北京市密云水库管理处 北京 101512
摘要：密云水库是北京重要水源地，为华北地区最大的水库，并且水工建筑物多且分散，因此安全管理工作量很大；同时，密云水库涵养林的防火监控工作也需要现代化的监控手段。因此，拥有一套现代化的监控系统工程是非常必要的。又由于密云水库地域大的特点，所以必须要有覆盖面广技术先进的通信系统相结合，才能为密云水库现代化的安全管理提供重要的手段和平台。
关键词：图像监控系统；通信系统；可行性
1、水库综合概况
密云水库为华北第一大水库，库区跨越潮、白两河，分为白河、潮河两个库区。白河地区主要建筑物有：白河主坝、走马庄副坝、北白岩副坝、南石骆驼副坝、西石骆驼副坝、走马庄隧洞、白河泄空隧洞、白河电站及其引水系统。潮河地区主要建筑物有：潮河主坝、九松山副坝（九松山副坝是五个垭口，统称九松山副坝）和三座溢洪道，另外还有一座小型的潮河发电站，两条泄水隧洞，第九水厂引水隧洞。
由于北京的自然地理特征，极易形成突发洪水，或多年连续干旱，一旦出现洪灾或旱灾，对人口密集、经济发达、社会财富集中的首都而言，不仅会导致能源、供水、交通、通讯等基础设施的破坏，造成巨大的直接经济损失，还会带来更大的间接损失，严重制约北京社会经济的发展，造成严重的政治影响。密云水库不仅向首都城市提供生活工业用水，也是城市环境用水的重要来源，并且库区还有几万亩的林区，林区的保护和防火安全也是重中之重。因此，建设通讯系统为基础，图像监测系统为保障，随时对水库建筑物和林区的安全进行监控具有重要意义。
2、通信系统概述
通信系统主要为自动化系统提供数据、图像、语音信息的高速宽带传输。通信系统应提供多类型的接口：宽带图像信号传输接口、RS-232数据及控制信号传输接口、计算机局域数据通信接口和语音接口。通信系统的网络形式可以分为两个部分：其一分别为潮河和白河两个区域的通信站到中心站的支线子系统。其二为潮河分中心至白河中心的干线通信子系统。该子系统的通信路线较长，通信线路投资所占比重大，要求提供强大的接入能力及系统管理能力，采用接入性强、可以多路复用、有备用路由、便于扩展的设备。
2.1通信系统的必要性
通信系统主要为密云水库自动化系统提供数据、图像、语音信息的高速宽带传输。通信系统应提供多类型的接口：宽带图像信号传输接口、RS-232数据及控制信号传输接口、计算机局域数据通信接口和语音接口。为密云水库的现代化管理提供一条优质的高速公路，系统共设17个终端站，需敷设光缆41.94km。考虑到既要尽量提高信息传输的可靠性，又要尽量节省工程投资，系统设计为两个星型网络。第一个星型网络以白河办公楼为中心，以白河地区的白河主坝、北白岩副坝、走马庄副坝、西石骆驼副坝、南石骆驼副坝、小西库挡水闸、电厂、黑卧防火塔、荞麦峪防火塔九个通信站为端站设计，从九个端站采集的各种数据和图像分别通过各自的光纤通路直接传输到白河办公区中心站。第二个星型网络以潮河管理所为分中心，以九松山副坝、水源九厂、潮河主坝、第一溢洪道、第二溢洪道和第三溢洪道六个通信站为端站设计，从六个端站所采集的各种数据和图像分别通过各自的光纤通路传输到潮河管理所。
2.2通信系统的组成
在白河和潮河两个星型网中，每一段的传输距离均比较近，最长不超过15km，可采用结构简单、性能可靠、价格便宜的模拟光端机。此种光端机除了可以传输视频图像信号以外，它所提供的数据接口还可以用于渗流监测数据的传输，完全可以满足各端站对通信系统的要求。
在白河中心和潮河分中心之间，通信距离较长，业务种类较多，可靠性要求较高，可采用OTN平台组成一个环行网，提供潮河管理所与白河中心之间的视频图像传输、电话网络传输和计算机联网的连接通道。
3、图像系统概述
图像监视系统主要对重要的水工建筑物，如大坝、闸门、溢洪道、输水洞、水厂、库区森林等，进行实时的可视监测，并提供遥控现场监视站、图像信号存贮、回放等功能。在密云水库管理处建立监视中心站，负责所有设施的监视；在潮河管理处建立监视分中心站，监视潮河管理所所属设施的图像。
3.1图像系统的必要性
由于密云水库建筑物多且分散，安全管理工作量很大。现在多数副坝和水工设施均未配备现场安全警卫人员，大坝上的各种设备和设施被盗或被破坏的现象时有发生。提高密云水库的管理水平，加强水库的安全防范措施，尤其是在水库管辖范围内出现突发事件后，快速到达出事地点，是水库管理单位急待解决的问题。建立图像监视系统不仅能解决上述问题，而且能减轻安全保卫及护林防火人员的工作量，提高安全保卫的工作效率。并在基于通信系统为前提的同时，在潮河管段设立9个视频观测点——九松山副坝，九松山防火塔，水源九厂取水口，潮河主坝，第一溢洪道，第二溢洪道，第三溢洪道，输水隧洞，人防隧洞（其中潮河主坝和九松山副坝安装两套摄像设备，其它观测点各安装一套摄像设备）。在白河管段设立9个视频观测点——白河主坝，北白岩副坝，走马庄副坝，西石骆驼副坝，南石骆驼副坝，电厂，小西库拦水闸，黑卧防火塔，荞麦峪防火塔（白河主坝安装两套摄像设备，其它观测点各安装一套摄像设备）。
3.2图像系统的组成
图像系统的前端设备主要有彩色摄像机，电动变焦镜头，室外全方位云台，室外解码器，室外防护罩等。监控中心和分中心配备视频切换矩阵，切换器键盘，多画面分割器，彩色监视器，长延时录像机，投影墙，图像监控服务器等设备。摄像机摄取到的图像，经过通信系统传至监控中心，接入到视频矩阵后，由切换器键盘控制视频切换，可以将任意一路视频输出到显示设备，也可以轮流将视频送入显示设备。
4、通信系统与图像系统有机结合的可行性
综上所述通信系统的系统布局是适应密云水库地型特点，分为两个中心并通过OTN连接成一个大的通信网络，这正好与图像系统的潮河和白河的监控站点布局相吻和，通信系统的建设就会给图像系统的建设提供了强有力的系统支撑，它们的有机结合是附有可行性的，可以节省财力并简化系统的可操作性。为密云水库提供安全可靠的保障体系。
参考文献：
[1]《自动化可行性报告》【R】.北京 北京市水利规划设计研究院 2001
[2]《数字通信系统设计》宇航出版社 作者是（美）Martin S.Roden 1992