水利可视化监测系统

背景与挑战

　　随着国民经济的迅猛发展，水利工作也受到政府的高度重视。2015年，在党中央、国务院的高度重视和正确领导下，全国各级水利部门奋发有为、扎实工作，在防汛抗旱防台风、完成年度水利投资、重大水利建设、民生水利发展、水生态文明建设、水利改革创新、全面从严治党等方面取得明显成效，为“十二五”水利改革发展划上了圆满句号。

　　“十三五”时期，将是强化水利重点薄弱环节建设、加快民生水利发展、推进传统水利向现代水利和可持续发展水利转变的重要时期，也是实现水利创新发展、协调发展、绿色发展、开放发展、共享发展的关键时期。

　　水利可视化监测系统的建设是现代水利实现可持续发展的一种必然趋势，系统的建设能使水利管理部门的防洪减灾、水资源调度管理、水污染事件处理、航运管理等重要领域更及时、更客观地获得数据和信息，更准确、高效的预测、预报和预警等，更好地做出可持续发展的科学决策。通过可视化监测系统，同时也可改善水利工程的运行维护工作人员的工作环境，提高工作效率，节约水利工程的运行成本，做到无人值守、少人值班。

现阶段水利可视化监测系统面临的主要问题：

　　1) 一些小型水利设施如水库等，安全监管不到位。大多数小型水库无任何大坝安全监测设施,多数中型水库安全监测仍采用人工观测，已建成的监测设施中，存在设备过时，精度差，可靠性低等问题，如监控摄像头仍采用低分辨率的模拟摄像机，对现场情况采集不够准确。

　　2) 对于重要的水域缺乏统一的管理监控，尤其是一些跨区域河流，监控系统各自独立，达不到有效监控的目的。

　　3) 一些水利设施的闸门、泄洪道、泄洪洞等，常年处于无人值守状态，需要设置监控点，保证其安全。

　　4) 部署的水文监测设施，仅仅只能提供数据信息，发生情况时，缺乏对现场直观的了解。

5) 部分水利设施地处偏僻，在白天无人和夜晚的时候，需要对其周边进行监控，防止人为的破坏。

解决方案

水利可视化监测系统系统由各级监控中心和前端监控站组成。在水利部视频监控中心下，省级、市级、县(市、区)级水利主管部门和防汛指挥中心，以及省属流域管理部门、省级水利枢纽分别设置监控中心，在前端水域和水利工程管理等单位设置视频接入中心(重点防洪工程建设管理单位)。监控中心和监控站通过传输网络连接，构成一个多级联网的视频监控系统。

前端监控站作为整个视频监控系统的最前线，负责对视频图像的采集、编码、传输以及报警信号的采集。前端监控主要针对是突发性水旱灾害点，主要包括江河洪水、渍涝灾害、山洪灾害(指由降雨引发的山洪、泥石流、滑坡灾害)、台风暴潮灾害、干旱灾害、供水危机以及由洪水、风暴潮、地震、恐怖活动等引发的水库垮坝、堤防决口、水闸倒塌供水水质被侵害等次生衍生灾害点。

应急抢险系统主要是针对突发险情或者监管人员定点巡查是做现场视频监控，以最快的速度获取现场视频，以便在最短的时间内做出响应。　　

省属流域及省级水利枢纽监控中心负责对所辖区域内前端监控点视频图像、报警信号的汇聚，并转发给相关单位及上级部门，同时对重要的录像和报警进行备份。中心有权对前端系统实施管理、控制，能够调阅前端录像、控制摄像机云台操作等。大屏显示系统能够对前端采集的图像解码上墙，以轮巡、拼接等方式呈现。

水利部监控中心作为一级平台，接收所有二级平台的图像资源，平台可查看全国各流域(省)的监控图像及录像。根据访问权限，水利部为高级权限。

在水利部和流域(省)均可通过手机接入相关平台，用手机可直接查看图像资源。

水利部视频诊断和运维管理服务器还可对水利部平台和流域(省)的图像资源进行视频质量检和录像存储检查，并生成图形化报表保证整套监控平台的良好运行检查，并生成图形化报表保证整套监控平台的良好运行。

方案亮点

1) 水利工程一般面积大、监控范围广，所需摄像头数量多，单凭少量显示屏和几个值班人员，是难以兼顾的。通过采用海康威视smart系列摄像机可以对多种行为进行智能化分析，大大减轻平台值班人员的工作强度。

2) 水文监测点均在户外，受外界天气影响很大，容易遇到大雾天气，视频透雾技术可以很好的解决这个问题，通过融合图像增强技术与图像复原技术，获得准确、自然的透雾图像。

3) 平台软件的视频质量诊断能够实现智能化视频故障分析与预警，其通过对前端设备传回的码流进行解码以及图像质量评估，对视频图像中存在的质量问题进行智能分析、判断和报警。

4) 针对网络和供电条件不稳定的场景采用低功耗抓图摄像机满足业务应用。