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水利防汛指揮 水位無線視頻監測系統方案

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25选5开奖结果今晚 www.qsffc.icu 水利防汛指揮 水位無線視頻監測系統方案

  1、項目及系統介紹

  1.1 項目背景

  隨著國民經濟的迅猛發展,水利工程在國民經濟中所起的作用越來越大,防汛更是直接影響國民經濟發展的一個重要方面。防汛大壩集中監控系統,真正體現防汛的現代化管理,智能化操作。預警防汛大壩水位情況,為領導決策和減少洪水帶來損失爭取了寶貴的時間,有效保障人民生命財產的安全。由于水利相關工程的信息化覆蓋程度不高,在汛期或旱季,都主要通過人工方法進行現場數據采集。這樣的工作環境下,數據采集帶有很大的延遲,特別是一旦遇上反常狀況,信息傳遞的準確性和高效性,就將大大影響到廣大居民的生命財產的安全。近年來,國家提出了建設“數字水利”的目標。全面實施大型水庫的信息化建設。一方面加快水利工程的信息化進程,提高其建設的效率,另一方面可以將防汛抗旱的工作逐步從被動轉為主動,通過完善的預警機制和應急指揮系統,達到最大程度降低災害的影響。

  而當在汛期的時候,相關工作人員就需要移動式的巡查水庫水壩的運作狀況,并將一些異常狀況的圖像清晰準確地在第一時間即時傳送到監控中心。實時地對可能或正在發生的汛情、險情、災情進行動態監視,隨時了解現場情況,以便采取相應的預防和補救措施確保水庫安全運行。對領導決策和減少洪水災害,排除汛期隱患,緩解城市的防洪壓力,危險狀況預警,保障人民生命財產的安全具有重要作用。

  根據以往水利項目和水利行業的特點,對于水庫、河道等重要設施的監控項目,往往涉及的地理范圍比較廣,監控點比較分散,網絡監控用戶又比較多,各個水利部門需要層層監管,而且對于大規模的監控項目對系統穩定性的要求比較高,需要盡量減少日后的設備維護工作,為此,合肥優視科技專門針對此項水利設施監控項目設計了一套基于4G網絡的遠程視頻監控方案。

  由于監控環境的特殊性,水庫、河道等場地引光纖、布線困難,無線監控以其自身的靈活性高,擴展性強,維護簡單等優點,在水利行業得到廣泛應用。

  1.2 4G引領無線傳輸應用于水利監控

  水利安防系統中采用何種傳輸方式,一般會結合監控的要求和環境兩方面來考慮,對于監控畫面要求清晰、實時的點位(比如水庫、堤圍、漁港、樞紐等),一般采用有線傳輸,會自建專網或租用運營商的專線資源(至少也有ADSL專線),傳輸穩定、帶寬充足,可以保障監控效果,問題是施工周期長、投入大、維護難度大,目前也基本只有電信運營商才愿意建設。

  從目前使用情況看,在視頻監控逐漸規模應用于水利行業,由于水利對國計民生的重要性,加上電信運營商的基礎設施條件和業務選擇性推動,有線網絡仍是主要傳輸途徑,也是水利部門的首選方式,從以往的項目建設經驗看,至少占了七成以上。而無線傳輸在過去主要是作為水文采集和圖片傳輸的通道,現在也是作為輔助手段來填補難以鋪設線路的地域監控需求。

  4G在通訊領域的成熟應用,為其在水利安防中的宏圖施展鋪平了道路,也無疑將極大的加速無線傳輸技術在水利安防監控中的應用,大幅降低布建成本后,在一定程度上解決線路被摧毀的問題。目前在4G方式下的視頻傳輸最高可達到700Kbps的上傳速度,一般也可在400-500Kbps左右,滿足一般實時視頻監控的要求。隨著4G網絡的覆蓋建設,4G無線視頻監控在水利行業肩挑重任。其主要應用于如下幾個領域:

  由單人便攜操作的移動監控設備,或叫單兵系統,用于機動性采集觀測,或在抗洪救災時到前線考察,實時傳遞到指揮中心便于決策;

  可??氐奈奕嘶丶囁厴璞?,用于航拍,可到人員無法抵達的地方進行監控,比如尋找洪水中失蹤人口、鳥瞰災情地區。

  1.3 水利應用環境對系統的特殊要求

  1)太陽能、風能供電與夜視需求:

  視頻監控在水利行業的應用需要考慮工作人員在特定環境中的一些要求,比如在水利安防應用中,不論是防盜、防破壞的安防需求,還是防洪防災的安防需求,夜間監控是必須考慮的,因為水利監控環境大都在野外,夜間基本沒有環境光,夜間監控使用的低照度攝像機靈敏度要高,或者有補光措施;還有對部分水體監控要求攝像機支持大變倍,以便能遠視距觀察;有的監控點位要求清晰度很高,能分辨水面的漂浮物,或遠處的船只標識等等。

  2)考慮到水資源環境的特殊性,水利部門在管理上采用既有垂直式行政管理,又有上下游關聯式流域管理的交叉體系,因此在流域、省、市、縣(區)級水利主管部門和防汛抗旱指揮中心都會設置各級監控中心,在水利工程管理單位和水文監測單位設置監控站。監控中心和監控站通過自建專網或租用公網專線連接,構成多層多節點的網狀結構。

  3)其次,水利監控設施多在戶外甚至野外,條件惡劣,攝像機等設備必須具備防水、防雷、防銹蝕、防高低溫、防大風等特性,在很多實際工程應用中,大多數攝像機損壞是因為雷擊,還有的設備因高溫工作而死機。在某些入??詿λ∮玫納璞富褂悸欠姥撾?、防腐蝕、防銹蝕、防變形等問題。此外,大部分的水利工程處于野外,容易成為偷盜的目標,因而在施工時應充分考慮到防盜、防暴等要求,防護等級應不低于IP65。其他還有傳輸、供電方面的環境特殊性,如有的場所無法敷設線纜,只能采用無線傳輸、風光互補發電等等。

  4)水利部門在水利信息化建設方面還有防洪預警、水文監測、工程管理、視頻會商等業務系統,需要將視頻監控與這些業務系統對接、關聯,以最大化發揮視頻信息在業務應用中的作用。因此各級監控中心的監控平臺應具備可擴展的業務接口,方便實現與水利其它業務子系統的對接,并應具有資產管理、設備自動巡檢及智能事后檢索等符合水利實際應用需求,便于水利部門方便實現系統管理的擴展應用功能。

  1.4 系統概述

  根據需求, 水庫實現無人執守及安全監控,具備以下功能:

  汛期的水庫安全防衛工作,時刻注意水庫的水位,如果水位到了警戒線,有了險情,馬上報警

  水庫重點區域的防范,隨時注意閘門、大壩的正常工作和穩固程度

  水庫水面情況的實時遠端監控:水面上是否有漂浮物(如白色垃圾)、漂流物(如泄漏的原油)

  水庫水岸情況的實時遠端監控:岸上的物體(如人、獸)是否進入危險區(如閘門口、大堤上),是否有可疑的情況(如有人想要破壞水庫)

  能夠隨時檢測水庫中水的水質,并將信息傳到遠端,發現水質超標,馬上報警

  對水庫天氣情況的實時監控

  遠端控制中心與水庫現場的語音通訊,遇到情況時能夠做到遠距離的指揮工作

  由于水庫大壩等水利監控點分布在較為廣闊的范圍內,并且和監控中心/信息中心的距離較遠,且觀測點數量相對較多。由于水庫水壩的監控中心不僅要對水庫水位、流速等做精確觀察,還要對其水庫內的水質狀況進行一定的評定,保證水面污染低于指標。同時,對于監測目標的圖像要求則是需要能夠在不同觀測范圍的條件下,準確觀測到目標的數據以及水位指示等。

  采用傳統視頻監控方式對帶寬要求很高,一般都需要采用有線方式才能夠提供高帶寬和穩定的信道傳輸的保障。對于水庫水壩這樣的大范圍多點監控,線路鋪設成本高昂,而且系統架設工程耗時很大,同時,因為很多地理和環境的因素,如河流、山脈等障礙,架設線纜相當困難。同時,視頻監控方式所能提供的圖像清晰度有限,當作為大范圍鳥瞰式觀測水庫的水質狀況的時候,就很難分辨圖像的污染水質來源、方向等細節了。

  在這種應用環境中,4G無線視頻監控設備可發揮其無線布線,組網方便的特性,只要在有4G(電信或者聯通)的網絡信號的地方選址架桿,通過太陽能、風能供電,就可以實現在野外環境中的實時現場監控,典型設備如下圖示:

  優視科技的4G圖傳產品已經在多種野外應用場合得到廣泛的考驗,典型例如:

  天津國土資源監控,CCTV-13報道: ?//news.cntv.cn/20110830/118287.shtml

  

水利防汛指揮 水位無線視頻監測系統方案

 

  1.5 系統特點

  在各水電管理所、堤壩、水庫架設優視無線視頻監控設備,在監控區域沿線依據4G信號強度進行選址,架桿架設優視無線視頻監控設備,通過無線網絡將現場圖像傳輸到監控中心查閱;在監控中心可以隨時了解各監控點的情況,可以進行連續24小時實時監控;系統具有視頻無線傳輸、本地錄像存儲、遠程下載、回放和備份功能;

  可通過串口(232/485)接入各類外部數據采集器,例如溫濕度、風速、超聲波水位計等,與時間戳、GPS定位坐標信息等一同疊加在H.264的視頻流上傳輸到監控中心,并同時錄像保存下來;

  支持實時視頻流模式和定時抓圖模式,可通過后端軟件遠程控制自由切換;

  支持實時視頻流模式:視頻圖像監清晰流暢?,視頻幀率可保持[email protected];

  支持定時抓拍模式:不再傳輸大量的視頻流,而采用定時抓拍高清晰度照片(1280x1024)的形式,可大大節約4G網絡的資費消耗;在需要看實時視頻的時候,可以動態的切換到視頻流模式;

  系統具有良好可擴展性,隨著監控點的增加,只要增加前端設備,無需增加其他后臺軟硬件;

  水利局通過監控中心,可以隨時了解各監控點的情況,可以進行連續24小時實時監控;

  具有監控、錄像、回放、傳輸和備份功能,現場拍到的視頻圖像可進行存儲;

  可通過所有電腦或者瘦素季客戶端瀏覽觀看前端監控點的情況;

  支持多級用戶權限;

  對于突發事故現場,實現遠程視頻指揮;

  可靠性:采用嵌入式實時操作系統和專用的硬件結構,保證了基于嵌入式DSP的無線網絡視頻服務器比基于PC機的系統具有更高的實時性、穩定性和可靠性。

  可與便攜式4G圖傳執法記錄儀、智能安全帽、臨時布控球等設備配合使用,共同接入統一的后端監管平臺smarteye進行統一的管理調度

  

水利防汛指揮 水位無線視頻監測系統方案

 

  

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  2、系統總體規劃

  2.1系統網絡拓撲圖

  

水利防汛指揮 水位無線視頻監測系統方案

 

  

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  2.2 系統構成說明

  太陽能、風能、蓄電池等供電設備以及高桿、防雷等工程設備;

  注意:這個與設備現場是否可提供供電有關,如果已經有電源線纜拉過來,則可免去昂貴的太陽能、風能、蓄電池等供電設備。

  優視無線圖傳設備

  集視頻采集、圖像壓縮、無線網絡傳輸等功能為一體的數字視頻處理系統,采用太陽能/風能供電,集成標準I/O接口和串口為一體,集成包括超聲波液位器等外部采集裝置,置于野外高桿上,把采集的模擬視頻,壓縮編碼后,變成數字圖像信息,把數字視頻通過4G 無線網絡,經INTERNET公網傳輸到監控中心。

  

水利防汛指揮 水位無線視頻監測系統方案

 

  

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水位計

 

  服務器

  包括數據庫服務器和應用服務器,負責用戶的權限分配和管理以及對所采集的視頻信號進行壓縮和傳輸并最終進行存儲的服務器集群。

  一般的,監控中心只要是一臺具有公網IP或者域名的服務器即可。啟動服務后,就等待各個監控終端的連接,對于始終在線模式的終端,可以按照需要查詢當前的圖像情況,也可以自動不停地記錄監控點的圖像變化

  監控客戶端

  可通過用戶后期建設的監控中心進行實時視頻的預覽。視頻監控客戶端可以在監控中心PC上使用,也可以在手機上觀看。

  系統結構簡潔明了,擴展性好,能適應多變的監控要求。

  

水利防汛指揮 水位無線視頻監測系統方案

 

  前端傳感器等數據采集,透傳到后端平臺進行處理,參考如下圖示

  

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