清视频会议系统采用高性能视频终端设备，与省防汛指挥部门视频会议系统完整对接，达到山洪视频会商系统的技术规范要求。视频输入（2路输入）：1路高清视频输入（高达1080p60）、1路DVI-I输入（高达1080P60）——启用HDMI/VGA。视频输出（2路输出）：1路高清视频输出（高达1080P60）——主显示器、1路 DVI-I输出（高达 1080P60）启动 HDMI/VGA——第二显示器，完全集成高清音频数字麦克风完全集成高清音频会议电话90 Hz到22 kHz，高达15 ft采集范围的高清视管频、音频和演示。

8 监控系统方案设计

8.1 设计原则

监控系统具有可靠的管理功能和节省资金，减少工程建设单位投入。具备：安全可靠和稳定性原则；合理性与易操作性原则；先进性与实用性原则；完备性与扩展性原则；标准性与模块化原则；经济性与灵活性原则。

8.2 设计要求

系统总体设计构成由远程实地高清监控、分布式存储、分控管理职能四项组成。对现场视频监控所收集的视频资料进行存储的同时可对重要视频文件，如事件视频、报警录像等进行上传、存储和管理。通过现场监控的巡测功能，对组成监控网络的设备实现远程巡检，可在初始时间内将出现设备故障事件，向监控中心报警。后台中心服务器平台管控技术可对各个部门、各个层级的功能进行分别控制。预留接口连接综合信息管理平台协议。报警方案可实现报警系统、移动侦测、智能分析等功能。

8.3 设计功能

1）全时远程监控

省级防汛和上级主管部门可以使用联网监控系统全时段对对远程监控站点进行控制，并可对监视结果进行分组循环显示。

2）远程录制监控视频和收集资料

省级防汛和上级主管部门的中心服务器平台可实现对浍河水库的所有现场视频图像同步监测及录像，对录像资料可进行时间检索和回放。图像回放时可进行抓拍、放大、缩放、下载及打印。各网点的录像资料可通过控制中心网络进行备份，备份地址可以是指定硬盘、移动硬盘及其它存储设备。

3）授权管理

控制中心用户组可以设置不同权限级别，对每个用户组授予相应级别的权力，授权管理的设置满足全部组成员及所有前端设备。

4）视频切换

用户可对不同的预览及切换方式分别设置。

5）资料管理

所有录像主机、监控摄像机采集的信息可通过控制中心集中管理、配置。

8.4 设计结构

本系统视频监控平台采用网络数字视频监控系统组建。对整个系统的视频图像进行实时浏览、控制、存储、转发和管理；可随时调看和调阅所有被管理的视频图像。

为了适应多种宽带和大量的并发访问所占用带宽造成数据拥堵的问题，在视频监控中心配置视频监控平台服务器，本系统通过服务器将逻辑上统一的视频监控网络连接到一起，通过单播/组播策略实现对所有音频视频双流数据的转发。

9 结论

浍河水库视频会议系统建成后，在水库区域内具备宏观掌握境内水情变化的趋势，实现实时预警和制定完善防洪预案；重点防控流域，具备掌握上游入库水情变化过程和按水情变化趋势预报相关节点的洪水发展形态；根据造成灾害要素等级实时进行预警和传汛；通过布置视频监控站点，修订和完善防洪抢险方案、宣传防汛减灾知识、提高全社会防灾避灾意识，有效防御和减小山洪灾害日趋严重的局面，减少人员伤亡和经济损失，达到水库工程安全运行，为下游人民群众生命财产安全提供安全保障的目标。