電子監(jiān)控系統(tǒng)及LED顯示屏在錢塘江管理中的應用

陳瑞剛 楊瑞東

摘 要：隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，電子監(jiān)控、無線監(jiān)控、LED顯示屏等系統(tǒng)的使用越來越廣泛，文章從錢塘江管理角度出發(fā)，介紹了固定監(jiān)控系統(tǒng)、無線監(jiān)控系統(tǒng)及室外大型LED電子顯示屏的技術特點，構建錢塘江流域監(jiān)控體系及防潮安全宣傳管理網(wǎng)絡，突出監(jiān)控系統(tǒng)及顯示屏在管理中的實際應用，為錢塘江管理提供了新的一種重要手段。

關鍵詞：電子監(jiān)控 無線監(jiān)控 LED顯示屏 錢塘江管理 防潮安全

中圖分類號:F062.4 文獻標識碼:A

文章編號:1004-4914（2011）06-294-02

錢塘江作為浙江的母親河，在浙江的水利發(fā)展、防臺防汛防潮工作中占有重要的地位。錢塘江全長605公里，流域面積55558平方千米，86.5%在浙江省境內(nèi)，占浙江省總面積的47.2%,兩岸地形復雜多變，隨著兩岸社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，出于防潮安全、工程項目監(jiān)管、河道采砂管理等方面的要求，建設錢塘江海塘監(jiān)控體系及LED大型顯示屏也隨即提上了日程，而防潮安全方面的需求更是監(jiān)控系統(tǒng)和顯示屏建設的直接緣由。

近幾年來，屢有錢江潮卷人之事發(fā)生，2007年8月2日在杭州七堡丁壩發(fā)生的潮水卷人事件再次成為了社會的焦點，這次“天下第一潮”卷走30余人，盡管其中有22人獲救，但遇難的人數(shù)達到12人。痛定思痛，為了做好防潮安全宣傳工作，政府開始在錢塘江沿岸幾個主要觀潮點設置監(jiān)控攝像頭及大型LED顯示屏，一方面通過LED電子顯示屏播放潮汐訊息、宣傳潮水相關知識、指導人們安全觀潮；另一方面通過監(jiān)控設置實時查看觀潮危險點的潮水及觀潮人員狀況。這也是錢塘江海塘監(jiān)控體系初步構建的開始及LED顯示屏在錢塘江沿岸應用的起源。錢塘江海塘監(jiān)控體系包含電信全球眼監(jiān)控系統(tǒng)、電信3G移動監(jiān)控系統(tǒng)以及網(wǎng)通華數(shù)眼監(jiān)控系統(tǒng)。

一、電信全球眼監(jiān)控系統(tǒng)的運行機制

電信全球眼及網(wǎng)通華數(shù)眼等監(jiān)控系統(tǒng)都已經(jīng)過一段時間的發(fā)展應用，技術上比較成熟，監(jiān)控平臺、各種功能相對完善。電信全球眼監(jiān)控系統(tǒng)是基于寬帶網(wǎng)來實現(xiàn)圖像遠程監(jiān)控、傳輸、存儲、管理等功能，系統(tǒng)利用電信寬帶網(wǎng)絡將分散、獨立的圖像采集點進行聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)跨區(qū)域的統(tǒng)一監(jiān)控、統(tǒng)一存儲、統(tǒng)一管理、資源共享，便于使用者通過控制云臺進行實時監(jiān)控，用戶也可以通過云臺進行實時操作，實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的錄像、查詢等等功能，同時還可以通過二次開發(fā)結合錢塘江水利行業(yè)管理特點進一步加以應用。比如，出于錢塘江防潮安全管理需要，江邊部分監(jiān)控攝像頭還設置了喊話功能，在潮水來時如有人在危險地帶可以進行喊話。

從技術上講，全球眼監(jiān)控系統(tǒng)已十分成熟，數(shù)據(jù)傳送穩(wěn)定，畫面清晰，在配置360度旋轉高清晰球型攝像頭后，監(jiān)控范圍較遠（200米左右），且可以選擇設置前端數(shù)據(jù)存儲或中心數(shù)據(jù)存儲，便于用戶查詢應用。但是全球眼系統(tǒng)建設投入大，運行維護費用也相對較高，且相對于錢塘江廣闊的流域監(jiān)控范圍有限。首先，由于圖像數(shù)據(jù)傳輸特性決定，需要布設光纖線路，而錢塘江沿岸地形復雜，兩岸既有人口稠密地區(qū)，也有空曠荒涼之地，全程布設光纖線路費用巨大且不現(xiàn)實；其次，固定的監(jiān)控點位對于整個錢塘江海塘來說可控范圍有限，滿足不了錢塘江管理中防汛、防潮、海塘安全、工程監(jiān)管、涌潮觀測等諸多需求。網(wǎng)通華數(shù)眼與電信全球眼基本功能類似，其運行機制也大致相同，略微不同之處在于全球眼系統(tǒng)給用戶提供了客戶端平臺，而華數(shù)眼平臺直接集成在網(wǎng)頁上。

二、電信3G移動監(jiān)控系統(tǒng)的運用

第三代移動通信技術（3rd-generation，3G），是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術。3G服務能夠同時傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百kbps以上。目前3G存在四種標準：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，WiMAX。而電信提供的技術方案是CDMA2000 1xEV-DO，以及此實現(xiàn)的無線監(jiān)控系統(tǒng)為3G-EVDO。隨著3G無線網(wǎng)絡技術、數(shù)字視頻壓縮技術的發(fā)展，3G移動監(jiān)控系統(tǒng)以其上網(wǎng)速率高，無需布線，移動等特點，提供了光纖專線，ADSL寬帶上網(wǎng)無法比擬的便利性，正逐步成為目前寬帶接入不可缺少的補充方式，尤其在一些無固定地點如錢塘江江面上等有線寬帶無法到達的地方發(fā)揮獨特的作用。針對錢塘江管理的特殊應用，無線移動監(jiān)控可用于包括船只的監(jiān)控系統(tǒng)以及相關水事執(zhí)法、管理車輛的車載監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)圖像看得清、錄像存得好、云臺控制等指令響應得快等要求，同時還有無線視頻采集及移動視頻觀看和控制的應用要求。而其他3G系統(tǒng)，其功能與電信移動監(jiān)控解決方案大同小異，這里就不再贅述。

3G移動監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過遠程圖像管理的要求，在船只或車輛的控制云臺進行圖像監(jiān)控服務以及相關的通信服務，包括遠程控制、數(shù)據(jù)實時采集、備份、查詢等相關內(nèi)容。針對錢塘江流域水面環(huán)境復雜、河道兩岸多為遠離城市區(qū)域，傳統(tǒng)的監(jiān)控手段在很多偏遠地段及河道江面上無法實現(xiàn)，而使用電信提供的EVDO網(wǎng)絡接入方式連接到全球眼平臺，可以實現(xiàn)監(jiān)控方便、實時快捷遠程控制的目的。在無線監(jiān)控點前端，通過船載、車載攝像頭對現(xiàn)場情況進行實時采集，攝像頭通過視頻無線傳輸設備相連，并通過由EVDO將數(shù)據(jù)信號發(fā)送到電信的控制云臺。3G監(jiān)控系統(tǒng)的移動特性是利用3G-EVDO集群技術進行視頻數(shù)據(jù)的無線網(wǎng)絡傳輸?shù)男滦拖到y(tǒng)，具有移動性強，圖像質(zhì)量較高，視頻流暢性好，系統(tǒng)擴展能力強等特點，隨著3G-EVDO網(wǎng)絡的性能不斷提高，這套系統(tǒng)能夠獲得更好的使用效果，同時能夠平滑升級，使用戶系統(tǒng)隨時保持先進性。

移動3G-EVDO監(jiān)控系統(tǒng)技術具備以下優(yōu)點：能夠保證移動過程中視頻的正常通信傳輸，并符合移動視頻通信的嚴格要求，具有全數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化、系統(tǒng)化無線監(jiān)控系統(tǒng)的典型特點；建設成本低，除前端設備外，可借助現(xiàn)有無線基站，不必建立獨立專用基站；不受阻擋物限制，可以進行通過建筑物以及高山繞射的視頻傳輸；視頻傳輸基本清晰、流暢；不受距離限制，前端只要有3G-EVDO信號，接收端只要能上互聯(lián)網(wǎng)，就能傳輸視頻，控制云臺也能進行實時控制。

3G-EVDO監(jiān)控系統(tǒng)這種方式投資小，無需挖管埋線，對于錢塘江廣闊的流域而言具有非常積極的借鑒意義，在條件符合的情況下應優(yōu)先考慮。但是相對于傳統(tǒng)光纖數(shù)據(jù)傳送快捷、安全，圖像上傳下載有保障，無線網(wǎng)絡尚不能完全覆蓋錢塘江整個流域，尤其在一些偏遠地段，無線通訊的質(zhì)量無法得到保障；其次移動監(jiān)控系統(tǒng)，在大型船只電源的供給尚可由發(fā)動機提供，但是車輛的電源一般由汽車電瓶供給，無法做到長時間的運行，而且車載監(jiān)控系統(tǒng)前端操作有一定的復雜性，前端的數(shù)據(jù)存儲也需要有相當多的設備投入。

三、LED電子顯示屏在防潮安全宣傳上的應用

LED顯示屏（LED panel）：LED就是light emitting diode，發(fā)光二極管的英文縮寫，簡稱LED。它是一種通過控制半導體發(fā)光二極管的顯示方式，就是由很多個發(fā)光二極管組成，靠燈的亮滅來顯示文字、圖形、圖像、動畫、行情、視頻、錄像信號等各種信息的顯示屏幕。在錢塘江畔矗立的電子顯示屏在防潮安全宣傳方面有著顯著的效果，這里簡單介紹一下其應用。

顯示屏使用同步控制系統(tǒng)，控制LED顯示屏的工作方式基本等同于電腦的監(jiān)視器，它點點對應，實時映射電腦監(jiān)視器上的圖像,通常具有多灰度的顏色顯示能力，可達到多媒體的宣傳廣告效果。其主要特點是：實時性、表現(xiàn)力豐富、操作較為復雜、價格高。一套LED顯示屏同步控制系統(tǒng)一般由發(fā)送卡、接收卡和DVI顯卡組成。電子顯示屏前端可以播放多種樣式的文件，如DVD視頻、word文檔、圖片、PPT文件等，在顯示屏內(nèi)部設置排氣排濕風扇控制溫度及濕度，通過對電源定時開關的設置，可以控制工控計算機的開關機時間、顯示屏的開關屏時間。

在數(shù)據(jù)連接控制方面，由于LED顯示屏位置位于錢塘江畔，顯示屏播放內(nèi)容一般是通過網(wǎng)絡從控制后臺傳送至前臺,一般包括后臺控制計算機及前端放置的工控計算機，后臺計算機與前端工控機的連接既可以通過顯示屏常用控制軟件來實現(xiàn)，也可以通過PC AnyWhere等軟件來實現(xiàn)遠程控制，而顯示屏需要播放的文件則通過計算機遠程連接顯示屏內(nèi)部的工控計算機實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送（可通過Internet公共網(wǎng)絡進行）。錢塘江邊的顯示屏因為與監(jiān)控設置在相近位置，所以可以共用監(jiān)控系統(tǒng)的光纖。通過編制顯示屏播放文件列表，設置顯示屏分段播放時間，實時播放當天潮汐訊息、防潮宣傳片、水利知識等內(nèi)容。室外大型顯示屏由于其直面受眾的宣傳特性，在正式運行后起到很好社會效應的同時，也存在一些問題。首先是因為顯示屏建設費用較高，且設置在錢塘江邊，有些顯示屏如七堡、七格等地由于附近有工程在施工，容易為灰塵所侵襲，而且江邊濕度大、風速也大，周圍環(huán)境較其它地段更為惡劣，造成顯示屏運行損耗相對較大，維護費用高；其次，顯示屏需要專人進行巡查維護，其播放內(nèi)容也需專門人員進行編排更新，出現(xiàn)缺屏、閃屏現(xiàn)象時如不及時維護會造成不良影響。再次，顯示屏的耗電量較大，設置地點也必須視野開闊，周圍有相當?shù)娜肆髁坎拍苓_到最大化的宣傳效果。

錢塘江流域監(jiān)控系統(tǒng)及LED電子顯示屏的應用對于錢塘江防潮、防汛、工程管理、采砂管理以及促進水利信息化管理有著積極的作用，這些系統(tǒng)的實施應用提升了錢塘江水利的管理水平，實實在在地為錢江兩岸的人民提供了一個十分直觀的宣傳平臺。

參考文獻：

1.何勇軍.曹娥江大閘樞紐工程計算機監(jiān)控系統(tǒng).中國水利,2008(20)

2.周力峰，李進軍，莫子華.水利信息系統(tǒng)中間件應用技術研究.長江科學院院報,2006(06)

（作者單位：浙江省錢塘江管理局杭州管理處 浙江杭州 310025）（責編：賈偉）