远程视频系统在水库中的应用
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【摘要】 信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势。水利信息化是水利现代化的基础和重要标志。我国大力推进水利信息化进程，就是利用水利信息化推动水利现代化，把防汛抗洪工作逐步从被动防汛转变为主动防汛。泉州市山美水库是一座集防洪、供水、灌溉、发供电、生态调节、养殖等综合利用的大型水利枢纽工程,被誉为“泉州人民的生命库”,“泉州的生态调节器”。为进一步提高防汛抗洪决策的有效性和可靠性，水库实施远程视频系统建设。
水利行业在我国有着悠久的历史，目前，国家提出了建设 "数字水利"的目标，所以对水库实行科学、安全、自动的管理，在现阶段已是一个符合国情而又非常迫切的要求。在水库的安全监控系统中，水库自动化监控系统及水电站自动化监控系统是两个最基本的组成部分。而使用视频监控系统来作为自动化监控系统的补充，对实现水库，水电站安全运行情况的全方位监控管理是一个较理想的选择。监控系统与发电站发电设备同步投入，建成后可以达到无人值班、少人值守的要求。
山美水库视频系统主要分为四大部分：大坝远程监控系统，水电站远程监控系统,管理处库区远程监控系统及远程视频会议系统。
一 系统的设计原则
1.系统采用先进的多媒体技术、自动控制技术、数据库管理技术及网络通信技术，融音视频处理、信息系统管理、系统控制及网络通信于一体，充分体现了智能化和高性价比原则。
2.采用性能可靠、技术成熟、功能完善、体系先进的分布式结构，系统配置灵活、操作方便、布局合理，满足长时间稳定工作的要求。
3.系统具有良好的标准性、开放性、集成性、安全性、可扩充性及可维护性，可根据需要方便地进行网络逐级汇接，增减各类前端设备等。
4.所使用的视频编解码标准采用符合大规模网络传输需要的、先进通用的国际标准。
5.系统所用软件、硬件、人机界面、通信协议和通信接口等遵循当前最新国际标准、国家标准、工业或行业标准。
6.系统既能监视全貌，又能重点监视关键部位。
7.系统能在夜晚、阴雨天正常工作，具有防雷措施。
二 系统的应用范围
1、水库大坝及库区管理
(1)汛期的水库安全防卫工作，时刻注意水库的水位，如果水位到了警戒线，有了险情，马上报警。
(2) 水库重点区域的防范，随时注意闸门、大坝的正常工作和稳固程度。
(3) 水库水面情况的实时远端监控：水面上是否有漂浮物或漂流物。
(4) 水库水岸情况的实时远端监控：岸上的物体（如人、动物）是否进入危险区（如闸门口、大坝上），是否有可疑的情况（如有人想要破坏水库）。
(5) 可以在调度中心直接对水库的闸门进行控制，操作人员在使用控制系统操作闸门时，可通过视频监控系统监视闸门和水流情况,进行水资源调配。
(6) 对职工生活区进行监控，确保生活区治安安全得到保障。
2、水电站设备监控
(1) 对发电站内各类设备（如：开关室设备、主变压器和各主变风扇运行、水轮机室、水车室、发电机层、避雷器群、断路器、接地刀闸等）运行情况实时监视。
(2) 实时监视发电站大门口和主要通道。
(3) 实时接收周界和室内红外报警信号。
(4）监测主控室控制屏显示其他仪表读数。
(5) 实时监测变压器油位和火灾报警。
(6) 实时监测环境温度、湿度及瓦斯泄漏等。
(7)视频监视图像也可作为对事故追忆的一种有效手段，帮助技术人员查看事故发生时发电站的状况，从而尽可能地找到事故发生的原因。
(8) 现场操作指示。利用远程实时监视功能，可以清楚地监视场地内的人员活动情况，由值班人员对远方操作人员进行操作指导，如果发现不正确的操作，可以通过电话、手机及时提醒操作人员，从而确保操作的万无一失。
(9）可以利用高空摄像机来发现一些在施工现场不容易观察的遗留工作物品，从而消除安全隐患。
(10) 安全防范。这里说的安全防范是指防火、防盗。系统通过分布在发电站的各种传感器，如红外探头等，在重点部位安装摄像机进行24小时不间断视频监控，实现报警联动录像，接收并及时地将报警信号传送给调度中心，以便做出相应处理。
3、视频会议
视频电视又称电视会议或视讯会议，是一种多媒体通信系统，融计算机技术、通信网络技术、微电子技术等于一体的产物，它实际上是在远程监控系统基础上进行改进，将各种媒体信息数字化，利用各种网络进行实时传输并能与用户进行友好的信息交流，是一种利用电话网进行的节资、省时、方便、高效的会议方式。与会者可以自由地收听、呼叫、对讲、插话，声音清晰、逼真，宛如同在一室。可以说视频会议是目前水利防汛中不可缺少的一种通讯方式。通过视频会议，领导可以很方便地接受上级领导的指挥部署，并安排部署好当前的防汛抗洪救灾工作。
三 系统的组成
山美水库远程视频监控系统主要由前端视频采集部分、网络通讯部分和中心控制部分三个部分组成。根据监控点的分布图，并充分考虑现场实际情况，前端设计采用不同的高清晰度彩色摄像机，由抗干扰高屏蔽同轴电缆传输给网络视频编码器，采用MPEG-4和H.264压缩标准，将数字化的视频信号通过网络传输到后端监控电脑,保证视频信号和控制信号的准确传输；还可采用电视墙实时显示各监控点的信息。
系统结构如图所示：
1、前端视频采集部分
前端设备由摄像机、镜头、防护罩、安装支架、云台、译码器等组成。 摄像装置是收集被摄物体的光信号，并将其转换为电视信号的设备。它是整个系统的核心部分，包括镜头、摄像机、防护罩及支撑设备等。根据被摄物体及摄像地点的不同，摄像装置的具体配置也各不相同。同时，为适合夜间监控的要求，在监控点附近安装大功率的探照灯，系统可远程控制灯光电源开关，保证人员清楚地监控到夜间的情况。
2 、网络通信部分
传输部分由同轴电缆、电源线、控制线等组成。本系统所使用的所有线缆均具有屏蔽效能并采用一线贯通方式，中间无任何接点，从而保证图像清晰度及系统的长久性和稳定性。中心与各个分系统之间的联接借助原有的局域网络来实现。网络视频监控系统采用标准的TCP/IP协议，通过光纤传输，可直接在水库的内网和外网上进行监控。
3、中心控制部分
中心控制部分是系统的中枢，由视频服务器、监视器等组成。视频服务器具有监视、录像、动态报警等功能，可任意设置视频报警布防区域，是集屏幕画面分割器，录像机，云台控制于一体。视频服务器是实现网络化、数字化处理的重要设备，它完成模拟视频监视信号的数字采集、影像压缩、监控数据处理、报警信号的采集、网络的Web等功能。它可将前端的模拟信号同时处理成高清晰的实时数字图像到网络中，可保证监控中心能实时监控到现场情况。系统采用Brower/Sever结构，通过视频服务器完成现场图像接收，用户登录管理，优先权的分配，控制信号的协调，图像的实时监控，录象的存储、检索、回放、备份、恢复等。具有连接多级报警设备的能力，可以根据报警检测信号联动相应设备，处理事件，实现了与其他系统的相辅相成。在本地监控点安装网络视频监控系统的客户端，用户可利用IE浏览器查看本地和远程现场情况。在客户端上还可实现多画面实时监控，根据权限的范围，远程控制摄像机云台、灯光控制、制订录像计划等操作。
综上所述，视频系统作为水库安全监控系统中一个组成部分，对于提高水库防洪减灾水平、水电站安全发供电起到不可估量的作用，对促进了水库在水利、电力事业上的稳定、快速发展有着长远的意义。