二级坝枢纽工程视频监视系统整合实施及成效

温佳文 王 磊

（沂沭泗水利管理局水文局（信息中心） 徐州 221009）

1 引言

随着水利信息化程度的不断提高、国家信息化投入的加大，社会经济的发展对水利信息化提出了新的应用需求和建设要求。因此，需要综合应用当前先进成熟的网络技术、数据库技术、视频监控技术，提升二级坝除险加固工程建设日常工作的服务能力，提高工程建设的信息化服务水平。目前，二级坝水利枢纽管理局存在水管单位人员少、管理线长、任务重等问题，给巡堤查险带来一定的困难，尤其在汛期，堤防重点部位均需加大巡查力度，及时掌握堤防重点部位的雨情、水情、工情、险情，人力物力消耗很大，管理难度较大。

2 二级坝除险加固工程建设需求分析

早期由于已有视频监视系统为分时、分批次建设，每次中标的设备供应商和制造商不尽相同，缺乏统一标准，设备品牌型号杂乱、存在技术代差、零配件通用性不够，致使系统无法综合监控管理、操作维护困难。

为加强工程管理，确保堤防重点部位正常水事秩序，在防汛堤防重点部位处布设视频监视设施，实现重点区段的视频影像监视，实时掌握塌岸变形、行洪水流形态、日常管理与养护及涉河建设等综合信息，提高防汛决策与管理水平。另外，为使提供的视频影像昼夜均看得见、看得清，能够远程控制监视范围，采用高清红外全景摄像机进行视频监视。

为了有效展示播放监视监控的高清摄像机回传的高清视频图像，实现对汛情、险情、灾情、工情地区的实时监视，有效管理控制监视监控系统的各个设备，充分发挥视频综合管理平台强大功能，需要建设现地监视监控中心。

3 系统总体设计

3.1 设计思路

根据二级坝除险加固工程的总体规划和部署，在现有网络平台、局域网环境、以及视频、数据业务设备的现状情况基础上，分析现有系统的不足和业务、技术发展带来的新需求，并考虑对现有系统的延续性以及面向未来的可扩展性，妥善合理地配置各种软硬件资源，保证系统平台能够稳定、科学地发展，增加备份机制，进一步增强和补充系统的可靠性、功能的完备性，确保工程运行管理方便、可靠、安全。

3.2 设计原则

二级坝枢纽工程自动化监控监视系统采用国内外有关最新版本的规范、标准。根据二级坝除险加固工程的建设目标和特点，结合沂沭泗局综合管理体系的机构和现状，遵循“统一领导、统一设计、统一实施”的原则。

（1）统筹兼顾、公专结合。充分利用现有的公网资源及本系统内现有的网络资源。系统强调结构化、模块化、标准化，同时具有良好的兼容性和灵活性。

（2）经济性和可靠性。既满足近期要求又要适应长远的需求变化，在确保监视监控需要的前提下兼顾其他水利管理信息系统的需要。充分考虑系统建成后的维护管理，从技术、管理和经费上保障系统的正常运行。

（3）标准性和开放性。在满足系统具体功能的前提下，尽量选用标准和开放的技术及监控软件产品，同时保证系统有较好的互操作性。

4 建设内容

4.1 视频监测站点

该项目共计安装视频站站点20 处，各工程视频监视系统前端摄像机监视对象和部署位置见表1。其中序号1、2、3、4、5、7、9、11、13、19、20共计11 处站点采用光缆连接，其余站点均分布在东桥头堡二层集中控制室附近，采用网线连接方式。供电采用市电，结合现场情况就近选择。电缆采用2×2.5mm2的国标纯铜线缆。

表1 摄像机安装位置一览表

4.2 监控中心建设

监控中心在功能上分为视频监控中心、视频综合管理平台和水闸远程自动控制操控台三部分，实现对二级坝水利枢纽、重点河道、工情、安防等的视频远程集中监控，以及水闸的远程自动控制。

监控中心需要集中存储服务器、系统校时服务器、动态域名解析服务器、数据中心服务器、流媒体代理服务器、视频监视终端、水闸管理服务器、监视监控系统管理终端、水闸远程控制终端。其框架结构见图1。

图1 监视监控中心硬件结构图

（1）集中存储服务器

由于系统平台中的海量音视频数据，建议采用集中存储服务器的概念，实现对远程所有图像的集中管理、分散存储，保证用户数据的安全。

（2）数据中心服务器

采用了大型数据库技术，将各种分散的设备信息融于一体，形成庞大的数据中心管理资源库，为用户快速查找和定位提供了高效的管理解决方案。

（3）流媒体代理服务器

由于构建多级的远程联网监控系统时，每个前置设备及服务器可接受的连接请求数是有限的。当连接数超过某一个数值时，系统就可能会工作不稳定或连接中断。为适应多种带宽和大量的并发访问，采用了先进的流媒体转发技术，在各级构建流媒体转发服务器，实现视频数据的转发和控制，以解决远程多用户对相同图像同时调看时的网络拥堵问题。

（4）水闸数据管理服务器

水闸数据管理服务器是存储管理各水闸的各种参数（如水位、闸门开高及状态信息、各类开关状态信息、扬压力信息、电力参数信息等）、操作记录等，数据通过与基层局水闸远程自动控制服务器进行信息交互获得。

（5）视频监视终端

台式视频监视终端通过VGA 接口与防汛指挥会商显示系统的RGB 矩阵切换器相连，将监控画面通过RGB 矩阵切换器在大屏幕上显示，可进行图像浏览及回放、数据集中备份、网络矩阵控制、统计分析、布防管理、集中存储、秒级回放等；同时可同屏支持1～64 路不同的画面分割显示方式。

移动视频监视终端可进行图像浏览及回放、数据集中备份、网络矩阵控制、统计分析、布防管理、集中存储、秒级回放等。

（6）监视监控系统管理终端

监视监控系统管理终端可进行系统管理、网管管理、运行状态管理、历史信息统计、日志管理等。

（7）水闸远程控制客户端

水闸远程控制客户端通过VGA 接口与防汛指挥会商显示系统的RGB 矩阵切换器相连，将操控画面通过RGB 矩阵切换器在大屏幕上显示；通过登录基层局中控室的水闸远程自动控制服务器读取水位、闸门开高及状态信息、各类开关状态信息、扬压力信息、电力参数信息等，并通过水闸远程自动控制服务器、LCU 向PLC 发送控制命令，实现水闸的远程操控。

5 监视系统整合

由于二级坝局原有监控资源绝大部分是由不同时期的项目投入建设，建设时无统一规划、无统一标准，建设的监控系统种类各异，并且品牌繁多，造成图像的编码格式、协议不统一，给资源整合带来一定的难度。

按照“统一管理、统一标准、分步实施、统一接入”的原则，对原有视频监控资源有机联网、整合共享，并且有效管理、灵活调用，使管理人员能够通过授权调阅到二级坝各闸视频监控系统资源。

5.1 构建并完善视频资源传输网络

依托已有的网络资源，并敷设完善光缆线路，构建监控资源传输网络，专门用于支撑监控视频资源及服务，实现高清晰图像传输，保证联网视频传输的质量。

5.2 建成视频接入平台

以局域网为承载网络建成视频接入平台，实现所有图像视频资源的集中管理，最大限度实现监控资源的共享。其他单位视频接入平台应通过GB/T28181-2011 国标协议实现与专网内的视频信息共享平台的无缝对接，使经过授权的用户能够调阅管理区内视频监控资源。

5.3 全面整合原有视频图像资源

通过多种技术手段，全面整合二级坝管理局之前项目建设的视频监控资源，将各类资源统一接入单位视频接入平台，发挥规模效应，有效弥补本项目建设资源不足、监控盲点等问题，达到充分利用视频资源的目的。

5.4 提高图像资源的共享及管理水平

二级坝除险加固项目的建设，可为管理单位提供视频图像信息共享服务，为了充分发挥其效能，系统采用智能化、自动化综合监测技术，对设备在线率、监控视频的完整率以及视频图像质量进行全面的监管和监测，并实时发出报警信息，及时排除系统故障，保障视频资源的正常运行。

6 结语

二级坝枢纽工程自动化监控监视系统主要是通过在一闸东、西桥头堡、变压室、闸孔、护坡等区域安装的视频信息采集、传输、处理等设备，并利用本系统建设的计算机网络完成监控中心与现地各视频监控点的视频系统连接，实现远程/现地二级对闸站的上下游、控制室、设备运行状况，以及部分湖区险情或涉水违法事项等进行全方位实时视频监视。将监控范围内的视频图像通过网络发送到监控中心。在监控中心可实现图像实时浏览、存储、查询、回放和图像数据智能分析、共享以及会商应用等功能，为水利工程管理和取证提供支撑和服务■