隨著水利建設(shè)投入力度加大，對(duì)大中型水庫(kù)進(jìn)行除險(xiǎn)加固，提升水庫(kù)綜合調(diào)蓄能力，包括防洪、灌溉、兼顧發(fā)電、城市供水、養(yǎng)殖、航運(yùn)、旅游等綜合利用。要實(shí)現(xiàn)這些效能，首先是對(duì)的閘壩進(jìn)行除險(xiǎn)加固，其次是通過(guò)現(xiàn)代的電子測(cè)控、現(xiàn)代通信、通訊技術(shù)、視頻監(jiān)控、計(jì)算機(jī)編程等實(shí)現(xiàn)對(duì)水庫(kù)的蓄水、泄洪、灌溉和發(fā)電等，確保水資源的有效最大化利用，在滁州芝麻等25座水庫(kù)遠(yuǎn)程水情信息綜合調(diào)度系統(tǒng)就是一個(gè)成功的案例。

　　系統(tǒng)概況

　　滁州芝麻等25座中型水庫(kù)的水情信息綜合調(diào)度系統(tǒng)主要包括三個(gè)子系統(tǒng)：一是水文信息系統(tǒng)，主要通過(guò)水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)將各測(cè)站水情信息用超短波或GPRS的方式傳到各個(gè)自動(dòng)測(cè)報(bào)分中心，分中心再將收到的數(shù)據(jù)傳往中心站，數(shù)據(jù)在中心站入庫(kù)上網(wǎng)，供防汛部門(mén)查詢(xún)使用;二是水庫(kù)遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)視頻圖像監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)現(xiàn)今非常成熟的3G無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，通過(guò)調(diào)度中心或調(diào)度分中心對(duì)分布于25座水庫(kù)的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程圖像監(jiān)視、直觀實(shí)時(shí)地監(jiān)視水庫(kù)周?chē)?、雨水后水?kù)水位上升值，開(kāi)閘放水給下游的發(fā)電廠發(fā)電以及農(nóng)田抗旱灌溉或泄洪時(shí)閘門(mén)運(yùn)行情況。確保水文與圖像監(jiān)視二個(gè)子系統(tǒng)有效集成和融合;三是水情綜合調(diào)度信息中心或分中心建設(shè)，實(shí)現(xiàn)水資源最大效能，發(fā)揮水庫(kù)的綜合經(jīng)濟(jì)效益。

　　建設(shè)目標(biāo)

　　系統(tǒng)將綜合運(yùn)用電子測(cè)控、現(xiàn)代通信、視頻監(jiān)控、計(jì)算機(jī)編程等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)雨水情的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)管理。結(jié)合地區(qū)降雨及數(shù)據(jù)管理特點(diǎn)，建設(shè)有效的、符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、及時(shí)、準(zhǔn)確的防汛雨水情自動(dòng)監(jiān)測(cè)體系以及水庫(kù)遠(yuǎn)程視頻圖像信息監(jiān)控。在充分利用現(xiàn)有先進(jìn)的成熟技術(shù)和已有成果資源的基礎(chǔ)上，建立一個(gè)集多種信息采集、傳輸共享、安全存儲(chǔ)、智能化分析管理等為一體的高可靠信息化系統(tǒng)，為各級(jí)管理部門(mén)的防汛抗旱管理工作以及水電站提供全面、及時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和支持平臺(tái)。

　　在技術(shù)手段上，采用目前國(guó)內(nèi)行業(yè)先進(jìn)水平主流技術(shù);系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上達(dá)到架構(gòu)清晰，層次分明，系統(tǒng)功能完善;設(shè)備性能上達(dá)到穩(wěn)定可靠，數(shù)據(jù)測(cè)報(bào)及時(shí)準(zhǔn)確。最終實(shí)現(xiàn)“信息采集自動(dòng)化、傳輸網(wǎng)絡(luò)化、管理數(shù)字化、決策科學(xué)化”的工作目標(biāo)。

　　可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的對(duì)汛期和非汛期水庫(kù)水位的漲幅變化進(jìn)行監(jiān)控、預(yù)警、及時(shí)調(diào)蓄水位，包括水庫(kù)正常水位、枯水位、高水位以及超警戒水位的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)水庫(kù)的城市供水、發(fā)電、泄洪、灌溉等功能，保證投資、效益統(tǒng)一化、最大化。

　　建設(shè)內(nèi)容

　　在滁州市芝麻等25座中型水庫(kù)建設(shè)25個(gè)雨量、水位遙測(cè)站點(diǎn)，配置25套水文自動(dòng)測(cè)報(bào)設(shè)備、25個(gè)水庫(kù)接收平臺(tái);在庫(kù)區(qū)上游建設(shè)19個(gè)雨量遙測(cè)站點(diǎn)，配置19套水文自動(dòng)測(cè)報(bào)設(shè)備;在庫(kù)區(qū)放水閘上下游建設(shè)25個(gè)視頻監(jiān)控站點(diǎn)，配置視頻監(jiān)控設(shè)備50套，在各縣、市建立8個(gè)信息處理分中心，建立1個(gè)信息采集、處理調(diào)度指揮中心。

　　水文信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　水文信息系統(tǒng)主要由中心站或分中心站、傳輸通道以及遙測(cè)站等組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)25座水庫(kù)的水位、雨量等信息進(jìn)行采集、傳輸、存儲(chǔ)、入庫(kù)、分析等。(圖1)為水庫(kù)遠(yuǎn)程水情信息綜合調(diào)度系統(tǒng)組網(wǎng)示意圖。

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　　系統(tǒng)組網(wǎng)方式

　　遙測(cè)站選擇全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GPRS)為通信網(wǎng)的主信道，選擇短信(GSM)為備用信道，遙測(cè)終端機(jī)(RTU)實(shí)現(xiàn)主備信道的設(shè)置和自動(dòng)切換;RTU自動(dòng)接收信息采集設(shè)備的信息，選擇GPRS信道將遙測(cè)信息和狀態(tài)信息發(fā)送到水情信息采集中心，水情信息采集中心通過(guò)帶公網(wǎng)IP的專(zhuān)用數(shù)據(jù)服務(wù)器接收遙測(cè)信息，服務(wù)器自動(dòng)將遙測(cè)站數(shù)據(jù)傳至省中心，在落地進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)的同時(shí)，分揀信息將各縣、市分中心需要的本轄區(qū)信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)直接發(fā)送至各縣、市防辦。

　　數(shù)據(jù)流程

　　遙測(cè)站采用自報(bào)-確認(rèn)體制工作模式采集相關(guān)數(shù)據(jù)，即測(cè)站發(fā)送出數(shù)據(jù)以后，等待接收方返回確認(rèn)信息，如果未收到確認(rèn)信息，測(cè)站會(huì)自動(dòng)重發(fā)數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)接收方可靠收到數(shù)據(jù)。采用自報(bào)-確認(rèn)的機(jī)制既能保證了數(shù)據(jù)發(fā)送的及時(shí)性，又能保證數(shù)據(jù)的無(wú)錯(cuò)接收，同時(shí)測(cè)站的耗電會(huì)大大降低。

　　測(cè)站的數(shù)據(jù)采集終端、水位傳感器、GSM/GPRS模塊等處于掉電工作狀態(tài)，每當(dāng)設(shè)定的時(shí)間到時(shí)或有雨量觸發(fā)等，測(cè)站的數(shù)據(jù)采集終端自動(dòng)觸發(fā)上電，打開(kāi)傳感器電源，待傳感器穩(wěn)定工作后，采集水位等數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)和時(shí)標(biāo)寫(xiě)入自記內(nèi)存，如果滿(mǎn)足發(fā)送條件時(shí)，啟動(dòng)GSM/GPRS模塊，發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)發(fā)送完成后，測(cè)站重新返回低功耗值守狀態(tài)。

　　系統(tǒng)功能

　　1、遙測(cè)站主要功能

　　· 遙測(cè)站按照自報(bào)方式自動(dòng)采集傳感器的信息，并分析處理、存儲(chǔ)和控制通訊單元，向中心站發(fā)送最新遙測(cè)信息。

　　· 操作人員可以在遙測(cè)現(xiàn)場(chǎng)人工觀測(cè)數(shù)據(jù)，并用人工置數(shù)的方式，將觀測(cè)數(shù)據(jù)、觀測(cè)時(shí)間、數(shù)據(jù)類(lèi)型等參數(shù)發(fā)回中心站。

　　· 遙測(cè)站具有智能功能，支持軟、硬件故障自檢測(cè)，自保護(hù)，并滿(mǎn)足操作人員在遙測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)遙測(cè)設(shè)備進(jìn)行基于控制指令的測(cè)試功能。

　　· 遙測(cè)站自動(dòng)檢測(cè)自身的設(shè)備和電路單元故障，并以設(shè)定的時(shí)間間隔，定時(shí)向中心站告警。

　　· 具有數(shù)據(jù)在站存儲(chǔ)功能，配備后備電池保證數(shù)據(jù)不丟失，用于水文數(shù)據(jù)整編。具有主用、備用信道自動(dòng)切換功能。

　　2、中心站功能

　　· 數(shù)據(jù)采集：實(shí)時(shí)接收系統(tǒng)各測(cè)站來(lái)數(shù)并糾、檢錯(cuò)。

　　· 數(shù)據(jù)處理：實(shí)時(shí)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行合理性檢查、處理及分類(lèi)寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)。

　　· 告警處理、輸出：實(shí)時(shí)判斷水位、雨量等數(shù)據(jù)越限狀態(tài)，分析遙測(cè)站的工作狀態(tài)和電池電壓，實(shí)時(shí)告警顯示及事故記錄輸出。

　　· 信息查詢(xún)：管理人員和水情人員可以使用這一功能模塊以交換方式查看所存水、雨、工情數(shù)據(jù)，系統(tǒng)運(yùn)行狀況，測(cè)站和系統(tǒng)的特征參數(shù)等。

　　· 水文數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算：各類(lèi)水文參數(shù)日、月、年平均值、最大、最小值等特征數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、計(jì)算。

　　· 編制水文圖表：按照預(yù)定的項(xiàng)目和圖表格式顯示和打印各類(lèi)水文數(shù)據(jù)的報(bào)表、指定時(shí)段的雨量分布圖、各類(lèi)水文參數(shù)過(guò)程線(xiàn)圖等。

　　· 數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理：數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)由雨水情數(shù)據(jù)、系統(tǒng)和測(cè)站特征參數(shù)、歷史雨水情特征數(shù)據(jù)三類(lèi)數(shù)據(jù)組成;數(shù)據(jù)庫(kù)管理程序具有保證數(shù)據(jù)、圖像文件的安全性、一致性，并具有數(shù)據(jù)庫(kù)的初始化、文件轉(zhuǎn)存與恢復(fù)功能，以及接收由鍵盤(pán)、數(shù)字化儀等外圍設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)、圖像并寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)的功能。

　　· 數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)、檢索和統(tǒng)計(jì)：管理和維護(hù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，支持?jǐn)?shù)據(jù)記錄的形成、存盤(pán)、查詢(xún)、修改、轉(zhuǎn)貯、刪除、統(tǒng)計(jì)等主要功能。

　　· 兼容、擴(kuò)展性：軟件采用“國(guó)家防指”數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，支持B/S和C/S方式的網(wǎng)絡(luò)工作方式設(shè)計(jì)，便于預(yù)報(bào)、調(diào)度、決策、GIS、OA等的功能擴(kuò)展，系統(tǒng)軟件支持防汛指揮調(diào)度系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)要求。

　　遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)需要在25座水庫(kù)放水閘以及重點(diǎn)壩段的上、下游分別安裝室外快速球型攝像機(jī)，通過(guò)視頻管理軟件操控，可實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控水庫(kù)及其放水閘周?chē)那闆r，包括對(duì)大壩區(qū)域的庫(kù)情、水情實(shí)現(xiàn)無(wú)人執(zhí)守及遠(yuǎn)程視頻安全監(jiān)控。本系統(tǒng)采用中國(guó)電信的3G無(wú)線(xiàn)傳輸網(wǎng)絡(luò)作為主傳輸通道，配置相關(guān)3G視頻服務(wù)器以及開(kāi)發(fā)的軟件平臺(tái)等實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)視頻圖像監(jiān)控的目標(biāo)，主要具備以下功能：

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　　1、汛期的水庫(kù)安全防衛(wèi)工作，時(shí)刻注意水庫(kù)的水位，如果水位到了警戒線(xiàn)，有了險(xiǎn)情，馬上報(bào)警;

　　2、水庫(kù)重點(diǎn)區(qū)域的防范，包括監(jiān)控閘門(mén)、大壩的正常工作和穩(wěn)固程度;

　　3、水庫(kù)水面情況的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)端監(jiān)控：水面上是否有漂浮物、漂流物;

　　4、水庫(kù)水岸情況的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)端監(jiān)控：岸上的物體(如人、獸)是否進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)(如閘門(mén)口、大堤上)，是否有可疑的情況(如有人想要破壞水庫(kù));

　　5、對(duì)水庫(kù)天氣情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控 ;

　　6、防汛控制中心與水庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)的語(yǔ)音通訊，遇到情況時(shí)能夠做到遠(yuǎn)距離的指揮工作。

　　系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

　　安裝在前端的攝像機(jī)通過(guò)3G無(wú)線(xiàn)視頻服務(wù)器通過(guò)3G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)傳送到信息監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)真正意義上的數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)。用戶(hù)在監(jiān)控中心通過(guò)視頻管理軟件對(duì)前端3G無(wú)線(xiàn)視頻服務(wù)器進(jìn)行管理，用于控制權(quán)限認(rèn)證、圖像處理等，機(jī)房管理人員在其計(jì)算機(jī)上就可實(shí)現(xiàn)對(duì)異地機(jī)房的實(shí)時(shí)管理，及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境情況。

　　遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)圖像傳輸

　　系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議，可應(yīng)用在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上。視頻服務(wù)器提供3G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接口、RJ-45以太網(wǎng)接口，可直接接入無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)交換機(jī)或HUB上，同時(shí)，設(shè)備可任意設(shè)置網(wǎng)關(guān)，完全支持跨網(wǎng)段的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控環(huán)境。信息監(jiān)控中心安裝視頻監(jiān)控服務(wù)器，局域網(wǎng)中的授權(quán)用戶(hù)可通過(guò)IE瀏覽器遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)。系統(tǒng)可將全區(qū)的水庫(kù)視頻監(jiān)控點(diǎn)聯(lián)成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，授權(quán)各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)任一前端情況進(jìn)行監(jiān)控，不同的監(jiān)控用戶(hù)可根據(jù)自己的監(jiān)控需求靈活切換到任一監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)，可多人同時(shí)觀看一個(gè)水庫(kù)圖像監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)，也可以不同用戶(hù)選擇任一水庫(kù)圖像監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)。

　　遠(yuǎn)程設(shè)備監(jiān)控

　　監(jiān)控用戶(hù)可授權(quán)不同的控制權(quán)限，控制權(quán)限高的用戶(hù)可優(yōu)先對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制，如：控制云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)選擇監(jiān)視區(qū)域?qū)ο蟆⒄{(diào)節(jié)攝像機(jī)鏡頭改變監(jiān)視范圍和觀察效果、以及對(duì)指定的其他現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制操作等。

　　多畫(huà)面監(jiān)視、輪巡

　　系統(tǒng)具有在同一客戶(hù)端上同時(shí)監(jiān)視4路、8路或者16路圖像的功能，用戶(hù)點(diǎn)擊某一路圖像時(shí)可放大實(shí)時(shí)監(jiān)控。用戶(hù)可將監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)在特定的時(shí)間間隔內(nèi)按順序輪流切換，也可以在一個(gè)圖像框內(nèi)輪巡全部的圖像畫(huà)面，畫(huà)面切換間隔時(shí)間可靈活設(shè)置、調(diào)節(jié)。

　　其它功能

　　· 系統(tǒng)控制權(quán)限管理機(jī)制完善，可以給不同級(jí)別的用戶(hù)分配相應(yīng)的控制權(quán)限。

　　· 系統(tǒng)采用分布式存儲(chǔ)管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)的層次化、網(wǎng)絡(luò)化，具有計(jì)劃、聯(lián)動(dòng)、手動(dòng)等多種錄像方式，錄像檢索和回放方便快捷，可實(shí)現(xiàn)計(jì)劃、水位過(guò)高自動(dòng)錄像、手動(dòng)錄像、存儲(chǔ)管理以及回放。

　　· 在系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控時(shí)，對(duì)于重點(diǎn)可疑情況可及時(shí)進(jìn)行抓圖。用戶(hù)可以在監(jiān)控的同時(shí)，將一些重點(diǎn)情況保存。

　　· 提供安全完善的用戶(hù)帳號(hào)密碼管理功能和嚴(yán)格的控制權(quán)限分級(jí)制度。只有經(jīng)過(guò)授權(quán)、擁有帳號(hào)密碼的用戶(hù)才能瀏覽或控制攝像機(jī)。

　　· 系統(tǒng)采用嚴(yán)格的操作密碼保護(hù)機(jī)制，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備-視頻服務(wù)器有用戶(hù)級(jí)密碼保護(hù)。維護(hù)人員如需修改設(shè)備設(shè)置，必須輸入授權(quán)的用戶(hù)名和密碼。

　　· 采用系統(tǒng)訪問(wèn)認(rèn)證機(jī)制，用戶(hù)進(jìn)入遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)必須事先進(jìn)行輸入用戶(hù)名和密碼注冊(cè)，系統(tǒng)管理員根據(jù)用戶(hù)授予相應(yīng)的權(quán)限監(jiān)視和控制權(quán)限，同一時(shí)刻只允許同一用戶(hù)登錄一次。

　　· 用戶(hù)可遠(yuǎn)程登錄中心管理服務(wù)器，集中管理系統(tǒng)內(nèi)各種設(shè)備和資源。

　　· 支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，支持動(dòng)態(tài)IP，前端設(shè)備可支持撥號(hào)接入網(wǎng)絡(luò)，支持3G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)支持視頻監(jiān)控點(diǎn)擴(kuò)展功能。

　　系統(tǒng)組網(wǎng)方式

　　對(duì)于庫(kù)區(qū)攝像點(diǎn)與3G服務(wù)器信號(hào)之間的傳輸距離不遠(yuǎn)，系統(tǒng)采用銅質(zhì)電纜進(jìn)行傳輸，而對(duì)于庫(kù)區(qū)與調(diào)度中心以及分中心之間主要利用電信運(yùn)營(yíng)商的3G無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行信號(hào)的傳輸，包括圖像、控制以及高水位報(bào)警信號(hào)等。

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