視頻監(jiān)控前沿技術(shù)在水利行業(yè)中的應(yīng)用探討

王闖

[摘要]將視頻監(jiān)控技術(shù)中的先進(jìn)技術(shù)運(yùn)用到水利行業(yè)中，相對于在銀行、交通等方面的應(yīng)用來說，是一種新的嘗試。視頻監(jiān)控先進(jìn)技術(shù)能否在水利行業(yè)中充分發(fā)揮作用，值得探究。本文對水利、水利行業(yè)進(jìn)行闡述，并對視頻監(jiān)控先進(jìn)技術(shù)運(yùn)用到水利行業(yè)中的實踐情況、現(xiàn)有技術(shù)的特點，以及視頻監(jiān)控在水利行業(yè)中的應(yīng)用趨勢進(jìn)行分析。

[關(guān)鍵詞]視頻監(jiān)控；水利行業(yè)；實踐；技術(shù)特點；應(yīng)用趨勢

doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2017.18.085

[中圖分類號]TP277；TV22 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）18-0137-02

1水利及水利行業(yè)概述

水利是指通過對自然流域采取控制、調(diào)節(jié)、疏導(dǎo)、開發(fā)、管理及保護(hù)等措施，進(jìn)行洪水、干旱災(zāi)害方面的預(yù)防、治理、開發(fā)及利用的水資源的事業(yè)及活動的總稱。水利行業(yè)是指水力資源的開發(fā)與防治洪災(zāi)、旱災(zāi)的水利事業(yè)，水利行業(yè)涉及洪水預(yù)測、防水工程、河道治理工程、水庫工程水利計算、水電站動能設(shè)計以及經(jīng)濟(jì)評估諸多方面。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)在水利行業(yè)中的運(yùn)用比較復(fù)雜，但在實際應(yīng)用中能夠針對性的解決問題，這也體現(xiàn)了其重要性。復(fù)雜性是指水利行業(yè)涉及的范圍比較廣，如防水工程的建設(shè)、設(shè)計的相關(guān)事項、水利工程經(jīng)濟(jì)事項的評估、水資源的開發(fā)利用等很多方面。在水利行業(yè)的發(fā)展過程中，水利建設(shè)處于最基本的層面，涉及工程建設(shè)、工程設(shè)計、水利工程建設(shè)方面的經(jīng)濟(jì)評定諸多關(guān)鍵事項。水利行業(yè)的應(yīng)用價值體現(xiàn)在依靠合理運(yùn)用水資源，對水災(zāi)、旱災(zāi)進(jìn)行有效預(yù)防及治理，并為人們提供生產(chǎn)、生活用水，還能夠降低居住環(huán)境受洪水侵襲的概率。

2視頻監(jiān)控系統(tǒng)在水利行業(yè)中的應(yīng)用實踐及現(xiàn)有技術(shù)

2.1視頻監(jiān)控系統(tǒng)在水利行業(yè)中的應(yīng)用實踐

視頻監(jiān)控系統(tǒng)在水利行業(yè)中的實踐能夠有力推進(jìn)水利行業(yè)信息化管理系統(tǒng)的構(gòu)建。在水利工程建設(shè)中運(yùn)用視頻監(jiān)控系統(tǒng)，能夠為管理層制定正確決策輸送直觀的視頻資料，還可以節(jié)約大量的人工，也能夠逐步改變水利作業(yè)人員在觀測方面的細(xì)節(jié)，以及改善測量作業(yè)方面的環(huán)境，降低水利工程監(jiān)督作業(yè)方面的人數(shù)，提升工作效率，大體上達(dá)成自動控制及監(jiān)測的目標(biāo)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)在水利行業(yè)中的實踐基本包括以下兩點。

2.1.1水庫智能化管理

視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠幫助水庫管理達(dá)成智能化，水庫視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以對水庫中易發(fā)生問題的部門（指每個閘門、水庫蓄水庫、大壩周圍環(huán)境各有關(guān)部門）進(jìn)行實時監(jiān)督控制，且都連接至視頻監(jiān)控中心，這樣，作業(yè)人員可以及時、全面地掌控水庫各部位的實時運(yùn)轉(zhuǎn)情形。倘若水庫運(yùn)轉(zhuǎn)情形處于穩(wěn)態(tài)，便不需要作業(yè)人員干預(yù)，不會給作業(yè)人員增添作業(yè)量；若水庫運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)生問題，視頻監(jiān)控系統(tǒng)將及時發(fā)出報警信號，呼叫水庫作業(yè)人員，作業(yè)人員在監(jiān)控中心就可以及時獲知水庫發(fā)生問題的部位，進(jìn)而分析問題發(fā)生的原因，這樣就有更充足的時間制定好控制措施。對水庫借助視頻監(jiān)控系統(tǒng)實施智能管控，可有效提升水庫的安全性及可靠性。

2.1.2河道實時監(jiān)控

水利行業(yè)中的河道蘊(yùn)含許多不確定因素，不利于河流的整治。河道治理工程包括調(diào)節(jié)及穩(wěn)固主流位置、保護(hù)水流周邊環(huán)境、泥沙運(yùn)動等。運(yùn)用視頻監(jiān)控系統(tǒng)對河道實施監(jiān)督控制，可以及時了解河道運(yùn)行狀態(tài)，有利于河道治理工作的順利進(jìn)行。把視頻監(jiān)控設(shè)備設(shè)置于河流兩旁稍高的地方，有利于對河流情況施行全方位的監(jiān)督控制，作業(yè)人員借助視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以精準(zhǔn)地判斷河流主流位移狀況。

2.2水利視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的現(xiàn)有技術(shù)

2.2.1存儲方式

水利視頻監(jiān)控系統(tǒng)支持分布式存儲與集中存儲兩種存儲方式。

2.2.2遠(yuǎn)程應(yīng)急指揮

視頻監(jiān)控系統(tǒng)可引進(jìn)圖像、音頻、視頻的雙向傳輸體系，使信息流能夠進(jìn)行即時交互，達(dá)到系統(tǒng)所需的快速反應(yīng)要求，在發(fā)生緊急事件時，其能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)急指揮。相關(guān)人員借助專門的語音開關(guān)，能夠完成通信系統(tǒng)的無縫接入。

2.2.3流媒體技術(shù)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)集成流媒體服務(wù)器技術(shù)，能夠使每個服務(wù)對象接收到高質(zhì)量的視頻。相關(guān)人員對區(qū)域內(nèi)服務(wù)器的訪問也都是依靠流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器予以轉(zhuǎn)發(fā)，使該視頻服務(wù)器的視頻服務(wù)只占用一個通道。對流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器的軟件實行多級設(shè)置，能夠提高相應(yīng)的訪問的效率，也能夠?qū)α髅襟w管理軟件的模塊進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，從而達(dá)到在短時間內(nèi)實現(xiàn)高帶寬利用率的目的。

2.2.4GIS電子地圖

定位顯示：相關(guān)人員可利用多項定位技術(shù)，如GPS定位、移動手機(jī)定位、固定電話定位等。

實時追蹤：能夠在顯示屏上顯示監(jiān)控對象的實時情況，如實時的經(jīng)度及緯度、時間、速度、方向等。

歷史軌跡回放：能夠把監(jiān)控對象的運(yùn)動狀態(tài)數(shù)據(jù)實現(xiàn)軌跡回放。

視頻監(jiān)控查詢：憑借點選地圖上的視頻監(jiān)控點圖元，相關(guān)人員可以快速獲得當(dāng)下的視頻數(shù)據(jù)。

2.2.5完善的訪問權(quán)限

視頻監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)用目錄式對象管理技術(shù)，把系統(tǒng)中的全部資源實行統(tǒng)一化對象定義。不同的對象以數(shù)層次結(jié)構(gòu)的方式存儲在目錄數(shù)據(jù)中，各對象都能實現(xiàn)全面的權(quán)限設(shè)定。視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)用戶權(quán)限在全網(wǎng)中的漫游，用戶只要在整個系統(tǒng)中登錄過（記住密碼），就能在全網(wǎng)漫游，對所有有權(quán)限的資源進(jìn)行訪問。視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對用戶優(yōu)先級級別的管理，對同一個資源，若有兩個用戶都擁有對應(yīng)的權(quán)限，級別高的用戶就能搶占級別低的用戶對這項資源的所有權(quán)，用戶的所有權(quán)被搶占時會收到相應(yīng)的通知。

3視頻監(jiān)控在水利行業(yè)中的應(yīng)用趨勢

視頻監(jiān)控系統(tǒng)在水利行業(yè)中所起的作用日益明顯，應(yīng)用范圍逐漸延伸。隨著視頻監(jiān)控技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在水利行業(yè)中的應(yīng)用，向流域型或?qū)俚匦吐?lián)網(wǎng)監(jiān)督控制、水利行業(yè)專用的智能視頻檢測技術(shù)、高速率移動通信視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)3個方向延伸。

3.1流域型或?qū)俚匦吐?lián)網(wǎng)監(jiān)督控制

以前視頻監(jiān)控技術(shù)在水利行業(yè)中的應(yīng)用主要面向的是單一水利工程設(shè)施的監(jiān)督控制，通常只作為閘門控制系統(tǒng)的輔助項目，服務(wù)對象是當(dāng)?shù)刈鳂I(yè)人員。而流域型或?qū)俚匦吐?lián)網(wǎng)監(jiān)督控制可以對遙遠(yuǎn)的、大區(qū)域水利工程采取全面的監(jiān)督控制，有利于作業(yè)人員掌握全部監(jiān)督控制范圍中水利的實時狀況。在技術(shù)層面上，流域型或?qū)俚匦吐?lián)網(wǎng)監(jiān)督控制的服務(wù)器作用更多、系統(tǒng)也較完備，完成了服務(wù)器分布式安裝，服務(wù)器級聯(lián)與備份等能夠?qū)崿F(xiàn)實時掌控，提升服務(wù)器的轉(zhuǎn)發(fā)效率，實現(xiàn)大流量視頻數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)與分發(fā)，還能保證不破壞已有水利網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)態(tài)。

3.2水利行業(yè)專用的智能視頻檢測技術(shù)

水利行業(yè)專用的智能視頻檢測技術(shù)，是水利行業(yè)中未來視頻監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，視頻檢測準(zhǔn)確度會更高，便于作業(yè)人員根據(jù)檢測檢測結(jié)果，提出正確的改進(jìn)方案。水利行業(yè)專用的智能視頻檢測技術(shù)在運(yùn)用中要關(guān)注以下幾點。

運(yùn)用該技術(shù)要建立在充分適應(yīng)應(yīng)用環(huán)境的基礎(chǔ)上，利用視頻處理算法設(shè)置最適合的特定環(huán)境，且將實際場景優(yōu)化處理。

運(yùn)用該技術(shù)要選擇最匹配的測量手段。目前已有的兩種測量手段包括集中檢測手段及分布監(jiān)測手段。集中檢測手段是在軟件平臺上進(jìn)行檢測，分布式檢測手段是在攝像機(jī)視頻中，以鑲嵌的形式予以檢測，這種檢測手段的運(yùn)用能夠與水利行業(yè)專用的智能視頻檢測技術(shù)有效組合。

3.3高速率移動通信視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)

水利行業(yè)應(yīng)用的無線網(wǎng)絡(luò)信息傳送技術(shù)，主要依托中國移動的GPRS/EDGE網(wǎng)絡(luò)與中國聯(lián)通的CDMA網(wǎng)絡(luò)。這兩大運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)信息傳送的實際速率以往只能達(dá)到60kbit/s，如此，帶寬難以實現(xiàn)滿意的視頻傳送效果，水利行業(yè)視頻監(jiān)控監(jiān)控系統(tǒng)，勢必要在視頻編碼與網(wǎng)絡(luò)傳輸流控兩部分實行優(yōu)化舉措。

高速率移動通信視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)是一種新技術(shù)，它借助攝像頭收集監(jiān)控對象的視頻數(shù)據(jù)，且將這些視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行合理編碼，把編碼運(yùn)用3G、4G等高速率移動通信技術(shù)傳送至控制中心，即使沒有線路的傳遞也能完成監(jiān)控工作，且具備許多作用。高速率移動通信視頻監(jiān)控系統(tǒng)涉及許多軟件的應(yīng)用，能達(dá)到多種目的，具體如下。

集中管理。實現(xiàn)集中用戶認(rèn)證，依靠認(rèn)證服務(wù)器對用戶予以認(rèn)證，進(jìn)而實現(xiàn)僅為用戶提供瀏覽控制權(quán)限的目的。

集中目錄管理。對系統(tǒng)攝像機(jī)、報警設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一編號授權(quán)與優(yōu)先級管理。

虛擬網(wǎng)絡(luò)矩陣技術(shù)。該技術(shù)可以把監(jiān)控的圖像予以切換、顯示解碼等，進(jìn)而實現(xiàn)報警、調(diào)用圖像等功能。

4結(jié)語

運(yùn)用視頻監(jiān)控技術(shù)能夠?qū)λこ虒嵤┤轿坏谋O(jiān)督與控制，有利于幫助水利作業(yè)人員更為準(zhǔn)確地獲知水庫、河流等區(qū)域的實時狀況，還能實施智能化管理。相關(guān)人員可依靠視頻監(jiān)控技術(shù)獲得的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，對水利行業(yè)發(fā)展中所含的問題，采取科學(xué)、精準(zhǔn)的分析，以此制訂合理的改進(jìn)方案。筆者相信未來水利視頻監(jiān)控技術(shù)，能夠在本文所列的3個應(yīng)用方向有更深層次的發(fā)展。