视频监控系统在内河航道管理中的应用研究

摘要：文章以视频监控系统在梧州航道养护中心航道管理中的应用为例，详细分析视频监控系统在航道管理应用实践中产生的应用效果和影响，探讨视频监控系统在航道管理中面临的挑战，并提出应对挑战的措施和未来发展方向。

关键词：视频监控；系统；航道管理；应用

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0 引言

随着广西内河航道事业的快速发展和西江航运干线贵港至梧州3 000吨级航道工程全面建成并投入使用，航道等级得到全面提升，航道管理面临着越来越多的挑战，对航道养护管理部门的航道管理工作提出了更高的要求，确保航道的安全、畅通成为当务之急。在此背景下，视频监控技术作为一种先进的科技手段，能够掌握实时图像信息，对加快航道信息化管理力度，丰富信息化管理手段，有着显著作用。

近年来，我国在航道管理中引入了视频监控系统，取得了一定的成效。如加强对航道管理辖区范围的枢纽、桥梁、险滩等重点航段进行实时监控，实现航道安全监管可视化，有效提高航道维护管理工作水平；如作为航标遥控遥测系统的辅助工具，进一步提高航标遥控遥测系统的运行质量和运行效率，有利于推动航道养护工作向精准化方向发展。

然而，由于技术水平、设备条件和应用经验的限制，当前的视频监控系统在航道管理中的应用仍存在诸多不足，如监控范围有限、实时性不强、数据分析不足等。为进一步提高视频监控系统在航道管理中的应用水平，有必要对其进行深入研究。

1 视频监控系统概述

1.1 视频监控系统的基本原理

视频监控系统是一种利用摄像头捕捉图像，通过传输设备将图像传输到监控中心，并进行实时显示、存储和分析的系统。系统主要由前端部分、控制部分、网络传输部分、显示部分以及系统供电构成［1］。其基本原理为系统通过前端摄像头收集图像信息，经过中间数据处理后，经由专线网络或无线网络把图像数据传送至各个显示终端，从而达到远程实时监控目的，可以概括为图像采集、图像传输、图像处理和图像显示等过程（见图1）。在这个过程中，涉及多种技术，如信号处理、网络传输、图像识别等。

1.2 视频监控系统应用的关键技术

（1）图像识别技术：通过采用先进的图像识别算法，

对摄像头捕捉到的图像进行分析，实现对航道运行状态的实时监控和预警，及时发现异常情况，提高航道管理效率。

（2）大数据技术：对收集到的视频数据进行大数据分析，挖掘提取其中有价值的信息，为航道管理提供科学依据。

（3）云技术：通过云平台，实现视频数据的远程处理和存储，降低硬件设备的投入，提高资源利用效率和系统的运行效率。

2 视频监控系统在航道管理中的应用

2.1 视频监控系统在航道管理中的应用现状

随着科技的不断发展，视频监控系统在航道管理中的应用越来越广泛。目前，航道管理部门已建立了较为完善的航道视频监控体系，并实现以下功能［2］：

（1）航道基础设施监控：视频监控系统主要设备有红外激光夜视仪、高清摄像头、硬盘录像机等高端设备。通过专线和无线通信技术（如物联网、4G网络等）进行数据传输，实现对辖区内的重点桥梁、枢纽、险滩等重点航段和重要部位进行全天候24 h成像监控，实时掌握航道通航安全情况，确保航道基础设施正常运行。

（2）航标监控：利用视频监控系统辅助航标遥控遥测系统，提升航道运行监测质量和效果。

（3）综合管理：采用视频综合管理软件，实现对全程各监控点多画面实时监控、远程遥控和权限分配，提高航道管理的智能化水平。

（4）数据存储：系统实时录像，数据可追溯查证。出现突发事件可以及时调看现场画面，事后可对事件发生视频资料进行查询分析取证，为航道安全管理提供有力支持。

2.2 视频监控系统在航道管理中存在的问题

尽管视频监控系统在航道管理中取得了显著的成效，但仍存在以下问题：

（1）选址困难，监控覆盖不足：航道受限于自然条件影响，视频监控点选址条件比较苛刻。例如供电、网络传输、施工维护等都是必须考虑的部分，因此，系统建设的布局存在一定困难，导致部分航道区域尚未安装视频监控设备，监控盲区仍然存在。

（2）资源汇聚困难，系统集成度不高：随着科技的快速发展，设备的更新换代，不同品牌的设备核心参数存在一定的差异，监控系统难以形成一个逻辑整体，各个监控系统之间缺乏有效衔接，信息资源共享程度不高。

（3）应急响应能力不足：在突发事件发生时，视频监控系统的应急处置能力有待提高。

2.3 梧州航道养护中心应用视频监控系统实例

现以梧州航道养护中心为例，详细介绍视频监控系统在航道管理中的应用实践。

2.3.1 梧州航道视频监控建设情况

目前，梧州航道养护中心建设的视频监控系统按实施途径划分主要有两类：（1）早期通过部门预算建设的视频监控系统，这一系统的设备部分出现老化现象，严重影响监控效果；（2）依托工程建设（如贵港至梧州3 000吨级航道工程、桂江工程建设等），通过新增、改造和替换等方式，基本实现航道管辖范围内全覆盖，实现对重点航道、航标、桥梁、险滩等的视频采集、视频展示及显示控制等功能，将所有摄像头统一集成在广西港航数字一体化平台显示。

2.3.2 梧州航道视频监控系统应用情况

视频监控系统在梧州航道养护中心已应用了十多年，具备了丰富的管理运维经验，应用效果好，有效地提高了航道管理水平。

从图2可以看出，系统监控图像在非恶劣天气条件下显示清晰，对监控目标，能通过调整焦距清楚观察，图像质量并没有出现色彩失真、雪花般、信号干扰条纹等杂质成分。而且录像播放过程中无卡机、停顿等出现时间断点的情况，能十分完整地还原摄像头所拍摄内容，具有较强的可靠性。

从图3可以看出，系统在夜间的监控能力与监控范围内光源的强度有很大的关系，监控点位于灯光照明较好的地方，效果相对较好；而在比较偏僻的滩险河段，成像和监控效果可能会较差。

2.3.3 视频监控系统在应用实践中产生的效果

随着当前计算机应用技术、网络技术、智能识别技术等的迅速发展和推广，必将使航道管理事业推向网络化、数字化、智慧化发展，将视频监控系统应用到航道管理中，是符合时代要求的一项重要举措，更是提高航道管理科技含量的一种重要手段。

目前航道管理部门信息化系统主要包括航标遥控遥测系统、自动水位站系统、视频监控系统等应用系统，其中航标遥控遥测系统和自动水位站系统作为主要业务应用系统，在航道航标管理中发挥着至关重要的作用，而视频监控系统作为一项应用广泛的图像实时传输技术系统，对航标遥控遥测及自动水位站系统是一项很好的补充，能较好地补充并辅助两套系统的运行使用。

由于航道管理的里程长、标志多等因素限制，到现场检查取证要花费较多的时间，而通过视频监控系统能第一时间判断现场信息，分析是否需要赶赴现场取证或者恢复设备，可以减免不必要的劳动力损耗。对于航道管理工作者来说，可以通过视频监控系统掌握所需要的现场信息，再综合其他信息，更有效地在第一时间判断监控内容的具体情况，从而更好地开展下一步工作。

3 视频监控系统在航道管理中的挑战与对策

3.1 视频监控系统在航道管理中面临的挑战

尽管视频监控系统在航道管理中取得了显著的成效，但仍然存在一些挑战，主要包括：

（1）技术更新迅速：随着科技的快速发展，视频监控技术也在不断更新。如何在短时间内适应新技术并将其应用于航道管理，成为一项重要挑战。

（2）网络安全问题：随着网络技术的发展，网络安全问题日益突出。如何在保障视频监控系统高效运行的同时，确保网络安全，防止数据泄露和恶意攻击，是亟待解决的问题。

（3）人才的缺乏：随着视频监控系统的应用，对于管理人员和维护人员的素质要求越来越高。如何合理配置人力资源，提高员工素质，以适应视频监控系统在航道管理中的需求，是一项重要任务。

（4）数据分析和应用：视频监控系统产生的大量数据，如何进行有效分析，以及如何将这些数据应用于实际工作中，以提高航道管理效率，是当前面临的一大挑战。

3.2 应对视频监控系统在航道管理中挑战的对策

3.2.1 技术层面改进措施

（1）引入智能化、可视化分析算法，如人工智能技术，实现对视频数据的自动分析和异常行为预警。

（2）提高视频监控设备的稳定性和适应性，通过采用先进的成像技术和抗干扰技术，确保监控系统在天气恶劣环境下也能正常工作。

（3）加强技术研究与创新，加大对视频监控新技术的研究，及时学习新技术，提高航道管理的科技水平。

（4）深化数据挖掘与应用：对视频监控数据进行深入挖掘和分析，将其应用于实际工作中，以提高航道管理效率。

3.2.2 管理层面改进措施

（1）根据航道特点和需求，加强规划管理，合理规划监控范围，实现精细化管理。

（2）加强网络安全管理，建立完善的网络安全防护体系，确保视频数据的安全传输和存储。加强对系统操作人员的培训和管理，提高其网络安全意识，确保视频监控系统的安全稳定运行。

（3）建立健全航道管理法规体系，针对视频监控系统在航道管理中的应用，制定相应的法规和规范，明确监控范围、监控内容、数据管理和使用等方面的要求，规范视频监控系统的应用。

（4）加强人才的培养：通过引进高技能人才或加强培训，提高航道管理人员的科技素养，培养专业化的视频监控系统维护人员、操作人员和管理人员，合理配置人员，优化人力成本。

通过以上对策，有望应对视频监控系统在航道管理中面临的挑战，进一步发挥其在航道管理中的优势，提高航道安全管理水平。

3.3 未来视频监控系统在航道管理中的发展方向

随着科技的进步和快速发展，视频监控技术将更加先进，图像处理能力更强，能在更低照明度的环境下实现清晰监控。人工智能技术使得视频监控系统能对监控画面进行自动分析，及时发现异常情况，提高预警能力。未来新一代通信技术也将为视频监控系统提供更高速的网络传输，降低延迟，提高实时性。大数据技术使得航道管理更加精细化，通过数据分析，为决策提供有力支持。随着无人机技术应用范围越来越广泛，无人机携带高清摄像头作为航道视频监控新的视角，将能实现更高空域全方位的监控，提高监控范围和效率。

4 结语

科技是第一生产力，创新是第一动力。随着科技的不断进步和发展，视频监控系统在航道管理中的应用前景将更加广阔。关注视频监控技术在航道管理中的创新应用，与智能技术、大数据分析、无人机等技术进行深度融合，是实现航道管理信息化、数字化、智慧化的基础，是推动航道事业高质量发展的有力支持。

参考文献：

［1］赵建轰，何文润，张建球.西江航运干线航道信息化建设探讨［J］.西部交通科技，2021（2）：189-193.

［2］何毅敏.浅析视频监控系统在长江典型航道整治工程现场监管中的应用［J］.中国水运（航道科技），2018（6）：49-56.