近年來，中國洪澇、枯旱災(zāi)害不斷，國家有關(guān)水利部門希望通過規(guī)劃性的水利工程對全國水文進(jìn)行調(diào)節(jié)，而眾多水利工程先后布建，水利工程方希望可以對重要設(shè)施、設(shè)備及水文變化進(jìn)行監(jiān)控、入侵報警，甚至是通過一套實用性高的系統(tǒng)進(jìn)行自動化管理及防范。特別是在洪澇、枯旱等現(xiàn)象發(fā)生的時候，通過相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行各地水利情況的綜合可視監(jiān)控，并實行遠(yuǎn)程實時指揮調(diào)度。在這樣的需求下，近年來中國不但興建了大量的水利工程，而水利安防系統(tǒng)的應(yīng)用也逐漸旺盛，視頻監(jiān)控、門禁、防盜報警、周界防范、視頻指揮調(diào)度及綜合管理平臺等安防系統(tǒng)，逐漸在水利工程安防、管理與防汛防旱指揮調(diào)度工作中閃爍出其“金子的光芒”。

    鑒于水利工程安防系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境多為地理生態(tài)環(huán)境惡劣的野外，或溫度、濕度變化十分顯著的水利設(shè)施如集水井等，而且水利工程安防應(yīng)用主要以水文監(jiān)測、安全生產(chǎn)及自動化管理為主，其應(yīng)用有著十分明顯的特征，應(yīng)用集中在監(jiān)控系統(tǒng)，主要監(jiān)控位置包括大壩、水位、出水口和電廠內(nèi)部水輪機(jī)、主控設(shè)備、傳輸通道、地下廊道，以及電廠周圍的出入口、電力設(shè)備等，主要起到設(shè)備、水文狀態(tài)監(jiān)控和人員操作管理，以及安全保衛(wèi)功能。本文就水利安防市場的整體發(fā)展方向、特殊要求、多業(yè)務(wù)整合、技術(shù)應(yīng)用趨勢等作出探討。

多方利好 水利安防應(yīng)用搭上“高速列車”
    2006年，國家水利部頒發(fā)了關(guān)于水利工程強制性安裝安防系統(tǒng)的相關(guān)政策，水利安防大范圍應(yīng)用拉開帷幕。2008年底，中國推出“四萬億擴(kuò)大內(nèi)需投資計劃”，其中水利工程建設(shè)“榜上有名”， 2008年冬與2009年春全國水利工程追加投資為200億元，并將于2009年中加大相關(guān)投入。與此同時，水利部發(fā)表公告稱，2008年下半年及2009年中國水利新開工重大施工項目108個，項目總投資額高達(dá)1348億元。這對從事水利工程的安防企業(yè)來說，無疑是利好的消息。

    據(jù)水利部資料顯示，目前我國有各類水庫8.5萬余座，水庫總庫容達(dá)5542億立方米，約相當(dāng)于全國河流年徑流總量的五分之一。全國水庫防洪保護(hù)范圍內(nèi)有3.1億人口、132座大中城市、4.8億畝農(nóng)田；全國水庫等水利工程年供水能力約6000億立方米，包括北京、天津等在內(nèi)，全國有100多座大中城市，主要或全部依靠水庫供水；水電裝機(jī)容量已突破1億千瓦，占全國總發(fā)電裝機(jī)容量的24.24%，水電年發(fā)電量占全國總發(fā)電量的14.77%。

    此外，浙江大華技術(shù)股份有限公司系統(tǒng)集成事業(yè)工程部經(jīng)理吳益青介紹道，目前全國水利資源主要集中在西南的四川、云南和貴州。這些地區(qū)的河流落差大，往往在一條河流上隔幾公里就新建一座電站，如貴州的烏江流域、云南的瀾滄江流域和四川的金沙江流域。通過初步統(tǒng)計，這些地區(qū)近兩年新建的梯級電站達(dá)百座，且還有增長之勢。一些如三峽、向家壩、溪落渡、龍灘等這樣的大型水利工程投資達(dá)數(shù)百億甚至千億。

    “目前沿長江、黃河流域的水利工程眾多，且多為大中型水利工程，安防的需求日趨旺盛，”北京華緯訊電信技術(shù)有限公司技術(shù)工程師閏之補充道。

安防系統(tǒng)門檻高 采購多以國內(nèi)外知名品牌為主
    水利工程安防應(yīng)用涉及的地理環(huán)境幅員廣闊，天氣與氣候復(fù)雜多變，大部分應(yīng)用環(huán)境處于-20度至50度的溫差變化、10%至90%的濕度變化中，而且多要求系統(tǒng)可以365*24小時持續(xù)不斷地運行，所以對安防產(chǎn)品、系統(tǒng)的穩(wěn)定性等性能要求十分高。[nextpage]

    因此，在安防產(chǎn)品、系統(tǒng)的選購上，用戶會有比較高的要求，采購多以國內(nèi)外品牌為主，如目前已建最大的三峽工程、葛洲壩水電站等，招標(biāo)時就指定采購PELCO、松下等國外知名廠家以及?？?、大華等國內(nèi)知名廠家的產(chǎn)品。對于廠家來說，要進(jìn)入水利安防市場，門檻會比較高，正如大華吳益青介紹，三峽工程要求廠家的產(chǎn)品必須能夠在兩到三年的時間內(nèi)持續(xù)運行，并需要廠家專門派遣技術(shù)人員進(jìn)駐庫區(qū)對設(shè)備與系統(tǒng)進(jìn)行定期的巡查、維護(hù)，保修期也遠(yuǎn)比其它行業(yè)安防應(yīng)用的要求高，一般保修期需要兩到三年。

    總體來看，水利工程對安防產(chǎn)品、系統(tǒng)的需求有別于其它行業(yè)應(yīng)用，下面分別就產(chǎn)品防護(hù)設(shè)計、產(chǎn)品功能及網(wǎng)絡(luò)化等方面進(jìn)行介紹。

    針對視頻監(jiān)控面對的惡劣天氣環(huán)境，室外攝像機(jī)在產(chǎn)品設(shè)計特別是防護(hù)罩設(shè)計上需要遵循八個要求。天津天地偉業(yè)數(shù)碼科技有限公司公檢法運營部產(chǎn)品經(jīng)理姚亞介紹，前端監(jiān)控設(shè)備必須確保能夠在高溫、嚴(yán)寒等特殊環(huán)境下正常運行，配備雨刷和防護(hù)罩，并在防護(hù)罩上具備防水、防塵、防曬、防腐蝕、防凍、防雷等方面的設(shè)計。同時，針對河道監(jiān)控等野外無人值守區(qū)域的監(jiān)控，還需要有防爆、防拆等方面的設(shè)計。

    水利工程多翻山越嶺，甚至跨越多個省市，如南水北調(diào)、東水西引等工程，跨越十幾個省份，部分監(jiān)控點遠(yuǎn)離可直接供電地點，因此如何進(jìn)行恰當(dāng)?shù)墓╇姵蔀橐淮箅y題。針對這種情況，在供電方面多分兩個方面進(jìn)行?！霸陔x工程庫區(qū)、可供給電源點近的地方采取就近直接供電的方式，而在泵站、河道監(jiān)測站等方面則通過太陽能供電和蓄電池等方式進(jìn)行解決?！比A緯訊閏之介紹道。

    此外，水利水文監(jiān)控對攝像機(jī)的選擇要求十分嚴(yán)格，特別對攝像機(jī)的清晰度和監(jiān)控系統(tǒng)的實時性要求十分高。

    如在集水井監(jiān)控中，大多使用黑白攝像機(jī)。上海貝爾阿爾卡特網(wǎng)絡(luò)集成事業(yè)部產(chǎn)品經(jīng)理董皓卿解釋道：“集水井下光線條件十分差，普通安防攝像機(jī)難以拍攝到超過600線清晰度的視頻圖像，因此需要加裝輔助光源，并采用黑白攝像機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。”據(jù)其介紹，在大部分水利安防監(jiān)控中，黑白攝像機(jī)的安裝占整個工程視頻監(jiān)控的10%左右。

    而針對泄洪閘、閥門等實時監(jiān)控要求非常高的地方，一般以模擬監(jiān)控系統(tǒng)為主，而比較少考慮數(shù)字化的系統(tǒng)，這與目前水利市場追求數(shù)字化系統(tǒng)的導(dǎo)向有著比較大的差異。上海貝爾阿爾卡特董皓卿介紹道，這些部位的監(jiān)控需要十分精準(zhǔn)的監(jiān)控與報警，以泄洪閘為例，發(fā)生事故時一秒的差別，對整個事件的發(fā)展都有著顯著的差異，因此實時性要求非常高，而目前市場上的監(jiān)控產(chǎn)品在實時性方面仍然以模擬產(chǎn)品為優(yōu)，因此水利工程方對這些關(guān)鍵部位的監(jiān)控一般采用模擬監(jiān)控系統(tǒng)。

遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制成趨勢 多業(yè)務(wù)整合與智能化呼聲漸高
    水利工程涉及的是國計民生的大事，各省份防旱防汛指揮調(diào)度中心會對水利工程方要求進(jìn)行水利水文監(jiān)測圖像的共享。因此，遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)逐漸成為安防系統(tǒng)的主流建設(shè)方式。

    根據(jù)國家水利部門相關(guān)規(guī)定，重要防汛監(jiān)控點位的視頻是必須與相關(guān)部門進(jìn)行聯(lián)接的，而且要求必須可遠(yuǎn)程控制。深圳中興力維技術(shù)有限公司西北片區(qū)總經(jīng)理趙玉介紹道：“水利工程的監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)基本上都要求連接以省、國家為單位的防旱防汛指揮調(diào)度中心，以備在事故發(fā)生時相關(guān)部門可以直接調(diào)用監(jiān)控圖像進(jìn)行決策輔助?！?[nextpage]

    因此，除了在水利工程地點安裝安全防范產(chǎn)品外，也將在前端安置水質(zhì)探測自動讀取、遠(yuǎn)程閥門控制、自動控制等設(shè)備?！跋到y(tǒng)必須定時將觀測、讀取的數(shù)據(jù)傳輸至中心控制室進(jìn)行計算分析、整理和記錄，遠(yuǎn)程控制開關(guān)水閘等，并確保系統(tǒng)在各種惡劣天氣情況下都能正常運行，滿足系統(tǒng)各種信號相互傳輸?shù)臏?zhǔn)確性?！碧斓貍I(yè)姚亞解釋道。

多業(yè)務(wù)整合，綜合管理平臺促成高度集成化
    水利工程涉及到工業(yè)自動化、安防、水文水質(zhì)監(jiān)測、防旱防汛指揮調(diào)度等眾多系統(tǒng)，建設(shè)方與綜合解決方案提供商各處于不同行業(yè)領(lǐng)域，因此，在水利工程各子系統(tǒng)建設(shè)中，存在著系統(tǒng)建設(shè)各成體系，業(yè)務(wù)區(qū)隔等問題。隨著生產(chǎn)、管理、指揮調(diào)度等各方面需求日益增長，多系統(tǒng)之間進(jìn)行業(yè)務(wù)整合的需求逐漸爆發(fā)，通過綜合管理平臺方式集成水利工程各子系統(tǒng)的呼聲越來越高漲。

    提高監(jiān)控、監(jiān)測效率，達(dá)成安防子系統(tǒng)與日常管理工作融合是水利工程大勢所趨。上海貝爾阿爾卡特董皓卿認(rèn)為，繁多的子系統(tǒng)建設(shè)各成系統(tǒng)并且孤立，不但沒有完整而充分地發(fā)揮出水利工程方進(jìn)行管理、監(jiān)測等方面的作用，而且也給工程方日常管理工作造成了極大的不便，造成人力、物力等資源的浪費浪費。為促進(jìn)多業(yè)務(wù)之間的融合，提高生產(chǎn)的效率，對水利工程各子系統(tǒng)進(jìn)行整合勢在必行。

    而華緯訊閏之則認(rèn)為，針對近年國內(nèi)洪澇災(zāi)害不斷的現(xiàn)狀，國家有關(guān)部門需要更高效地進(jìn)行防旱防汛指揮調(diào)度。而目前各地水利工程多以市、縣為單位進(jìn)行建設(shè)，因此在先天上就存在著獨立建設(shè)、本地化建設(shè)等不足，這與國家相關(guān)部門要求實行綜合遠(yuǎn)程控制及指揮調(diào)度的目標(biāo)相違背，多個系統(tǒng)分別接入省、國家水利信息中心，不但造成了資源的浪費，還造成了水利監(jiān)測與防旱防汛指揮調(diào)度的不便。因此，尋求通過一個管理平臺對工程數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的需求被提上日程。通過平臺的方式將全部或相關(guān)資源進(jìn)行整合，各子系統(tǒng)的資源可以通過視頻指揮調(diào)度管理平臺進(jìn)行資源的共享，省水利指揮中心、工程方管理中心、管理員等可通過資源的共享及時了解工程方面發(fā)生的情況，如當(dāng)洪水爆發(fā)時，水庫的水位、涵閘等的監(jiān)控圖像，管理方、省防汛防旱指揮調(diào)度中心通過系統(tǒng)可及時進(jìn)行了解，一方面給領(lǐng)導(dǎo)人作出決策提供依據(jù)，另外一方面，各方也可以通過系統(tǒng)進(jìn)行可視討論，決定并啟動防洪防旱預(yù)案，甚至是通過系統(tǒng)實現(xiàn)涵閘的開關(guān)，最終實現(xiàn)自動化的水利管理。

    針對這種需求，目前水利工程安防市場開始產(chǎn)生一些變化。中興力維趙玉介紹道，水利工程安防集成商不但作為整體解決方案商，為水利工程提供高度集成化的綜合解決方案，另一方面也加強與設(shè)計院進(jìn)行方案互動的研究，并開始承擔(dān)工程商的角色向綜合服務(wù)提供商過渡。

3G將成水利無線監(jiān)控“助燃器”
    鑒于水利工程部分監(jiān)測系統(tǒng)處于離庫區(qū)中心較遠(yuǎn)的地方，甚至一些無人值守泵站、河道監(jiān)測站位于崇山峻嶺深處，有線網(wǎng)絡(luò)難以到達(dá)或者是投資與收益比例差距較大，在這種情況下，無線網(wǎng)絡(luò)傳輸成為最佳的選擇。

    目前水利工程數(shù)據(jù)傳輸主要有兩種方式，一是在庫區(qū)、壩區(qū)采用自身專網(wǎng)或者租賃運營商光纖網(wǎng)絡(luò)的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，另外一個方面是針對河道監(jiān)控等野外或者離庫區(qū)、壩區(qū)比較遠(yuǎn)的地方，采用無線傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送。 [nextpage]

    無線傳輸方式無需鋪設(shè)大量的光纖或者光纜，因此在控制成本方面有著天然的優(yōu)勢。針對目前無線網(wǎng)絡(luò)不夠穩(wěn)定且?guī)捿^低的情況，華緯訊閏之認(rèn)為這是現(xiàn)有技術(shù)可以解決的，通過采用先進(jìn)的視頻壓縮方式如MPEG-4、H.264等，可以使監(jiān)控數(shù)據(jù)大大降低。而在部分監(jiān)測要求不是非常高的監(jiān)控點，可以采取選擇部分圖像進(jìn)行傳輸而不是采用傳輸整段視頻的方式，比如可在前端攝像機(jī)里設(shè)定為每秒拍攝數(shù)幀甚至一幀的圖像，可有效解決目前無線傳輸帶寬不足的問題。

    值得業(yè)界興奮的是，目前國家已經(jīng)對中國移動、中國聯(lián)通、中國電信等運營商發(fā)放了3G的牌照，隨著3G網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)逐漸完備，帶寬不足的桎梏將迎刃而解?！半S著3G基站建設(shè)狂潮的到來，3G將為無線傳輸帶來質(zhì)的變化?！碧斓貍I(yè)姚亞表示，3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完備之后，無疑將極大地加速無線傳輸技術(shù)在水利工程數(shù)據(jù)傳輸方面的應(yīng)用。

IVS助力自動化管理
    智能化不單是大安防形勢下的潮流，也是水利安防應(yīng)用的主要技術(shù)趨勢之一。水利工程設(shè)施眾多，涵閘、泄洪閘、無人值守泵站、電廠等設(shè)施難以通過人力監(jiān)控的方式達(dá)到很好的監(jiān)控效果，通過視頻智能分析技術(shù)加強設(shè)施、設(shè)備自動化管理的需求在水利工程中的需求也逐漸高漲。

    中興力維趙玉分析道，水利工程方面本身就有工業(yè)自動化系統(tǒng)，因此對視頻智能分析技術(shù)的了解頗深。目前水利工程方面應(yīng)用視頻智能分析技術(shù)比較少的根源，在于該技術(shù)方案本身的不完善，系統(tǒng)難以持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)揮作用，因此這種需求一直被壓抑著。而隨著近年國內(nèi)外應(yīng)用案例逐漸增多，視頻智能分析技術(shù)逐漸得到完善，在部分行業(yè)應(yīng)用方面開始顯示出其卓越的輔助能力，這使水利工程方開始對其“興趣”大增。

    針對這種情況，天地偉業(yè)姚亞認(rèn)為視頻智能分析廠家可以針對水利行業(yè)應(yīng)用進(jìn)行開發(fā)，如針對特定事件——閘門開關(guān)、水位警戒等方面進(jìn)行算法研究。這一方面使視頻智能分析更適應(yīng)水利方面的需求，一方面也可以加快視頻智能分析技術(shù)的發(fā)展與產(chǎn)品化應(yīng)用。