邢清干渠共享鐵塔高點(diǎn)攝像機(jī)試點(diǎn)應(yīng)用研究

□郭珊珊 梁笑笑

以邢清干渠為試點(diǎn)，分析共享河北省河湖智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)鐵塔高點(diǎn)攝像機(jī)對(duì)輸水管線的視頻監(jiān)控效果，通過(guò)共享河北省河湖智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，整合已建視頻資源，提升了工程管理技術(shù)手段，提高了輸水管線巡查效率，保障了輸水管線供水安全，實(shí)現(xiàn)了輸水管線遠(yuǎn)程化、可視化、全天候管理，為南水北調(diào)配套工程全線可視化管理提供了參考借鑒。

1.基本情況

邢清干渠是河北供水有限責(zé)任公司管轄范圍內(nèi)的一條大型輸水干渠，全長(zhǎng)168km，可滿(mǎn)足120 萬(wàn)人生活用水需求。邢清干渠采用地下管道輸水，除閘、泵、閥等主要建筑物設(shè)置有視頻監(jiān)控外，輸水管線沿線無(wú)視頻監(jiān)控設(shè)施。

河北省河湖智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)，采取“通訊鐵塔+攝像機(jī)+傳輸+平臺(tái)”的技術(shù)路線，沿河道布設(shè)高點(diǎn)攝像機(jī)，打造集河湖汛情監(jiān)控和水域岸線監(jiān)控于一體的全覆蓋、全天候智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)。在鐵塔高點(diǎn)安裝了視距為2km 的可見(jiàn)光+熱成像雙光譜攝像機(jī)，可實(shí)現(xiàn)24 小時(shí)全天候監(jiān)管。原始視頻及抓拍圖片數(shù)據(jù)存儲(chǔ)不少于30 天，能夠滿(mǎn)足可追溯性的管理需求。

經(jīng)緩沖區(qū)分析計(jì)算，河北省河湖智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)部分視頻點(diǎn)位可覆蓋邢清干渠輸水管線，本著資源共享、節(jié)省成本的原則，以邢清干渠為試點(diǎn)，探索了共享鐵塔高點(diǎn)攝像機(jī)輔助輸水管線巡查監(jiān)管的可行性。

2.數(shù)據(jù)支持

共享鐵塔高點(diǎn)攝像機(jī)所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括輸水線路矢量數(shù)據(jù)、鐵塔高點(diǎn)攝像機(jī)點(diǎn)位布置圖、攝像機(jī)空白預(yù)置位區(qū)間等。

邢清干渠輸水管線布設(shè)在地下空間，地面僅可見(jiàn)閥井等標(biāo)志物，視頻畫(huà)面中無(wú)法直觀識(shí)別管線位置，根據(jù)輸水管線矢量數(shù)據(jù)以及鐵塔視頻點(diǎn)位布置圖計(jì)算輸水管線沿線鐵塔視頻點(diǎn)位監(jiān)控范圍，借助巡線管理人員的協(xié)助，通過(guò)在攝像機(jī)管理平臺(tái)中設(shè)置預(yù)置位的方式在視頻畫(huà)面中識(shí)別管線位置，并將所設(shè)置的預(yù)置位加入巡航線路中，達(dá)到視頻監(jiān)控巡查的目的。

位于邢臺(tái)沙河南水北調(diào)項(xiàng)目部附近的攝像機(jī)為新建鐵塔高點(diǎn)攝像機(jī)，設(shè)置2km 緩沖區(qū)，得到攝像機(jī)理論監(jiān)控范圍內(nèi)的輸水管線長(zhǎng)度為4820m。調(diào)用該攝像機(jī)監(jiān)控輸水管線，可清晰看到南水北調(diào)項(xiàng)目部、河北供水管理處以及六處閥井位置。將所設(shè)置預(yù)置位加入巡航線路后，全天候循環(huán)監(jiān)控各建筑物及閥井之間的輸水管線，作為人工巡查的補(bǔ)充，極大地提高了管線的巡查效率。

3.資源利用

整合輸水管線沿線鐵塔高點(diǎn)攝像機(jī)，基于GIS 平臺(tái)完成監(jiān)控范圍示意圖制作，在攝像機(jī)管理平臺(tái)中完成高點(diǎn)攝像機(jī)預(yù)置位及巡航線路設(shè)置，在GIS 平臺(tái)上完成輸水管線初步識(shí)別范圍矢量標(biāo)注，統(tǒng)計(jì)分析試點(diǎn)應(yīng)用成果。

3.1 高點(diǎn)攝像機(jī)視頻監(jiān)控范圍示意圖制作

高點(diǎn)攝像機(jī)視距為2km，根據(jù)高點(diǎn)攝像機(jī)點(diǎn)位坐標(biāo)，在GIS 平臺(tái)中生成緩沖半徑為2km 的緩沖區(qū)，與邢清干渠矢量數(shù)據(jù)疊加顯示，制作視頻點(diǎn)位監(jiān)控范圍示意圖，為邢清干渠巡線管理人員提供地圖參考。通過(guò)緩沖區(qū)分析，獲得邢清干渠沿線37 個(gè)高點(diǎn)攝像機(jī)點(diǎn)位，復(fù)用秸稈禁燒和森林草原防火監(jiān)控項(xiàng)目攝像機(jī)8 個(gè)，水利新建攝像機(jī)29 個(gè)。

3.2 預(yù)置位及巡航線路設(shè)置

巡線管理人員根據(jù)視頻監(jiān)控范圍示意圖以及巡線經(jīng)驗(yàn)在視頻畫(huà)面中識(shí)別輸水管線位置，在攝像機(jī)管理平臺(tái)中設(shè)置相應(yīng)預(yù)置位，標(biāo)記所識(shí)別線路空間位置。共享高點(diǎn)攝像機(jī)預(yù)置位設(shè)置區(qū)間為1～299，其中河湖預(yù)置位從1 號(hào)開(kāi)始設(shè)置，121-299 區(qū)間為空白預(yù)置位。邢清干渠試點(diǎn)預(yù)置位設(shè)置區(qū)間為121-150。預(yù)置位設(shè)置完成后，將所設(shè)置預(yù)置位加入巡航線路中，實(shí)現(xiàn)視頻巡查。邢清干渠沿線鐵塔高點(diǎn)攝像機(jī)共設(shè)置預(yù)置位346 處。

3.3 標(biāo)注供水線路識(shí)別范圍

根據(jù)預(yù)置位設(shè)置情況，在GIS 平臺(tái)中以面矢量的形式逐個(gè)標(biāo)繪邢清干渠沿線高點(diǎn)攝像機(jī)所識(shí)別輸水管線的位置，并計(jì)算初步識(shí)別輸水管線長(zhǎng)度。

3.4 統(tǒng)計(jì)試點(diǎn)應(yīng)用成果

邢清干渠沿線37 個(gè)鐵塔高點(diǎn)攝像機(jī)中32 個(gè)攝像機(jī)可被共享使用，另有2個(gè)攝像機(jī)處于離線狀態(tài)，3 個(gè)攝像機(jī)被樹(shù)木完全遮擋無(wú)法使用，可見(jiàn)閥井或明顯標(biāo)志建筑物32 處，初步識(shí)別管線長(zhǎng)度45.035km。

4.結(jié)果分析

邢清干渠共享鐵塔高點(diǎn)攝像機(jī)和自建視頻監(jiān)控點(diǎn)位相比，具有投資少、見(jiàn)效快、效果好的特點(diǎn)。按照“整合已建、統(tǒng)籌在建、規(guī)范新建”的要求，提升輸水管線信息化裝備水平可優(yōu)先共享鐵塔高點(diǎn)攝像機(jī)，高點(diǎn)視頻攝像機(jī)未覆蓋到的輸水管線可采用自建視頻監(jiān)控點(diǎn)位作為補(bǔ)充，逐步實(shí)現(xiàn)輸水管線視頻監(jiān)控全覆蓋。

邢清干渠通過(guò)共享鐵塔高點(diǎn)攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)高點(diǎn)視頻監(jiān)控與人工巡查相結(jié)合，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，提高管線巡檢效率，對(duì)于保障安全供水具有重要意義，可為提升河北供水有限責(zé)任公司管轄范圍內(nèi)的其他輸水管線可視化管理水平提供決策參考。

此外，通過(guò)共享鐵塔高點(diǎn)攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)輸水管線全天候巡航監(jiān)管，推動(dòng)輸水管線管理由“人防為主”向“人防+技防結(jié)合”轉(zhuǎn)變，由“事后被動(dòng)應(yīng)對(duì)”向“事前主動(dòng)預(yù)防”轉(zhuǎn)變，降低輸水管線隱患發(fā)生概率，為緊急事件處理及決策提供數(shù)據(jù)支撐。