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摘要：人类社会为了生存和发展，修建不同类型的水工建筑开发利用和保护水资源，采取各种措施控制和调配自然界的地表水和地下水，以防治水旱灾害。预警是指在灾害或灾难以及其他需要提防的危险发生之前，根据以往总结的规律或观测得到的可能性前兆，向相关部门发出紧急信号，报告危险情况，以避免危害在不知情或准备不足的的情况下发生，从而最大程度的减轻危害所造成的损失的行为。
关键词：智能预警；水利安全；管控
1 智能预警技术
1.1 智能视频监控技术
随着视频监控在银行、电力、交通、水利、军事以及公共安全等领域广泛应用，传统视频监控突现需要人工配合、没有解析视频图像、只作事后调阅取证、无法实时主动预警和报警的弱点。为了实现实时分析、跟踪、识别监控对象，在异常情况下发出预警和报警的“智能化”视频监控，解决海量信息与图像的有效应用与处理，人们把计算机视觉技术引入视频监控中，发展了一种新型的视频监控技术———智能视频监控技术。在视频监控技术的辅助下，监控摄像头经历了从模拟到数字化阶段，摄像头也开始学着看得懂世界。
1.2 智能监控应用类别
视频分析技术是将风险的分析和识别交给计算机或者芯片，人员从“死盯”监视器中解脱出来，当计算机异常报警时值班人员实时响应。智能视频监控技术的应用可分为安防类应用和非安防类应用两大类，安防类应用主要包括高级视频移动侦测、物体追踪、人物面部识别、车辆识别、遗留和遗弃物品检测、入侵探测、物品被盗或移动检测、人体行为分析、拥挤检测、焰火检测等。非安防类应用处于起步初期，还需要在行业应用中不断发展进步。
1.3 智能监控应用模式
智能视频监控技术具有2种应用模式:（1）智能化改造传统的模拟视频监控系统，突破传统视频监控发展中遇到的瓶颈难题;（2）在新建的数字化智能视频监控系统中，选择重点和高危监控目标或场所，前端选择智能视频服务器实现主动监控，将预警、警情实时发给后端智能管理平台，完成快速切换和录像。
1.4 智能监控实现方式
智能视频监控是利用计算机视觉技术对视频信号进行处理、分析和理解，在不需要人为干预的情况下，通过对序列图像自动分析对监控场景中的变化进行定位、识别和跟踪，并在此基础上分析和判断目标的行为，能在异常情况发生时及时发出警报或提供有用信息，有效地协助人员处理相关事件，并最大限度地降低误报和漏报现象。在有效采集信息的基础上，智能视频监控系统比普通的网络视频监控系统具备更强大的图像处理能力和智能因素，其能感知和理解的信息包括人脸（用户身份）、人和物的行为、人员流动、人和物的消失出现、人群聚集状态、人体疲劳状态、烟雾产生和蔓延等，所有需要用到这些信息的应用领域，都有可能成为智能视频分析的用武之地。
1.5 智能预警技术
智能预警技术是基于智能视频监控技术基础上，融合多元传感技术和人工智能技术发展而来的灾害预测预警预防技术。通常采用图像处理、模式识别和计算机视觉技术，通过在监控系统中增加智能视频分析模块，借助计算机强大的数据处理能力过滤掉视频画面无用的或干扰信息、自动识别不同物体，分析抽取视频源中关键有用信息，快速准确的定位事故现场，判断监控画面中的异常情况，并以最快和最佳的方式发出警报或触发其它动作，从而有效进行事前预警，事中处理，事后及时取证的全自动、全天候、实时监控、指挥、控制的智能化、综合性管理体系。
人工智能（AI）是20世纪中期产生的，探索和模拟人的智能和思维过程的规律，设计出类似人的智能化的科学。
应用在视频监控上的人工智能技术有人工智能神经网络、智能决策支持系统等，即计算机视觉识别技术帮助将海量数据识别成结构化数据，特别以“人”、“车”、“物”为重点识别对象，但结构化数据还不够，需要数据挖掘分析技术在视频数据和非视频数据之间做关系挖掘，形成有用的情报，情报才能作为指挥控制的决策依据。
2 智能预警技术应用于水利安全
根据水利自身的安全需求，结合智能预警成功技术和实践经验，从灾害预测预警的角度出发，研究多个水利管理系统集中在“一张网、一幅图、一平台、一中心”四位一体的智慧综合管理体系中，探索“泛在互联、可视监管、智能决策、综合控制”的系统化解决方案，即水利安全生产智慧综合管理体系（以下简称“智慧综合管理体系”）。
2.1“一张网”泛在互联
随着计算机、互联网、物联网等技术的发展，水利管理实现信息化管理的同时重点发展人工智能技术的应用。以某水库为例，建成的指挥调度中心和数据中心在用五套管理系统，其中包括水库城市供水流量中心站GPRS数据远程监测系统、水库雨水情GPRS无线测报中心站监测系统、水库大坝安全监测系统、水库洪水预报调度系统、水库重点部位视频监控系统。因此，智慧综合管理体系必须以多个管理系统为基础，通过数据共享实现“一张网”的泛在互联，改变多系统分散布局，各成体系、独立运行，破解设备完好率低、运行成本高、实际效果差、事后查阅的客观难题。
2.2“一幅图”可视化指挥
智慧综合管理体系，采用红外全景成像预警雷达、双光谱视频跟踪仪、地理信息系统，并融合生产数据采集传感器、周界报警传感器、无人机机载传感器、无人船船载传感器等，在一幅电子地图上实现水利可视化指挥调度。例如，当某传感器发出报警信息时，平台地图自动显示报警点的地理位置，同时雷达引导双光谱视频跟踪仪及其他视频监控设备锁定、跟踪至事件现场，指挥控制人员在监控中心清晰看到事件现场实时图像，并根据平台提示的处置预案发出指令，或自动控制相关设施设备或指挥专业人员现场处置。
2.3“一中心”智能决策
智慧综合管理体系以数据中心为核心，通过雷达、光电、无人机、无人船、水位、流速、在线水质监测等传感器，探测到的大坝位移、管道水压、库区水量、水源质量等数据实时汇集到数据中心，通过对基础数据比对分析、深度挖掘，借助计算机专家系统，结合历史数据提前预警和辅助决策，实现人工个体经验决策到计算机专家系统辅助的智慧决策质的飞跃。
2.4“一平台”综合控制
智能综合管理体系采用统一的指挥控制平台，通过平台控制雷达光电预警系统，实现广域搜索，对目标周边全时空预警和可视化管控;同时融合其他监测、监控系统，实现地理信息和通用监控摄像机互通互联;融合无人机系统对库区周边及上下游流域巡查监控，以及突发事件的巡查和处置，及时发现垃圾倾倒、污染活动、自然灾害等;融合无人船系统对库区水质检测、汛期流量监测、水库测绘、抢险救援等。通过全天候、全时空、可视化的安全监测和过程管控，实现智能控制、安全生产、维护治安。
3 结语
综上所述，智慧综合管理体系缘起油气田安保防恐，智能预警技术成果和实践经验应用于林业、边防、海防等行业领域。智慧综合管理体系在油田智慧安防中所形成的“立体、综合、智能、物联”典型特征，在水利安全管控应用中发展成为“泛在互联、可视指挥、智能决策、综合控制”为特征的水利智慧综合管理体系，智能预警技术应用于水利安全管控，将改变水利风险预测预警方法，带动水利危险管控措施的发展进步。
参考文献
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