根據中國建設“數字水利”的目標,全面實施水利系統遠程實時監控系統,對可能或正在發生的汛情、險情、災情進行實時動態監控,及時采取預防與補救措施,全面提高防汛抗洪工作的有效性和可靠性,對減少洪水災害、緩解防洪壓力、保障人民生命財產安全具有重要作用。綜上所述影響河流、水庫的安全因素,需要采取措施監視、防范影響河流、水庫安全的各種情況發生。
水庫作為國家的重要資產,在水的管理方面有著舉足輕重的作用。對水庫實行科學、安全、自動的管理,在現階段已是一個符合國情而又非常迫切的要求。由于水庫的面積廣大、地形復雜等原因,實現有線的監控管理難度很大,廈門才茂提出了無線遠距離實時圖像監控的合理化建議。
水庫擬實現無人執守及安全監控,要求實現以下功能:
汛期的水庫安全防衛工作,時刻注意水庫的水位,如果水位到了警戒線,有了險情,馬上報警。
水庫重點區域的防范,隨時注意閘門、大壩的正常工作和穩固程度。
水庫水面情況的實時遠端監控:水面上是否有漂浮物(如白色垃圾)、漂流物(如泄漏的原油)。
水庫水岸情況的實時遠端監控:岸上的物體(如人、獸)是否進入危險區(如閘門口、大堤上),是否有可疑的情況(如有人想要破壞水庫)。
能夠隨時檢測水庫中水的水質,并將信息傳到遠端,發現水質超標,馬上報警。
水庫天氣情況的實時監控。
4G無線監控系統組成
無線監控系統由前端采集設備、服務器和客戶端組成,可實時查看水庫各地的視頻圖像和水位信息。前端設備包括高清攝像機、水位傳感器和遙測終端機。水位信息和視頻圖像以4G無線網絡發送;服務器提供數據中轉,用戶權限管理等;客戶端提供用戶查看水位信息和視頻的界面。
前端由水位檢測儀,遙測終端機,無線高清攝像機組成。遙測終端機采集來自水位傳感器的數據,通過無線進行數據透明傳輸,能把來自串口水位信息,通過4G網絡傳輸到數據中心。
攝像機采集高清信號編碼成H.264后,通過4G網絡發送到監控中心。無線高清攝像機具備雙碼流編碼,客戶可以根據實際要求自行調整,滿足需求即可。4G無線路由器支持定時上下線或短信上下線控制,為用戶節省費用。
監控中心有服務器和客戶端。服務器提供數據和視頻的轉發服務,以及設備的接入,數據的存儲等服務,同時提供權限配置管理。服務器運行于LINUX操作系統,相比WINDOWS具有安全性高,穩定性好,無病毒等多重優勢。數據庫軟件采用Oracle,滿足視頻的海量存儲。根據服務端設置的權限,客服端有相應的權限添加刪除設備并觀看相應設備的視頻圖像。
系統流程圖如下:
系統功能及技術指標
中心平臺采用B/S、C/S架構,該平臺的服務程序包括中心管理服務、注冊服務、轉發服務,三種服務打包為綜合平臺。 客戶端瀏覽功能
顯示相應區域內能提供服務的攝像頭,選擇后瀏覽視頻或停止視頻 對接收的視頻流進行解碼播放 提供權限設置
用戶/用戶組可訪問的設備的列表信息維護
監控安裝
用戶/用戶組相應的控制操作權限設置界面 提供多級區域、機構的設置界面
提供系統設備(如前端)參數設置等操作界面
提供顯示系統的控制界面,如設定顯示墻上監視器顯示的實時圖像數據
支持多實時視頻流輪巡策略。具備策略持久性,重啟后,仍然能夠按照上次顯示策略自動執行
云臺、鏡頭控制
碼流控制范圍及清晰度功能 電子地圖瀏覽
系統采用電子地圖進行統一管理,發生報警汛情時可實現遠程監控及報警、電子地圖聯動。
4G
可通過4G手機對堤壩環境、水位情況進行實時監控;同時系統發現汛情時觸發報警,也可通過4G網絡以短信等方式通知管理人員,及時采取防汛措施,保證水壩及周邊人民的生命財產安全,減少或避免不必要的損失。 水位數據分析
系統采用柱狀圖、餅圖、折線圖、報表等展示數據及分析結果。 所查詢出的數據表可導出到Excel進行打印。
水利無線監控系統通過4G網絡進行數據傳輸,通過太陽能、風能進行供電,可輕松解決水利監控傳輸、供電等難題,可實現對堤壩環境、水位情況進行實時遠程監控,發現汛情時觸發報警,通過聲光、短信等方式通知管理人員,可及時采取防汛措施,保證水壩及周邊人民的生命財產安全,減少或避免不必要的損失。