□呂寶良 董笑波 李立君 劉鳳弟

桃林口水庫視頻監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建及應用

□呂寶良 董笑波 李立君 劉鳳弟

桃林口水庫位于河北省東北部的青龍河上，是一座集供水、灌溉、發(fā)電及旅游開發(fā)等多功能于一體的大型水利樞紐工程?？刂屏饔蛎娣e5060Km2,平均年徑流量9.6億m3,總庫容8.59億m3。為適應水庫不斷發(fā)展的要求，桃林口水庫于2010年構(gòu)建并啟用了視頻監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用全數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化，為全面實現(xiàn)水庫庫區(qū)的動態(tài)化管理和實現(xiàn)快速反應發(fā)揮了重要作用。該系統(tǒng)大力提高了水庫綜合管理水平，使工作展開方便高效。

1.系統(tǒng)構(gòu)建

桃林口水庫的視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括寬帶組網(wǎng)工程和網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)兩個部分。

1.1 寬帶組網(wǎng)工程

一是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。整個網(wǎng)絡(luò)包括桃林口水庫管理局區(qū)子網(wǎng)、桃林口水庫電廠子網(wǎng)、壩東子網(wǎng)、壩西子網(wǎng)和桃林口水庫大門子網(wǎng)。二是網(wǎng)絡(luò)配置。水庫管理局已初步建成了一個內(nèi)部局域網(wǎng)，其他4個子網(wǎng)包括兩段光纖、3個100M網(wǎng)絡(luò)交換機和2個10M/100M網(wǎng)絡(luò)集線器。其中，水庫管理局至水庫電廠中控室的光纖鏈路長1.1km，水庫管理局至水庫大門門房的光纖鏈路長0.9km，水庫電廠中控室至大壩壩西的光纖鏈路長0.3km，大壩壩西至壩東的光纖鏈路長0.5km，以上均鋪設(shè)4芯光纖（2芯備用）。

1.2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

一是系統(tǒng)監(jiān)控模式。該監(jiān)控系統(tǒng)是全數(shù)字多點對多點的監(jiān)控模式，即任何一個監(jiān)控點均可同時監(jiān)控多個被監(jiān)控點，同時任何一個被監(jiān)控點可以同時被多個監(jiān)控點監(jiān)控，此外，監(jiān)控支持雙向音頻，即監(jiān)控點和被監(jiān)控點互相通話，還支持由監(jiān)控點提供網(wǎng)絡(luò)遠處控制被監(jiān)控點的攝像機和云臺以及其他監(jiān)控功能。

二是全數(shù)字前端監(jiān)控點。全數(shù)字前端監(jiān)控點是一體化工業(yè)設(shè)備，可防雨雪、防潮、防高低溫、防震、防雷擊，對電源波動不敏感，可以達到本監(jiān)控系統(tǒng)所需要求。

三是模擬前端監(jiān)控點。模擬前端監(jiān)控點是一體化的工業(yè)設(shè)備，可防高低溫、防震，對電源波動不敏感。其需要具備的監(jiān)控功能包括：模擬視頻輸出；長距離的視頻信號傳輸能力；具備云臺、可變焦鏡頭等基本監(jiān)控設(shè)備；需有較清晰的視頻圖像質(zhì)量。

四是監(jiān)控數(shù)據(jù)服務器。監(jiān)控數(shù)據(jù)中心負責所有監(jiān)控數(shù)據(jù)記錄和管理的工作，其主要功能包括：對全部或部分數(shù)字前端監(jiān)控點進行錄像；對所有數(shù)字前端監(jiān)控點的監(jiān)控行為進行仲裁及完成數(shù)據(jù)分配；對所有監(jiān)控用戶進行管理。

五是數(shù)字監(jiān)控中心。數(shù)字監(jiān)控中心由若干臺監(jiān)控工作站完成對前端監(jiān)控點的視頻監(jiān)控。監(jiān)控工作站為一般PC，安裝監(jiān)控客戶端軟件后即成為一個監(jiān)控工作站。

六是模擬監(jiān)控中心。模擬監(jiān)控中心由若干臺監(jiān)視設(shè)備和控制設(shè)備組成，完成對前端模擬監(jiān)控點的視頻監(jiān)控，包括某些業(yè)務管理范圍內(nèi)的數(shù)字監(jiān)控點監(jiān)視。

七是視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成。桃林口水庫視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用一個數(shù)字監(jiān)控集群，各數(shù)字監(jiān)控點通過已經(jīng)鋪設(shè)的光纖或5類網(wǎng)絡(luò)傳輸線接入視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)服務器，視頻監(jiān)控服務器同時接入寬帶網(wǎng)，將視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)在寬帶網(wǎng)上進行發(fā)布。第一，管理區(qū)監(jiān)控點。管理區(qū)前端監(jiān)控點群包括管理區(qū)的3個數(shù)字監(jiān)控點，分別為管理局門口、大門及大門西側(cè)。第二，大壩監(jiān)控點。壩區(qū)前端監(jiān)控點群包括大壩壩區(qū)的3個數(shù)字監(jiān)控點，分別為大壩西側(cè)、大壩上游及大壩下游。第三，電廠監(jiān)控點。電廠前端監(jiān)控點群包括電廠的6個數(shù)字監(jiān)控點、15個模擬監(jiān)控點以及模擬監(jiān)控的視頻輸出數(shù)字監(jiān)控點。

2.系統(tǒng)應用

視頻監(jiān)控系統(tǒng)運行幾年來整體狀況良好，同時隨著年限增加，也出現(xiàn)了一些問題，主要有以下3點：一是存儲傳輸，由于要節(jié)省大量的存儲空間及傳輸帶寬的限制，不得不對視頻數(shù)據(jù)進行壓縮，不僅造成圖像模糊，而且視頻壓縮時固定壓縮比的方式不夠靈活，占用了大量的存儲空間及帶寬。二是高效計算，由于視頻監(jiān)控要求計算的多功能性和實時性，而視頻數(shù)據(jù)的特殊性，導致計算成本增加，需要構(gòu)建用于視頻監(jiān)控的視頻計算的統(tǒng)一理論和框架。三是監(jiān)控點雷擊，個別點頻繁受到雷擊影響，經(jīng)改造效果不佳，仍待解決。

3.結(jié)語

桃林口水庫工程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建提高了桃林口水庫水利信息化水平和對緊急事件的解決效率，為信息化系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)傳輸和交換的途徑。完成了對水庫大壩、電廠及其他重要地區(qū)的全方位實時在線多點監(jiān)控、全程錄像、歷史記錄檢索等任務，對做好水庫防洪調(diào)度，提高工程的防災減災快速反映能力，提高水庫洪水調(diào)度決策水平和工程效益有著重要意義。今后，著力解決發(fā)現(xiàn)的問題，更新技術(shù)，保障系統(tǒng)運行良好。相信隨著水庫現(xiàn)代化管理水平的不斷提高，視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮的作用也將越來越大?！?/p>

2014-05-30

呂寶良，男，漢族，河北省桃林口水庫管理局，局長。

董笑波，男，漢族，河北省桃林口水庫管理局，高級工程師。

李立君，男，漢族，河北省桃林口水庫管理局，高級工程師。

劉鳳弟，男，漢族，秦皇島市洋河水庫管理處，工程師。