2011年中央一號文件將水利工作擺上突出位置，預(yù)計未來十年將投資4萬億推動水利實現(xiàn)跨越式發(fā)展，水利行業(yè)將進入未來發(fā)展的十年黃金期。數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為水利安防配套項目的熱點和重點，其需求將出現(xiàn)強勁勢頭，目前主要應(yīng)用于水庫智能化管理、河道實時監(jiān)控和無人值守水電站。從趨勢上看，水利視頻監(jiān)控系統(tǒng)未來將朝著無線監(jiān)控、智能識別以及大型聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控的方向發(fā)展。

　　1水利視頻監(jiān)控系統(tǒng)的概述

　　水利(water conservancy)，指的是對自然界的水進行控制、調(diào)節(jié)、治導(dǎo)、開發(fā)、管理和保護，以防治水旱災(zāi)害，并開發(fā)利用水資源的各項事業(yè)和活動。水利包括防洪、排水 、灌溉、水力、水道、給水、污渠、港工八種工程在內(nèi)，其中水力指水能利用，污渠指城鎮(zhèn)排水，進入20世紀后半葉，水利中又增加了水土保持、水資源保護 、環(huán)境水利和水利漁業(yè)等新內(nèi)容，其含義更加廣泛。水利設(shè)施(water conservancy establishment)是指，對自然界的水進行控制、調(diào)節(jié)、開發(fā)、利用和保護，以減輕和免除水旱災(zāi)害，并利用水資源，適應(yīng)人類社會和自然環(huán)境需要的設(shè)施。

　　2011年中央一號文件強調(diào)把水利工作擺上黨和國家事業(yè)發(fā)展更加突出的位置，推動水利實現(xiàn)跨越式發(fā)展，力爭今后10年全社會水利年平均投入比2010年高出一倍。2010年我國水利投資是2000億元，高出一倍就是4000億元，今后十年每年超過4000億，未來十年投資超過4萬億。同時提出從土地出讓收益中提取10%用于農(nóng)田水利建設(shè)，充分發(fā)揮新增建設(shè)用地土地有償使用費等土地整治資金的綜合效益，可以預(yù)測該項措施使地方的配套資金可以達到要求，水利行業(yè)將進入未來發(fā)展的十年黃金期。

　　我國水利行業(yè)的發(fā)展方向是水利信息化即“數(shù)字水利”。它是指依托現(xiàn)代通信、視頻監(jiān)控報警、物聯(lián)網(wǎng)、計算機、遙感、GIS、GPS、多媒體技術(shù)和大規(guī)模存儲技術(shù)以及智能數(shù)字采集技術(shù)，將水利工作信息納入一個即時的可管理、可監(jiān)控、可調(diào)度的科學(xué)平臺;從而為決策人員提供水資源調(diào)度、災(zāi)情評估、洪水預(yù)警等決策依據(jù)，其中作為數(shù)字水利系統(tǒng)的核心中樞的監(jiān)控指揮調(diào)度平臺成了整個“數(shù)字水利”建設(shè)環(huán)節(jié)中的重要控制性節(jié)點。

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)是 “數(shù)字水利”的主要內(nèi)容，是帶動水利現(xiàn)代化的重要措施。水利視頻監(jiān)控系統(tǒng)就是采用微波通信技術(shù)、數(shù)字視頻處理技術(shù)、IP通信技術(shù)和光纖通信技術(shù)等先進通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)圖像監(jiān)控系統(tǒng)，將被監(jiān)控現(xiàn)場的實時圖像和數(shù)據(jù)等信息通過網(wǎng)絡(luò)準確、清晰、快速地傳送到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以能夠?qū)崟r、直接地了解和掌握各個被監(jiān)控現(xiàn)場的當(dāng)前實際情況。視頻監(jiān)控系統(tǒng)在抗洪救災(zāi)、水資源管理、水污染事件處理、航運管理等方面發(fā)揮了重要的作用，能使在一線指揮的有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)實時、客觀、準確地了解水利工程設(shè)施的運行情況以及水體和水文情況。

　　2視頻監(jiān)控系統(tǒng)在水利設(shè)施中的應(yīng)用

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)在水利行業(yè)已得到廣泛應(yīng)用，在抗洪救災(zāi)、水文分析、水利工程建設(shè)和管理方面起著重要作用。通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)，工作人員可在集成控制中心實時監(jiān)控各個水利設(shè)施的情況，實時觀測到水資源的現(xiàn)狀，大大提高了工作效率;在抗洪救災(zāi)時刻，通過本系統(tǒng)可實現(xiàn)遠程觀測和指揮，特別是對于一些由于惡劣氣候條件而導(dǎo)致人員難以達到的地區(qū)，該系統(tǒng)具有不可替代的重要作用;迄今為止，絕大多數(shù)電站已經(jīng)實現(xiàn)自動化控制，部分已經(jīng)實現(xiàn)“無人值班， 少人值守”。

　　2.1 監(jiān)控點的設(shè)置

　　水利視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)水庫、閘站、海塘、分滯洪區(qū)、重要測流斷面等不同監(jiān)控對象的特點，兼顧防汛及工程管理，合理選擇監(jiān)控點位。監(jiān)控點位布設(shè)應(yīng)滿足對以下監(jiān)控對象的有效觀察：

　　l 水庫：大壩、溢(泄)洪道、泄洪閘、泄洪洞、水位尺;

　　l 閘站：閘站建筑主體、閘門、上(下)游水域及堤防、水位尺;

　　l 堤防：堤頂、路面及附近水域;[nextpage]

　　l 分滯洪區(qū)：分洪閘、爆破點;

　　l 重要測流斷面：水域、水位尺;

　　l 避風(fēng)港：水域。

　　2.2 主要應(yīng)用

　　2.2.1水庫智能化的管理

　　l 監(jiān)測水庫蓄水水位，與水利數(shù)據(jù)庫聯(lián)動——通過安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，工作人員可實時監(jiān)測水庫蓄水水位，通過系統(tǒng)中的標尺刻度分析、水位警戒線分析等將水位報警和視頻聯(lián)動結(jié)合起來;監(jiān)測的同時，和水利數(shù)據(jù)庫進行結(jié)合和聯(lián)動，實時掌握雨水情、壩體工情等信息，便于領(lǐng)導(dǎo)和工作人員及時判斷、快速決策，這一應(yīng)用對于抗洪救災(zāi)的快速和科學(xué)決策有著顯著的促進作用;

　　l 閘門狀態(tài)監(jiān)控——視頻監(jiān)控系統(tǒng)與閘門群控技術(shù)配套使用，實時監(jiān)視閘門運轉(zhuǎn)和水流控制情況，保證閘門的正常開啟運轉(zhuǎn)。操作人員不可能時時刻刻時守在監(jiān)視器屏幕前盯著異常情況的發(fā)生，這就需要智能視頻分析的幫助，通過對規(guī)則的設(shè)定，一旦泄洪閘門附近出現(xiàn)有人入侵、徘徊、滯留、放置危險物品、破壞閘門等異常情況時，立即報警，并與語音對講聯(lián)動，進行語音通報;[nextpaga]

　　l 周界入侵檢測——利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置虛擬警戒區(qū)監(jiān)視橋頭堡的安全狀況、水庫和壩區(qū)等周界安防情況，判別人員入侵并與報警系統(tǒng)聯(lián)動。

　　l 實時監(jiān)控水庫的溢洪道等地方，保證泄流的安全進行。

　　2.2.2河道實時的監(jiān)控

　　l 通過安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，能及時了解上下游河流的水文情況、雨水情況、堤壩情況，防止決堤漫堤等災(zāi)害事故的發(fā)生。

　　l 監(jiān)測水面是否清潔，河道內(nèi)水草是否及時清理，如有石油泄露、水面垃圾堆積時進行分析和報警，從而保證河道暢通、水質(zhì)清潔。

　　l 監(jiān)控河道沿線重要地段的工程情況、安全狀況，防止對水利設(shè)施的破壞。

　　l 與水文監(jiān)測儀等設(shè)備配合使用，可以遠程監(jiān)控水文監(jiān)測儀的直觀視頻圖像等。

　　2.2.3 實現(xiàn)水電站的無人值守

　　以水電站為代表的水利工程設(shè)施多在室外，且很大部分是無人值守或少人值守狀態(tài)，禁止人、車、物的進入。一旦遭到人為破壞，會對生產(chǎn)生活造成非常嚴重的影響。通過在無人值守水電站設(shè)置警備區(qū)域，視頻監(jiān)控系統(tǒng)識別出設(shè)定區(qū)域內(nèi)突然出現(xiàn)的入侵物體，與報警系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)動及時發(fā)出報警信號，并通過手機、無線等方式通知管理人員。這一應(yīng)用，可以大大提高水電站的工作效率，減少工作人員數(shù)量，推動水電行業(yè)的信息化、現(xiàn)代化發(fā)展。[nextpage]

　　3 發(fā)展趨勢

　　從產(chǎn)品需求上來看，目前各地實施水利工程建設(shè)時，安防已經(jīng)是必須配套的子項目。除去即將投入建設(shè)的水利工程外，一些已經(jīng)運行的水利工程還將補充安防子系統(tǒng)，但就全國水利工程安防系統(tǒng)應(yīng)用情況來說還是偏低，所以未來幾年，以視頻監(jiān)控為代表的水利安防產(chǎn)品需求將出現(xiàn)強勁勢頭。

　　從視頻監(jiān)控技術(shù)上看，發(fā)展趨勢是：

　　3.1 無線(3G)監(jiān)控系統(tǒng)

　　由于水利監(jiān)控點分布范圍廣闊，與監(jiān)控中心的距離較遠，利用傳統(tǒng)的有線連接方式，線路鋪設(shè)成本高昂，而且施工周期長，有些時候架設(shè)線纜還會遇到山川河流的阻礙。

　　隨著3G通信技術(shù)的發(fā)展，3G網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，3G網(wǎng)絡(luò)攝像機等前端設(shè)備及配套的平臺軟件也相應(yīng)出現(xiàn)。3G視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)突破了原有視頻監(jiān)控在地域、技術(shù)、成本等方面的限制，利用高帶寬的無線接入，支持在任意地點上傳現(xiàn)場圖像、在任意位置接收遠方圖像，并和固網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)融合，實現(xiàn)隨時隨地、無所不在的視頻監(jiān)控應(yīng)用，同時具備專為無線環(huán)境開發(fā)的帶寬自適應(yīng)能力，能夠有效保證視頻數(shù)據(jù)的連續(xù)性和穩(wěn)定性?，F(xiàn)在，3G視頻監(jiān)控系統(tǒng)已成為水利視頻監(jiān)控系統(tǒng)的熱點，引入3G無線方式可以解決上述問題，還可以對抗洪車輛進行視頻監(jiān)控，實現(xiàn)可視化的調(diào)度和指揮。

　　3.2 智能視頻監(jiān)控

　　智能視頻監(jiān)控(IVS)是利用計算機視覺技術(shù)對視頻信號進行處理、分析和理解，在不需要人為干預(yù)的情況下，通過對序列圖像自動分析對監(jiān)控場景中的變化進行定位、識別和跟蹤，并在此基礎(chǔ)上分析和判斷目標的行為，能在異常情況發(fā)生時及時發(fā)出警報或提供有用信息，有效地協(xié)助安全人員處理危機，并最大限度地降低誤報和漏報現(xiàn)象。如水庫智能化管理、周界入侵檢測等就是智能視頻監(jiān)控在水利安防中的應(yīng)用。

　　在現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，對突發(fā)事件和關(guān)注點主要依賴人工檢查和分析，容易出現(xiàn)漏判和誤判，同時系統(tǒng)數(shù)據(jù)越來越龐大，使水利部門工作人員的分析和處理工作量大大增加，從而影響了系統(tǒng)的應(yīng)用效率?，F(xiàn)在，已經(jīng)有一些安防系統(tǒng)平臺進行了智能分析的嘗試，如標尺刻度分析、閘門開啟狀態(tài)分析、禁止游泳區(qū)域警戒線分析等。智能視頻檢測監(jiān)控技術(shù)在未來的水利應(yīng)用發(fā)展中將有廣闊的前景。利用智能識別和檢測，大大提高安防人員的工作效率是大勢所趨。

　　3.3 以流域和大區(qū)域為單位的大型聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)

　　以往的水利視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要為防汛抗洪服務(wù)，在汛期保障水利設(shè)施的安全;而且以單個水利工程設(shè)施的監(jiān)控為主，為本地水利工作服務(wù)，缺乏共享機制。隨著視頻監(jiān)控系統(tǒng)在水利行業(yè)的進一步推廣與應(yīng)用，逐漸出現(xiàn)了以流域和大區(qū)域為單位的大型聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。所屬各地的水利基礎(chǔ)設(shè)施的監(jiān)控系統(tǒng)都通過有線或無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行聯(lián)網(wǎng)、整合、擴充與延伸，實現(xiàn)各個系統(tǒng)的互聯(lián)互通，對重點水利工程實現(xiàn)集中監(jiān)督和統(tǒng)一管理，實現(xiàn)國家、流域、省、市、縣等多級防汛指揮機構(gòu)對水利工程圖像的同步、實時、直觀的監(jiān)視與控制。將單個水利工程設(shè)施進行聯(lián)網(wǎng)、整合、擴充與延伸，實現(xiàn)各個系統(tǒng)的互聯(lián)互通，是水利安防未來的又一個發(fā)展方向。

　　最后，隨著嶄新的應(yīng)用模式和市場機遇不斷涌現(xiàn)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的自動化程度和整合程度不斷提高，幫助進一步加強水利行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)們的準確決策水平和應(yīng)急指揮能力。我們有理由相信，水利行業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用面將越來越廣泛。