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作為人類生存密切相關的自然資源之一，“水”與人們的生活息息相關。在國民經濟的迅猛發展中，水利工程在國民經濟中所起的作用越來越大。防汛工作直接影響國民經濟發展和人民生活狀態。

以往由于防汛信息化水平不高，人工觀測數據誤差大，系統維護難，易誤大事，一旦遇上反常天氣，各大水庫、水閘的防汛安全令人擔憂，同時也給城市防洪造成巨大壓力; 而居民飲用水源一旦疏于防范和監測，遭到不法分子的惡意投毒，不僅給人民群眾生命財產造成重大損失，也給社會的穩定和諧籠罩上恐慌的陰影。近年來，信息化尤其是遠程信息化的發展，越來越多的領域提出了監測和控制遠程控制儀器與設備狀態的要求，并能看到現場的實際畫面。水利行業也不例外，分布于各地的水泵房已經開始配備安防設施進行防護; 根據中國建設“數字水利”的目標，一些省市也開展全面實施水利系統進行遠程實時視頻監控，對可能或正在發生的汛情、險情、災情進行實時動態監控，及時采取預防與補救措施，全面提高防汛抗洪工作的有效性和可靠性，對減少洪水災害、緩解防洪壓力、保障人民生命財產安全發揮重要作用。

一、水利安防需求

1、大型的水利設施，如大壩、水庫等擔負著防洪、蓄水、發電等功能，其配備的現代化安全防范系統不僅要時時反映設備的工作狀態和天氣變化情況，更要防止不法分子的進入，以及惡意破壞活動。大壩、水庫等安防系統主要針對以下問題而設:

·汛期的水庫水位: 大壩安全防衛工作時刻注意水庫的水位，如果水位到了警戒線，有了險情馬上報警;
   
·水庫或大壩重點區域的防范: 隨時注意閘門、大壩的正常工作和穩固程度;
   
·水庫或大壩水面情況的實時遠端監控: 水面上是否有如白色垃圾等漂浮物、或如泄漏的原油等漂流物;
   
·水庫或大壩水岸情況的實時遠端監控: 岸上的物體（如人、獸）是否進入危險區（如閘門口、大堤上）、是否有可疑的情況（如有人想要破壞水庫）;
   
·能夠隨時檢測水庫或大壩中水的水質: 并將信息傳到遠端，發現水質超標馬上報警;
   
·對水庫或大壩天氣情況的實時監控。

2、散落分布于偏遠地區的水泵房、水塔等內置供水設施將生活用水輸送于各家各戶使用，通常無人值守。這里主要是防范人的破壞行為

·防投毒: 向水井、蓄水池投毒;
   
·保護設備: 防止水泵房、水塔里的金屬性材料被偷盜，如鐵塔的鐵材、導線的鋁材、電纜和變壓器中的銅材質等;
   
·控制蓄水池水量: 當蓄水池中水量一定時，控制哪些水管關掉或打開。

二、水利安防的產品需求

水利遠程視頻監控系統，需要能滿足上級水利部門對前端重要水利工程實時情況的了解和調度運用的監督管理要求，其監控級別屬于工業級，因此對產品性能和系統穩定性有著極高的要求。產品硬件分為前端設備、傳輸設備和終端顯示三部分。

1、針對不同的應用環境，系統的前端設備配置各有特點

水庫、大壩應用領域的前端設備

在水庫、大壩重要部位安裝的攝像機可以分為三類: 應用于光線昏暗、監控區域大的低照度固定攝像機; 應用于小范圍區域可對往來的車輛、人員進行實時跟蹤的低照度自動變焦可控球機; 用于幾公里以外遠程瞭望的大型長焦攝像機等。
   
系統除由可遙控高性能攝像機外，還需配備高亮度探射燈、云臺或射燈控制解碼器、視頻傳輸服務器等，可實時監測水庫大壩、溢洪道、閘門等重點防洪部位。室外用攝像點尤其要求抗御惡劣天氣，適應24小時全天候工作，無論白天和晚上都可以監視水庫現場圖像，能夠對現場幾十米至一千幾百米范圍的視頻圖像信息進行采集和傳輸，高亮度的探射燈能保證在夜間看清現場實況包括水尺樁的標記讀，并且攝像機要具有穿霧功能，防水、防塵、防曬，配備雨刷和防護罩。

在機房內則設置球形攝像機以觀察整個機房的總體狀況和設備的運行情況，據英格索蘭深圳市博康系統工程有限公司工程師陳橋介紹，在平時的時候，水利行業機房一般都是無人值守的，管理人員只是定期進行巡查，所以應根據實際需要安裝門禁、煙霧探測、紅外報警等探測、報警裝置。

水庫大壩的周界防范報警系統主要有幾種方式: 采用紅外對射、被動紅外、周界圍欄、震動光纜等技術產品，防止惡意的侵入破壞。另外在關鍵部位的出入口設置門禁系統，如較先進的人臉識別技術等，這些子系統與監控聯動，結合中心圖像顯示，避免誤報，保障警力的有效出動。

泵房、水塔應用領域的前端設備

水泵房主要配備報警產品，類型分為三種:

一是在配電室門窗設置互射式報警探測器。產品兩邊都發射和接收，不同于對射式報警探測器，易受到太陽光、紅外光的干擾，可將誤報降為零;

二是在水塔、泵房墻體的內側設置防打洞探測器，防止破壞房屋墻體而惡意侵入。這是專門做水利系統安防的深圳市安泰宇盛科技有限公司根據使用環境自己命名的產品，總經理景興發介紹說，之所以沒有選擇傳統的室外對射、周界圍欄、震動光纜等技術，是由于水塔、泵房通常選址偏遠地點，首先惡劣的環境易造成很多誤報; 另外野外的老鼠體積較大，四處竄動也經常產生誤報警，導致出警浪費，所以墻內側安放防打洞探測器準確報警。

三是在水塔、泵房內的變壓器蓋子上安放第五探測器，這是深圳市安泰宇盛科技有限公司的系列產品之一，是用變壓器的上下螺絲將探測器擰起來，當有人偷竊擰動螺絲時，產品就馬上報警，有效防止金屬材質遭到偷竊。

水泵房、水塔的報警系統要24小時持續布防，當工作人員需要前去檢修水泵房、水塔設備之前，必須事先通知報警中心解除警報，檢修完畢后恢復布防。

通常水泵房、水塔選址在電線桿旁邊，方便于在電線桿上安放攝像頭、對講設備、探照燈和視頻服務器等。因為不法分子作案時間一般選在晚上活動，所以上述設備必須有機組合，將違法活動及時阻止。前端報警探測器與錄像系統報警聯動，一旦有警情發生，警報聲立即響起，監控中心就可以直接通過終端顯示設備查看現場情況，進行遠程監聽、喊話，視現場情況出警。一些地方政府相關的水利、電力部門還建立了一個警務地理信息網，把所有的電桿、線路等各點的具體位置用軟件、由技術研究人員編制出來，直接跟110對接，使各發案地點十分明確，一旦有報警發生，警方可依準確指令遠程喊話或出警。通過預警和迅速的現場捕捉，警方辦案能力大大提高，可把較高的發案率壓下去。

另外產品的性能一定要穩定可靠，能夠滿足365天*24小時無間斷工作，不得出現任何差錯。因為日常生活用水與廣大人民群眾切身利益生死攸關，一旦出現差錯，后果將不堪設想。如前端的監控攝像機，由于室外環境惡劣，對前端攝像機的要求與其他高端領域相近，首先質量過硬，機體能夠承受低溫40度——高溫80度的溫度范圍，產品耐腐蝕，具有防灰塵、防蟲的功能，產品鏡片采用納米技術，不粘灰塵，保證監控圖像質量高度清晰。

水泵房、水塔并沒有像其他設備工作室安裝門禁系統，因為它們地處偏遠地區，房屋的門窗一般破敗簡陋，主要就是依靠報警探測器系統; 而居民飲用水的輸送管線也沒有沿途的安防設施，因為水管線一般埋于地下超過兩米以上的位置，一方面是防止遭到破壞，也要防止氣候嚴寒將水管凍裂。

監控系統前端產品的輔助設備

遠程信息化的特點是分布地域廣、數量眾多、工作環境惡劣，大多數情況是現場沒有電源，需要采用蓄電池或者利用太陽能供電的方式，所以要求遠程監控報警設備具有寬范圍的供電、寬溫、低功耗等諸多優點。

另外，考慮到大部分監視點都設置在野外，在每個監視點的前端要安裝信號防雷模塊，并構建可靠的接地網，防止雷擊對設備造成的損壞。

數據采集設備

除在水利工程地點安裝安全防范產品外，也將在前端安置水質探測自動讀取、遠程閥門控制、自動控制設備等，完成觀測水位、對礦物質元素采集等工作。將觀測、讀取數據傳輸至中心控制室進行計算分析、整理和記錄，遠程控制開關水閘等，并確保系統在各種惡劣天氣情況下，都能正常運行，滿足系統各種信號相互傳輸的準確性。

2、監控數據的傳輸

由于水庫大壩等水利監控點分布在較廣闊的范圍內，水利設施分布點多、涉及范圍廣、交通不便、自然環境條件較差，并且與監控中心的距離較遠，所以前端數據信號傳輸注意因素較多，而水利工程社會作用巨大，對圖像質量和報警傳輸速度要求高。雖然目前傳輸效果最好的傳輸方式是采用光纖——光端機技術，其圖像保真度高，但是利用傳統的有線連接方式，線路鋪設成本高昂，而且施工周期長，布線繁瑣，同時因為物理因素如河流山脈等障礙而難以架設線纜。所以目前水利方面應用無線傳輸的案例居多。

無線傳輸是利用擴頻技術，將前端數據信息通過局域網進行傳輸，可進行點對點，點對多點的無線接入，多信道支持，傳輸信號穩定圖像清晰、傳輸距離遠，無線覆蓋范圍大，最大限度的節省有線布線帶來的麻煩，能滿足圖像和音頻的傳輸要求。另外，無線傳輸數據經過64－128位編碼加密，不會出現信號被干擾、破壞等狀況，通訊能力強。

當采用無線信號傳輸技術時，前端各監控設備要在每個視頻采集點各匹配一臺視頻編解碼服務器。視頻編解碼服務器負責把攝像機的模擬視頻信號轉變成數字信號，同時進行壓縮，另外也傳輸控制信號，視頻編解碼器內置 10/100M 網卡，通過網線連接到無線設備上，編碼壓縮處理后的監控信息通過無線網絡匯集到監控管理中心，監控中心能看到各監控點的實時狀況，監控人員可通過監控中心局域網或 Internet 遠程實時瀏覽視頻圖像、遙控云臺。網絡視頻服務器的接口豐富，可以提供各種報警器材、溫濕度探測、紅外感應等設備接入功能。由于它體積小巧，便于安裝，采用嵌入式操作系統，無須人員管理，適用于多種惡劣環境應用，充分滿足水利行業對環境各種指標的監測要求。

目前在水利監控領域，采用MPEG－4技術的工程較多。視頻信號通過編碼器被壓縮編碼后轉換為基于IP的MPEG－4碼流，與控制信號一起傳送到IP網絡中。采用MPEG-4圖像編碼標準的網絡硬件編碼器，保證了高質量的動態圖像。為充分保證每個監控點的帶寬，采用 MPEG4 的編碼標準，帶寬占用較低，并可實現圖像的優質傳輸和存儲，而且傳輸距離較遠，視頻流的穩定持續傳輸，并且不受山川、河流、橋梁道路等復雜地形限制，適用于廣闊區域的監控。

3、監控中心建設

在水庫、大壩的監控系統中，視頻監視控制中心一般設在水庫管理局中心控制室，主要由視頻編解碼器、矩陣電視墻、監控服務器、硬盤錄像機等組成，將圖像傳到指揮中心總部的計算機或大屏幕上，便于移動指揮和監控指揮中心總部的指揮人員及時準確的分析、判斷被監控對象發生的情況，做出正確決策和指揮，在完成現場圖像接收與顯示的同時能夠在移動指揮和監控指揮中心總部存儲遠程圖像，便于以后備查取證，完成錄像的存儲、檢索、回放、備份、恢復等。

系統中視頻編解碼器對傳送來的前端監控點攝像機采集的視頻信號進行編解碼處理，傳到監控管理中心局域網視頻監控服務器上，再經交換機通過內部局域網傳播至各個相關部門或人員的客戶端; 數字矩陣控制器則通過計算機控制實現視頻切換、硬盤自動長時間錄像及攝像機、云臺等各種動作，實時監視水庫庫區的現狀、水位、壩體、溢洪壩段、閘門、壩下及放水等情況。

部分水利安防系統會在監控中心配置一臺中心監控服務器，負責管理前端所有攝像機、視頻服務器、報警設備，并聯動報警和數字錄像，同時管理后端所有上網監控用戶。監控人員需通過IE瀏覽器，用指定的用戶名和密碼登錄監控服務器，才能進行遠程監控、調度、錄像、報警、電子地圖等一系列功能。

另外，深圳市安泰宇盛科技有限公司總經理景興發還提到: 在一些重要監控點，除了設在水利部門的監控中心對前端數據信息進行備份存儲到服務器外，在前端的水塔、水泵房等重要位置也要配備一套視頻服務器和硬盤，進行現場錄像，即實現現場、遠程兩地雙備份，以防網絡傳輸出現問題而造成錄像資料丟失現象。而且網絡監控指揮中心要求準備有后備電源，供停電使用。

三、水利安防市場商機無限

近幾年來，隨著“金水工程”的實施，國家防汛指揮系統基本完成，水利行業的信息化建設已經是日趨完善。將重要水利防洪工程和控制閘站建設成具有數字化、網絡化、智能化相結合的視頻監控系統，可以為各級防汛部門提供實時和直觀的汛情、工情圖像信息，對提高防汛抗旱指揮決策水平和推進水利信息化的發展具有重要意義。所以，目前各省市水利部門紛紛上馬建設現代化的工程系統，提高管理效率和安全保障能力。

英格索蘭深圳市博康系統工程有限公司工程師陳橋認為，目前各地實施水利工程建設時，安防已經是必須配套的子項目。除去即將投入建設的水利工程外，一些已經運行的水利工程還將補充安防子系統產品，所以可以想見，水利安防市場的前景是廣闊的。深圳市安泰宇盛科技有限公司總經理景興發也援引實例認為，雖然目前安防產品已經在新疆、甘肅、山東等地的水利工程中安裝使用，但是就全國的水利工程安防產品應用情況來說，我國的普及率還是比較低的，所以未來幾年內，產品的需求量還是很大的。景興發總經理還強調，水利工程中所需的先進的自動控制設備雖已開發出來，但是產品基本沒有應用，所以水利安防市場具有非常大的空間。
雖然水利安防監控系統建設可以進一步提高防汛抗旱工作和重要水利防洪工程的現代化管理水平，促進水利信息化的發展，既節省了外派巡邏車輛和人員的高成本，又大大的提高了工作效率，但是這一切要得益于產品良好的性能和功能。可以說，水利行業的安防系統是防盜報警、視頻監控、智能控制、信息采集等多方面整合，這一專業市場必須要求企業擁有雄厚的技術力量，廣闊的市場前景對產品提出了更高的要求。

1、產品穩定

水利安防屬于工業級監控，工業上的應用必須要求苛刻的性能和壓倒一切的穩定性。英格索蘭深圳市博康系統工程有限公司工程師陳橋介紹，工業級監控有平均無故障時間和平均故障恢復時間等衡量標準。水利領域施工不像“平安城市”建設，安裝和調試比較方便，它的安裝、檢修成本高，所以覆蓋這些水利設施工程的安防監控系統應具有以下主要特點: 采用的設備應具有遠程配置、管理、維護和自啟動能力; 設備功耗低且適合在野外惡劣的環境氣候條件下長期連續運行; 系統組網方案應具有可靠性、安全性、先進性、實用性、開放性、可擴充性和靈活性等。

2、網絡優化

高度網絡化在水利安防領域有很明顯的體現。由于水利工程安防系統的信號傳輸、遠程控制、異地調看與管理等多要依靠網絡實現，所以要求系統具有強大的接入能力，以實現全省多站點、大范圍監控點的接入; 系統必須支持靈活的接入方式，以適應傳輸網絡和組網的需要; 系統應組網簡單，視頻圖像清晰度高、實時性強，信道帶寬占用率低。目前，一些省市已建立防汛抗旱通信骨干網和計算機網絡組網，這樣，安防信號傳輸就可利用已有網絡，通過利用已建的省防汛抗旱綜合通信網多業務交換機設備對電路帶寬按需分配，保證了傳輸在通信骨干網中的傳輸帶寬，無須重新組建傳輸網絡，網絡帶寬可重復利用，節省了投資成本。而即將建設的水利安防系統也要注意網絡的可擴展性，實現視頻圖像信息共享、網絡帶寬占用率及網絡管理等方面的綜合考慮。

3、軟件功能全面

由于水利行業系統復雜，需要監控的點數量比較多，位置比較分散，而各省又要實現統一的T級指揮、監控、管理，根據行政劃分，將下屬市縣的工程信息最終傳輸到省級水利部，所以需要建立一套客戶端綜合管理系統平臺，軟件界面友好，能實現分級、分層管理功能，通過對前端編碼器和市級服務器進行集中控制管理，實現一個省市很多水利系統的聯網。

根據應用的實際需要，軟件不僅實現智能化，而且功能細致、更加人性化。如攝錄圖像需完成高級分析，達到智能監控功能，當有人越過警戒線系統會自動報警。另外，一些企業研發的軟件建立了地理信息系統，可提供基于電子地圖的WEB查詢功能，使計算機網絡上被授權用戶可通過瀏覽器點擊查看前端監控點的視頻監視圖像，直觀的顯示任意地的錄像，并可對監控點云臺進行控制，配合人防、提高了工作人員的響應速度。

利用視頻技術和計算機網絡技術對水庫大壩等重要水利設施實行遠程控制和管理，這一領域的市場前景廣闊，所以各企業將產品、網絡系統和軟件的功能與水利工程的實際應用情況有機結合，因地制宜，市場將商機無限。近些年水利視頻監控系統出現了一些新的技術點和趨勢，杭州科利特信息技術有限公司經理韓草銘認為主要體現在兩個方面:

一是無線傳輸，這是主要方式

由于水庫大壩等水利監控點分布在較廣闊的范圍內，與監控中心的距離較遠，利用傳統的有線連接方式，線路鋪設成本高昂，而且施工周期長，有時因為河流山脈等障礙而難以架設線纜。這些問題均可采用無線方式進行解決，所以無線的傳輸方式在水利行業監控系統的傳輸選擇中比較受青睞，而且所占比例越來越高。另外通過無線方式也可對抗洪車輛進行視頻監控，實現可視化的調度和指揮。目前多家都已設計了系統的無線傳輸解決方案，可應用于多種領域，如杭州科利特信息技術有限公司已設計了完善的解決方案，可在WLAN、CDMA、GPR以及EDGE 等多種無線網絡條件下應用。

二是智能識別和檢測

安防行業“智能化趨勢”的預測已提出多年，但在現有的視頻監控系統中，對突發事件和關注點主要依賴人工檢查和分析，容易出現漏判和誤判，同時隨著視頻監控系統的發展，系統規模越來越大，視頻系統存儲和包含的數據量往往以TB作為單位，形成了真正的海量數據，使水利部門工作人員的分析和處理工作量大大增加，從而影響了系統的應用效率。現有軟件系統中和水利數據庫的聯動報警已經在一定程度上提高了用戶的工作效率，對智能化做了初步的嘗試，下階段將在軟件平臺中加入智能分析技術，為用戶提供一種可自動進行特征識別的軟件系統，包括標尺刻度分析、閘門開啟狀態分析、禁止游泳區域警戒線分析等軟件算法，提高用戶工作效率，真正做到智能化監控。 (轉自中安網)