基于融合监控系统的水利监控解决方案

水资源与人类的生产、生活息息相关，我国既是一个水资源丰富的大国，也是一个中度缺水以及水患多发的国家，水资源的管理关系国计民生。近年来，随着我国水资源供需矛盾的日益突出，对水资源的环境监测与调度管理也成为管理工作重心，对水资源的监控除了安全的因素，还需要体现环保、节约的监管力度。

水资源监控全方位分析

为了实现对水资源的有效监管，在建设监控系统时不应孤立、分散地去解决局部、个体的问题，而是进行全方位综合监控。在思考监控系统的设计时，将会从三个方面分析：监控的应用场合或用途;工作人员对监控的要求;水利应用环境对监控系统的特殊要求，包括管理体系、工程建设、业务应用等方面的环境。

监控的应用场合或用途

在水利部门的日常管理工作中，监控系统常应用于以下场合：

·水利工程监控，作为治水兴利的重要基础设施，需要在安全防范、日常管理、维护巡检、汛期防灾、应急指挥等多方面加强监控;

·防灾监测与信息分发，对于山洪、泥石流、滑坡等水土灾害活动的监测与预警，及时通知主管部门与居民，减少生命财产损失;

·水资源监管、水污染事件处理，对于水库、河流取水点的环境监测，防止安全事件与污染事件，利于环保执法取证;

·引水调度，对水资源的使用调配进行监管，防止水资源流失与盗水事件。

工作人员对监控的要求

简单的说，过去在水利监控、水文监测工作中常提到“四遥”要素--遥测、遥控、遥信、遥调，随着视频监控技术在水利行业的推广应用，监控要素也增加了第五遥--遥视，通过视频监控与数据监测手段的相辅相成，提高水利部门的监管水平、增强监管效果。

视频监控在水利行业的应用需要考虑工作人员在特定环境中的一些要求，比如在水利安防应用中，不论是防盗、防破坏的安防需求，还是防洪防灾的安防需求，夜间监控是必须考虑的，因为水利监控环境大都在野外，夜间基本没有环境光，夜间监控使用的低照度摄像机灵敏度要高，或者有补光措施;还有对部分水体监控要求摄像机支持大变倍，以便能远视距观察;有的监控点位要求清晰度很高，能分辨水面的漂浮物，或远处的船只标识等等。

水利应用环境对系统的特殊要求

首先，考虑到水资源环境的特殊性，水利部门在管理上采用既有垂直式行政管理，又有上下游关联式流域管理的交叉体系，因此在流域、省、市、县(区)级水利主管部门和防汛抗旱指挥中心都会设置各级监控中心，在水利工程管理单位和水文监测单位设置监控站。监控中心和监控站通过自建专网或租用公网专线连接，构成多层多节点的网状结构。

其次，水利监控设施多在户外甚至野外，条件恶劣，摄像机等设备必须具备防水、防雷、防锈蚀、防高低温、防大风等特性，在很多实际工程应用中，大多数摄像机损坏是因为雷击，还有的设备因高温工作而死机。在某些入海口处所选用的设备还应考虑防盐雾、防腐蚀、防锈蚀、防变形等问题。此外，大部分的水利工程处于野外，容易成为偷盗的目标，因而在施工时应充分考虑到防盗、防暴等要求，防护等级应不低于IP65.其他还有传输、供电方面的环境特殊性，如有的场所无法敷设线缆，只能采用无线传输、风光互补发电等等。

第三，水利部门在水利信息化建设方面还有防洪预警、水文监测、工程管理、视频会商等业务系统，需要将视频监控与这些业务系统对接、关联，以最大化发挥视频信息在业务应用中的作用。因此各级监控中心的监控平台应具备可扩展的业务接口，方便实现与水利其它业务子系统的对接，并应具有资产管理、设备自动巡检及智能事后检索等符合水利实际应用需求，便于水利部门方便实现系统管理的扩展应用功能。

基于融合监控系统的水利监控解决方案

前文阐述了笔者对水利监控系统设计方面的问题分析，下面谈谈具体的解决方案。

本案在业界率先提出“融合监控”的概念，致力于丰富视频物联网在行业应用的解决方案。本文介绍的方案正是融合监控理念在水利行业的具体应用展现，分别从监控点前端采集、中间传输、后端管理应用几个环节，结合应用场合的差异性进行介绍(如图1所示)。

系统结构

水利融合监控系统由各级监控中心和监控站组成。在省、市、县(区)各级水利主管部门和流域管理单位、防汛指挥中心分别设置监控中心，在水利工程管理和水文监测等单位设置监控站。监控中心和监控站通过计算机网络连接，构成多层多节点的网状结构。

监控站与一个或多个前端监控点直接相连，采集前端监控点的实时图像和其它相关数据信息，并对其进行管理和存储。一般监控站均为大中型水利工程的直接管理部门和水文部门。监控中心则控制、监视、管理、调阅本辖区内监控站的所有图像信息，并向公众发布实时状况图像信息。

市、县(区)级监控中心配置视频流媒体服务器，可向同级政府有关部门及上级监控中心提供图像信息。省级监控中心则通过统一的网络监控管理平台，根据实际需要控制、监视、管理、调阅省内监控站的图像。

这种架构适合流域监控的要求，体现了流域监控的特点，同时在防汛时刻确保各级领导和决策人员可以通过网络系统获取实时视频信息。

监控前端

水利部门所管辖的水体资源和水利工程类型多样，包括水库、河流、堤围、渔港、水利枢纽、供水设施等，监控场所涉及水闸、大堤、坝体、港湾、采水点、自来水厂、水文站、防汛亭、水电设施、溢洪道等，这些场所可能在城区，也可能在野外、偏远山区，有的配备有专用机房，有的只有简单的立杆和防水设备箱，有的可以通过光纤专线，有的则需要无线传输，因此需要针对不同的监控现场选择适合的监控前端产品，满足各自特殊的需求。