隨著現(xiàn)代通信技術(shù)與測試測量技術(shù)的發(fā)展，"數(shù)字水利"的時代已經(jīng)到來。采用微波通信技術(shù)、數(shù)字視頻處理技術(shù)、IP通信技術(shù)和光纖通信技術(shù)等先進(jìn)通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)圖像監(jiān)控系統(tǒng)，可以實時觀測河道、水庫的各種變化及涵閘的運(yùn)行情況，為領(lǐng)導(dǎo)決策提供了直觀的圖像信息，同時可以改善觀測、測量工作人員的工作環(huán)境，減少工作人員，做到無人值守、少人值班。

需求分析 
        水利視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要可應(yīng)用在水庫管理和河道監(jiān)控兩個方面：

1、水庫管理 
        通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)可監(jiān)測水庫蓄水水位情況。操作人員在使用控制系統(tǒng)操作閘門時，需要通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視閘門和水流情況。在某些環(huán)境下，如水庫的溢洪道等地方，大部分時間屬于無人值守狀態(tài)，需要設(shè)置監(jiān)控攝像機(jī)實時監(jiān)控。監(jiān)測水庫、壩區(qū)的周邊環(huán)境。

2、河道監(jiān)控 
        通過一套視頻監(jiān)控系統(tǒng)，能及時了解上下游河流的水文情況。操作人員操作閘門時，需要通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視閘門的開合情況。監(jiān)測水面清潔，對河道內(nèi)水草及時清理，保證河道暢通、水質(zhì)清潔。

遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成 
        根據(jù)我們以往從事水利項目和水利行業(yè)特點(diǎn)，對于河道、水庫等重要設(shè)施的監(jiān)控項目，往往涉及的地理范圍比較廣，監(jiān)控點(diǎn)比較多，需要監(jiān)控的用戶人員相對分散，而且，對于大規(guī)模的監(jiān)控項目對于系統(tǒng)穩(wěn)定性要求非常高，需要盡量減少日后的設(shè)備維護(hù)工作。

        我們根據(jù)如上特點(diǎn)，設(shè)計了針對水利行業(yè)應(yīng)用的水利視頻監(jiān)控系統(tǒng)，根據(jù)組網(wǎng)方式可分為：前端視頻采集部分、網(wǎng)絡(luò)通訊部分和中心控制部分。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示：

[nextpage]1、端視頻采集部分 
        攝像裝置是收集被攝物體的光信號，并將其轉(zhuǎn)換為電視信號的設(shè)備，它是整個系統(tǒng)的核心部分，包括鏡頭、攝像機(jī)、防護(hù)罩及支撐設(shè)備等。根據(jù)被攝物體及攝像地點(diǎn)的不同，攝像裝置的具體配置也各不相同。

        同時，為適合夜間監(jiān)控的要求，我們可在閘門附近安裝大功率的探照燈，系統(tǒng)可遠(yuǎn)程控制燈光電源開關(guān)，保證遠(yuǎn)程人員清楚的監(jiān)控到閘門的開合狀態(tài)。

        視頻編解碼器是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化處理的重要設(shè)備，它完成模擬視頻監(jiān)視信號的數(shù)字采集、影像壓縮、監(jiān)控數(shù)據(jù)處理、報警信號的采集、網(wǎng)絡(luò)的Web發(fā)布等功能。它可將前端的模擬信號同時處理成高清晰的實時數(shù)字圖像發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)中，可保證水調(diào)中心和本地涵閘都能實時監(jiān)控到現(xiàn)場情況。

        本系統(tǒng)采用前端視頻編解碼設(shè)備均為嵌入式結(jié)構(gòu)，可連續(xù)運(yùn)行10萬小時無故障，真正克服了原有PC系統(tǒng)的不穩(wěn)定、易死機(jī)的問題，可完全安裝在水利這種少人值守的監(jiān)控環(huán)境。

2、網(wǎng)絡(luò)通信部分 
        網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議，可直接應(yīng)用在局域網(wǎng)或者廣域網(wǎng)上。針對各閘站距離比較遠(yuǎn)，不易鋪設(shè)有線線路的情況，也可采用無線擴(kuò)頻技術(shù)或者使用衛(wèi)星通信來解決遠(yuǎn)距離通信的問題。通過我們對不同網(wǎng)絡(luò)條件的測試，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)可穩(wěn)定的運(yùn)行在光纖網(wǎng)絡(luò)，無線擴(kuò)頻網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星信道之上。

3、中心控制部分 
        水利視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用Brower/Sever結(jié)構(gòu)，用戶在水利調(diào)度中心設(shè)置一臺圖像監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器，該系統(tǒng)配合SQL2000數(shù)據(jù)庫，主要完成現(xiàn)場圖像接收，用戶登錄管理，優(yōu)先權(quán)的分配，控制信號的協(xié)調(diào)，圖像的實時監(jiān)控，錄象的存儲、檢索、回放、備份、恢復(fù)等。

        在水庫監(jiān)控中心或者本地涵閘監(jiān)控點(diǎn)可安裝"守望者"網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的客戶端，用戶利用IE瀏覽器查看本地和遠(yuǎn)程現(xiàn)場情況。在客戶端上還可實現(xiàn)多畫面實時監(jiān)控，遠(yuǎn)程控制攝像機(jī)云臺、燈光控制、制訂錄像計劃等操作，是一套可適合水利管理的綜合網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。

        同時我們根據(jù)流域視頻監(jiān)控管理的特點(diǎn)，將系統(tǒng)分為兩極進(jìn)行視頻監(jiān)控管理，即：水調(diào)中心、本地涵閘。每一級都有相應(yīng)的權(quán)限，并有其獨(dú)立的工作環(huán)境。水調(diào)中心擁有最高的優(yōu)先權(quán)，所有下級用戶對涵閘的控制操作都需要向其申請，只有被授權(quán)的用戶才能在權(quán)限內(nèi)實施操作：本地涵閘也是涵閘的直接控制端，根據(jù)分級控制的要求，在無高權(quán)限人員控制時，可執(zhí)行控制操作，以確保高級管理層的優(yōu)先權(quán)，規(guī)范閘門的管理制度。

        系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的存儲及調(diào)用采用集中存儲存儲，授權(quán)調(diào)用的思想。水調(diào)中心建立一臺存儲服務(wù)器集中存儲重要的控制錄像。這樣，一方面方便歷史數(shù)據(jù)的查詢，另一方面也可減少各閘站重復(fù)建設(shè)存儲設(shè)備的投資。本地涵閘用戶在授權(quán)后可調(diào)用查詢管轄范圍內(nèi)的涵閘的相關(guān)圖像信息信息。

遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)功能：
?支持多畫面（16畫面）或者全屏顯示，畫面可根據(jù)閘站位置任意分組。
?自動控制鏡頭光圈的大小、聚焦的遠(yuǎn)近、焦距的長短等參數(shù)，以改變圖象的大小。
?自動控制云臺的運(yùn)動，變換攝像機(jī)的方位，從而根據(jù)使用需要調(diào)整視場。
?自動控制攝像端各類設(shè)備電源的開關(guān)，如攝像機(jī)電源的開關(guān)及照明電源的開關(guān)等。
?提供計劃錄像、手動錄像和報警錄像三種錄像模式，錄像幀速可調(diào)節(jié)。
?支持報警、視頻任意聯(lián)動。報警聯(lián)動包括：打開聲光報警器、單支或多支攝像機(jī)錄像、在屏幕的最前面顯示預(yù)設(shè)攝像機(jī)的即時影像、控制云臺攝像機(jī)轉(zhuǎn)到預(yù)設(shè)點(diǎn)位置、客戶端彈出報警提示。
?提供強(qiáng)大的圖像存儲功能，可同時存儲數(shù)十路圖像存儲功能。錄像記錄可按照時間、地點(diǎn)和報警類型查詢并回放。
?提供分布式圖像管理功能，對于大規(guī)模系統(tǒng)用戶可將圖像分別存儲在不同的服務(wù)器上，并提供統(tǒng)一的管理功能。
?提供電子地圖功能，和獨(dú)立的地圖編輯引擎，可自行繪制河流監(jiān)控地圖。并可針對GIS系統(tǒng)二次開發(fā)。