张帅帅 王宛辉
南水北调中线干线工程建设管理局渠首分局 河南南阳 473000
摘 要:随着政治经济、社会、文化事业进入新的发展阶段，影响公共安全的因素也随之增多，各个省市的“三防”总指挥部防灾减灾工作都在有条不紊的开展，但基础依然比较薄弱，体制、机制、法制尚不完善，预防和处置突发公共事件的能力有待提高，安全监控系统应运而生。
关键词:安防系统；无人机；水库工程；信息化技术；
1安全监控系统在水库工程的应用背景
水库在人们的生产、生活中起到了至关重要的作用，如供应生活用水、农业灌溉、工业用水、抗旱防洪等。水库的安全监控涉及到社会的稳定发展，但主要依靠人员的监控不仅浪费人力，而且管理极不方便。
随着水利信息化建设在不断的推进。水利信息化就是要充分利用现代信息技术，深入开发和广泛利用信息资源，促进信息交流和资源共享，实现各类水利信息及其处理的数字化、网络化、集成化、智能化，全面提升水利为国民经济和社会发展服务的能力和水平，是建设最严格水资源管理制度的重要技术手段。
水库的信息化管理是对国家水利部关于“智慧水利”发展战略的重要响应。水库位置大部分都比较偏远，无法有效地实时获得水库水情，加上强降雨导致的交通堵塞、中断等原因，出现险情前，各级防汛指挥人员很难在第一时间赶往现场，导致本可通过有效抢险排除险情的水库出现险情。本文是针对以上问题，提供安全监控系统的解决方案，对水库实时视频监控系统，使省、市、县各级防汛指挥人员可以通过实时监控系统直观地了解水库运行情况，实现远程指导，组织协调农田水利基本建设，实现农村水利工作，指导农村饮水安全、节水灌溉等工程建设和管理工作。
2安全监控系统的系统组成
水库工程的安全监控系统由前端系统（水库监控点）、传输网络、监控平台（水库管理处、分中心、手持终端）这三个相互衔接、缺一不可的部分组成，而无人机巡查应急指挥系统是对前端系统的重要补充。
1)前端系统
前端系统是视频监控部分、图像监控部分、水情监测。
视频监控部分主要部署在有市电、有固定网络的场所，用于对现场情况进行实时预览，前端视频还可存储在现场视频处理单元（NVR）。部分采用风光互补供电、3G/4G通信方式的监控点，也会采用低功耗摄像机（球机），用于短时间的实时监控。
2)传输网络
系统承载于运营商公网（ADSL、宽带或者3G/4G网络），用于前端与平台之间的通信。前端系统的视频、图片可上传至平台，供指挥决策人员调用查看，并远程组织抢险。
新建的高清视频监控以IP方式直接接入，水利部的视频专网通过防火墙等安全设备与统一视频资源专网连接，实现政府部门之间的视频互联共享。监控平台联网支持《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》（GB/T28181-2011），且须完全遵循《跨区域视频监控联网共享技术规范》（DB33/T629-2011）等相关技术要求。
3)监控平台
监控平台由水库管理局指挥中心和手持终端组成，根据使用者不同，功能各不相同，同时视频数据支持通过视频专网传输防汛办，便于防汛指挥中心的人员及时知道数据信息，用于远程指挥。
中心部署有监控平台的服务端及客户端，可管理辖区的所有视频监控设备，接收前端系统的视频和图片，满足指挥中心指挥决策人员现场视频、图片预览查阅及设备工况信息管理的需求。
手持终端部署有监控平台的移动客户端，满足现场指挥决策人员对周边灾害情况的视频、图片信息。
4）无人机应急指挥系统
无人机系统利用航空技术、网络信息技术、通信技术和3S(遥感、地理信息系统、全球定位系统)技术优势，在水旱灾害防治与监测水污染突发事件应急响应等多方面开展了卓有成效的工作。
无人机作为一项空间数据获取的重要手段，具有影像实时传输、高危地区探测、成本低、高分辨率、机动灵活等优点，是卫星遥感的有力补充，也是对常规水利信息监测、突发水灾害应急监测的重要手段的补充。
在水利领域采用无人机系统，可以使水利部门能及时获取灾情的信息，了解灾害的发生发展情况并及时制定相对的对策，为最大限度地减轻灾害损失提供了至关重要的帮助。
3系统功能
结合水库监控特点，系统主要可以实现的功能如下：
1）多元视频监控：支持高清视频监控、智能视频监控、移动视频监控，全面提升视频质量和灾害预警水平；
2）可视灾害预警：可按需配置前端监控点的视频巡检预案，同时能够实现可视化视频复核，当水位水情监测系统等出现信息异常、系统预警或对闸门等设施进行遥控操作时，关联对应的视频图像；
3）立体监管模式：实现前端、中心两级垂直监管，固定网络采用C/S、B/S方式进行访问，移动网络通过手持终端（手机、平板等）进行访问；
4）系统运维管理：IT基础设施管理、视频质量诊断、带宽优化及控制、资产管理、日志管理。
4.系统特点
4.1超远距离视频监控
在水库1km-3km长的大坝上，可以通过部署一台激光云台一体摄像机，可以实现超远距离的视频监控。内置激光红外灯，并且具备激光红外灯与倍率距离匹配算法，根据倍率及距离调节激光红外灯亮度，使图像达到理想的状态显示，根据距离不同，选择不同的倍率摄像机来看物体细节，有效的帮助管理人员实现远距离的监控的需求。
4.2智能分析技术
SMART系列摄像机，在智能编码、智能侦测上等取得了重大突破，通过丰富多样的功通可满足不同环境的监控要求，提升视频监控系统的智能化水平。SMART系列摄像机可以对多种行为进行视频分析，它能够识别不同的运动物体，能够实现全天候工作，大大减轻平台值班人员的工作强度，发现监控画面中的异常情况，并能够以最快和最佳的方式发出警报和提供有用信息，提高报警处理的及时性，从而能够更加有效的协助安全人员处理危机，并最大限度地降低误报和漏报现象。
4.3实时视频透雾
防汛抗旱监控点均在户外，收外界天气影响很大，容易遇到大雾天气，视频透雾技术可以很好的解决这个问题，实时视频透雾是基于大气透射模型，区分图像不同区域景深与雾浓度进行滤波处理，同时融合图像增强技术与图像复原技术，获得准确、自然的透雾图像。可用于摄像机、球机等设备中，极大提升图像质量。
4.4视频质量诊断
平台软件的视频质量诊断能够实现智能化视频故障分析与预警，其通过对前端设备传回的码流进行解码以及图像质量评估，对视频图像中存在的质量问题进行智能分析、判断和报警。系统采用后端集中处理，在不改变原有监控系统情况下，可以实现无缝智能化升级，并支持第三方码流接入。
系统采用轮巡的方式，在短时间内对大量的前端设备进行检测。检测内容包括信号丢失、图像模糊、对比度、图像过亮、图像过暗、图像偏色、噪声干扰、条纹干扰、黑白图像、画面冻结、视频剧变、视频抖动、场景变更、视频遮挡、云台失控、登录失败、取流异常共17种常见摄像机故障。
4.5移动客户端
由于维护人员在外出作业过程中，随时会接到维护中心的应急抢修通知，就需要提前了解现场情况。通过安装在手机、平板上的移动客户端，维护人员能够及时、便捷地了解现场情况。除了能够看到现场视频图像，还能了解环境及设备的实时信息，维护人员能够根据这些信息进行故障分析，提前做好抢修准备。
4.6多网络适应性
中心支持不同运营商的接入，实现多网域的融合。实现用户与用户，用户与设备，设备与中心平台的互联互通。
系统支持内外网部署，为了保证内网用户访问外网用户，系统支持了内外网穿透功能，实现网络视频的畅通传输。
参考文献：
[1] 《水库大坝安全管理条例》
[2] 《国家防汛抗旱应急预案》
[3] 《视频安防监控系统设计规范》 (GB 50395-2007)
[4] 《视频显示系统工程技术规范》(GB50464-2008)
[5]《水利信息系统初步设计报告编制规定》SL332-2005