【安防知識網(wǎng)】系統(tǒng)建設(shè)： 多項技術(shù)集成，整體結(jié)合

　　水利工程多修建在河流或湖泊的重要部位，具備承上啟下、有效控制流域洪水和泥沙的作用，其興修的目的主要以防洪、減淤為主，同時兼顧供水、灌溉和發(fā)電，除害興利，綜合利用。如黃河小浪底水利樞紐工程位于河南省洛陽市以北40公里的黃河中游最后一段峽谷的出口處，控制著黃河流域總面積的92.3%，是一座有效控制黃河洪水和泥沙的巨型水庫。在此自然環(huán)境下，各類水利設(shè)施都被安裝在遠(yuǎn)離都市人群、荒原郊外的廣泛地區(qū)。

　　水利工程覆蓋面廣，沿線堤壩少則幾公里，大型跨省水利設(shè)施更是綿延千里，由于人力資源的不足，多數(shù)設(shè)備處于無人或少人值守狀態(tài)。因此，在水利工程建設(shè)初期就要充分考慮各種安防設(shè)施的建設(shè)問題。

　　霍尼韋爾安防(中國)有限公司系統(tǒng)集成經(jīng)理陸思武介紹說：“目前水利安防系統(tǒng)是一個綜合性的防范系統(tǒng)，囊括了大壩安全、室外防范、機組防護(hù)、生產(chǎn)監(jiān)督、輸電配送、遠(yuǎn)程監(jiān)管、預(yù)警提示等多方面，針對這些應(yīng)用，所選用的安防設(shè)備可以為水利系統(tǒng)設(shè)備提供安全保障，及時阻止不法行為，并對異常行為做出決策。”同時，“這些安防系統(tǒng)不是單獨存在的，是互為一體，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常情況時將信息實時傳輸至控制中心，并在遠(yuǎn)程的控制平臺上進(jìn)行操作，系統(tǒng)實現(xiàn)互聯(lián)互通?！北本┛梢曂娮蛹夹g(shù)有限責(zé)任公司市場總監(jiān)李昭輝接著解釋。

　　根據(jù)水利工程劃分的不同區(qū)域，需要采用針對性的安防系統(tǒng)，其可分為周界防范、防盜報警、視頻監(jiān)控等系統(tǒng)。

　　周界防范系統(tǒng)

　　周界防范系統(tǒng)主要適用于水庫大壩等區(qū)域，可采用紅外對射、被動紅外、震動光纜等設(shè)施保護(hù)大壩的安全，其中震動光纜以通訊光纜作為探測工具，由激光發(fā)射器、傳感接收器和傳聲報警器組成，實時不間斷地監(jiān)測震動、泄漏、地層移動及滑坡現(xiàn)象，并能準(zhǔn)確無誤的指出遭受破壞或發(fā)生故障的地段，確保大壩的安全。據(jù)霍尼韋爾陸思武介紹：“周界防范系統(tǒng)還可用于對重點設(shè)施的運行情況監(jiān)管，由于其操作動作要求嚴(yán)格，在這些區(qū)域出入需要具備相應(yīng)的權(quán)限，可以加上輔助設(shè)備，比如門禁等?！?/P>

　　防盜報警系統(tǒng)

　　防盜報警系統(tǒng)主要是為了防止不法分子對水利機電設(shè)備進(jìn)行破壞或偷盜，因此多采用各類報警探測器，其可安裝在水泵房、水塔等相關(guān)部位，一旦出現(xiàn)人為破壞或偷盜行為時，便立即發(fā)出報警信號。北京視得清電子技術(shù)有限責(zé)任公司總經(jīng)理王曉慶說：“水利行業(yè)設(shè)有專門的網(wǎng)絡(luò)，不但可以連接省、市、縣三級或多級水利部門，也會與應(yīng)急指揮部、公安、部隊等進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，一旦收到報警信息，即可立即出警?！?/P>

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)

　　由于水利工程范圍廣泛，相隔距離較遠(yuǎn)，而現(xiàn)代通信技術(shù)和視頻技術(shù)的迅速發(fā)展，也為水利建設(shè)的數(shù)字化提供了有力保證。據(jù)寧夏寧東供水工程相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在這里起著“眼見為實”的作用，主要用于日常管理、防汛管理，可以實時監(jiān)控水庫周邊情況及水文情況，對于相關(guān)的水文信息、閘門等情況進(jìn)行組態(tài)控制，采用這種可視化管理能有效提高水利部門的工作效率，擴大數(shù)字化的程度。其主要由前端設(shè)備、傳輸設(shè)備、監(jiān)控中心組成。

　　1、前端設(shè)備

　　前端設(shè)備主要由攝像機、云臺、云臺解碼器、視頻服務(wù)器等部分組成，主要安裝在水庫大壩、閘門、溢洪道及需要重點監(jiān)控的區(qū)域，可以根據(jù)遠(yuǎn)程控制命令調(diào)整攝像機、云臺等相關(guān)參數(shù)，完成圖片(圖像)信息采集、與其他數(shù)據(jù)信息集成及信息的回傳等。

　　據(jù)北京視得清王曉慶介紹，水利工程的攝像機以固定安裝為主，像素大多在480線以上。大壩區(qū)域由于范圍較廣，一般采用遠(yuǎn)距離、大變焦鏡頭(30倍或50倍)的攝像機，在需要的情況下，還會配備高亮度的探射燈;在水庫、控制中心等區(qū)域大多配備2km長焦距的攝像機，在較特殊的情況下，會配備激光等輔助設(shè)備，有助于看清遠(yuǎn)距離范圍內(nèi)的情況;小范圍的監(jiān)控較多采用1/3″、低照度、彩轉(zhuǎn)黑的攝像機，也可采用高速球機，主要針對來往車輛及行人的監(jiān)控。

　　攝像機還需配備云臺、云臺解碼器、視頻服務(wù)器等，可以將現(xiàn)場情況及時傳輸至后端。由于野外環(huán)境惡劣，前端設(shè)備要求365天×24小時連續(xù)不斷工作，因此對設(shè)備的性能要求較高。英格索蘭深圳博康系統(tǒng)工程有限公司銷售部副總經(jīng)理陳橋介紹，前端的攝像機要求可以防水、防霧，且防護(hù)等級要求較高，大多根據(jù)IP66、IP67等國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行衡量。針對此種情況，霍尼韋爾陸思武接著解釋：“某些區(qū)域的水利設(shè)施基本可以看作為半個軍事化環(huán)境的要求，因此設(shè)備必須滿足可在-20°?70°之間工作的需要，但由于環(huán)境的差異，產(chǎn)品可以根據(jù)南北方氣候特征進(jìn)行差異化選擇。”另外，在一定的情況下，前端設(shè)備還需安裝防避雷模塊，以保護(hù)設(shè)備免受雷擊損害;還需安裝遙控雨刷，在雨水多的情況下自動將水漬清除干凈，而在北方寒冷區(qū)域要具有加熱和除霜功能，南方地區(qū)安裝遮陽罩。

　　2、傳輸設(shè)備

　　由于監(jiān)控范圍覆蓋較廣，監(jiān)控點較多且分散分布，監(jiān)控點與控制中心相隔距離較遠(yuǎn)，因此前端采集到的視頻圖像必須通過遠(yuǎn)程傳輸設(shè)備將其發(fā)送至后端控制中心。而由于水利系統(tǒng)的重要性(往往會關(guān)系到人民的生命財產(chǎn))，傳輸系統(tǒng)必須將信息及時發(fā)送，并要確保圖像和數(shù)據(jù)等信息的質(zhì)量。

　　一般來說，在條件允許的范圍內(nèi)，多采用“光端機+光纜”的方式進(jìn)行傳輸。英格索蘭深圳博康的陳橋稱，此種方式采用傳統(tǒng)的有線連接方式，傳輸圖像質(zhì)量較好，清晰度也較高，但由于地理環(huán)境的影響，會使得施工困難，施工周期較長，再加上兩端系統(tǒng)及其他附屬產(chǎn)品，因此成本會較高，所以通常適用于1公里以內(nèi)的傳輸距離。

　　在地理環(huán)境惡劣的情況下，水利工程也較多地采用無線傳輸?shù)姆绞?，即通過無線微波、CDMA、GPRS等多種無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。此類方式傳輸距離較遠(yuǎn)，且受自然、地理因素制約相對較小，因此在水利工程中使用較多，但其在傳輸過程中易受外界因素干擾，因此所接收到的圖像清晰度和圖像實時性會受較大影響。

　　3、監(jiān)控中心

　　整個系統(tǒng)主要分為三級監(jiān)控中心，即水利設(shè)施監(jiān)控中心、市級監(jiān)控中心和省級監(jiān)控中心，各級可獨立工作，也可級聯(lián)協(xié)同工作，而流域監(jiān)控往往需要多級級聯(lián)和協(xié)同工作。

　　水利設(shè)施監(jiān)控中心主要由軟件平臺、視頻編解碼器、電視墻、監(jiān)控服務(wù)器、硬盤錄像機等部分組成。軟件平臺主要由管理服務(wù)器軟件、客戶端軟件及流媒體服務(wù)器軟件等組成，其不但包括監(jiān)控、管理、錄像、回放等基本功能，且針對水利部門更具備其專用的功能特性：

　　[nextpage]·視頻疊加：此功能是在視頻畫面上疊加水位和晴雨等信息，可以使相關(guān)部門通過標(biāo)準(zhǔn)的實時晴雨了解現(xiàn)有水利工程的雨水信息，進(jìn)一步完善信息聯(lián)動;

　　·警戒水位報警聯(lián)動：當(dāng)進(jìn)入汛期時，水庫水位一旦超出警戒水位線，系統(tǒng)即自動報警，并聯(lián)動相關(guān)視頻，可以減少因洪水造成的影響。

　　而當(dāng)前端設(shè)備將相關(guān)信息傳輸至監(jiān)控中心時，除視頻編解碼器將其進(jìn)行處理外，并也傳輸?shù)奖O(jiān)控服務(wù)器上，再發(fā)送至相關(guān)的監(jiān)看人員方，控制中心人員可以對這些信息進(jìn)行實時查看、錄像、遠(yuǎn)程調(diào)度、報警等操作。

　　市級分中心設(shè)置一臺視頻服務(wù)器，并安裝分中心視頻監(jiān)控軟件;省級監(jiān)控中心設(shè)置視頻服務(wù)器和認(rèn)證服務(wù)器，并安裝相應(yīng)的服務(wù)管理軟件，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)和集中管理。省中心視頻服務(wù)器同時安裝電子地圖軟件，被授權(quán)用戶可通過點擊電子地圖來瀏覽需要觀看的監(jiān)視點圖像。北京視得清的王曉慶建議：“由于水利設(shè)施所設(shè)置的監(jiān)控點相對其他區(qū)域較少，且水利的直接控制中心要求所傳輸?shù)膱D像足夠清晰且不允許有延遲的情況發(fā)生，所以在直接的控制中心(一級監(jiān)控中心)不提倡采用網(wǎng)絡(luò)視頻的方式進(jìn)行壓縮傳輸，而是采用傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控系統(tǒng)，不過在市級或省級監(jiān)控中心可以采用網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的方式?！?/P>

　　工程特點

　　隨著信息化程度的提高，各地水利部門紛紛開始進(jìn)行“數(shù)字水利”的改造，數(shù)字化技術(shù)不僅可以滿足水利部門日益增多的信息需求，也極大地提高了辦事效率。但由于各項水利設(shè)施所處地理位置及環(huán)境因素的影響，一定程度上增加了施工的難度。在水利項目建設(shè)安防系統(tǒng)，具有以下幾大特點。

　　供電取電不容易

　　眾所周知，大型水利工程翻山越嶺，有的更橫跨多個省市，如南水北調(diào)工程分別從長江上、中、下游調(diào)水，在中國大陸地勢形成三個階梯，橫跨大半個中國，為整個西北和華北地區(qū)供水。因此，在水利工程中，安防設(shè)備如何供電取電成為一大難點。

　　針對這一情況，北京可視通李昭輝介紹說：“在條件允許的情況下，可以敷設(shè)地下管道，進(jìn)行集中供電，也可采用POE網(wǎng)絡(luò)供電?！北本┮暤们逋鯐詰c接著解釋：“在一些特殊區(qū)域，可采用太陽能供電和風(fēng)能供電，并配備一定數(shù)量的蓄電池?！痹谔鞖馇缋实那闆r下采用太陽能供電，但陰雨天時多采用風(fēng)能，這兩者互相補充，而晚上則會使用蓄電池，以保證供電不中斷。

　　無線傳輸方式是新寵

　　傳統(tǒng)的布線方式在一定程度上無法滿足水利工程信號傳輸?shù)男枨螅虼宋⒉?、GPRS、CDMA等現(xiàn)有的無線傳輸方式逐步受到用戶的青睞。北京可視通李昭輝表示：“采用無線傳輸?shù)姆绞剑梢詾橛脩艄?jié)約70%的成本，且其傳輸速度快，單路帶寬可以達(dá)到500Kb?1M的傳輸速率。”天津天地偉業(yè)數(shù)碼科技有限公司無人值守部經(jīng)理姚亞說：“現(xiàn)有的無線傳輸方式雖在一定程度上可以滿足水利部門傳輸?shù)男枨?，但易受到投資成本、信號穩(wěn)定性和帶寬等問題的制約，因此未能大幅度推廣。但隨著電信重組的完成，3G傳輸技術(shù)指日可待，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆€(wěn)定性等將不再是問題，無線傳輸技術(shù)也會在水利監(jiān)控傳輸中占據(jù)越來越多的份額?！?/P>

　　室外防雷需注意

　　水利設(shè)施大多處于室外，遭遇打雷情況時會產(chǎn)生高壓和浪涌電流，因此在前端攝像機上需安裝防雷模塊，以免雷擊毀壞設(shè)備。而攝像機桿和前端機箱必須接地，將雷電流接入地下泄放。

　　智能分析是熱點

　　安防系統(tǒng)可以對閘門開閉、決堤、漫堤及人員進(jìn)出情況等進(jìn)行檢測，而塌方事件和水面上的漂浮物也是所要監(jiān)測的重點，但由于范圍較廣，單純靠人為監(jiān)測是不夠現(xiàn)實的。杭州科利特信息技術(shù)有限公司副總經(jīng)理韓草銘解釋說：“前端所傳輸回來的圖像難免包含水面信息，而水面時刻處于變化狀態(tài)，這也為視頻檢測帶來一定難度。因此可采用智能分析技術(shù)，根據(jù)水面的形狀不固定、相鄰幀運動方向連續(xù)、紋理特殊等特征，可將其干擾排除?！?/P>

　　智能識別技術(shù)可通過圖像算法進(jìn)行分析，并設(shè)定一定的規(guī)則，當(dāng)所監(jiān)測的區(qū)域觸犯規(guī)則時自動發(fā)出報警信號，并可將出現(xiàn)異常情況的畫面切換過來。目前可以將分析技術(shù)做成軟件模塊，根據(jù)用戶實際需要進(jìn)行搭配，自動分析警戒線水位高低、人員破壞、水文信息(漂浮物等)等情況，既節(jié)約了成本，也可有效提高工作效率，實現(xiàn)真正意義上的智能化。

　　系統(tǒng)維護(hù)必不可少

　　系統(tǒng)建成后，平時若對其疏于維護(hù)或以為一勞永逸，將加快設(shè)備老化的速度，縮短設(shè)備的壽命。特別是當(dāng)汛期來臨，設(shè)備的穩(wěn)定性及功能完好是特別重要的，因此，系統(tǒng)維護(hù)是水利行業(yè)安防系統(tǒng)的頭等大事，必須做到24小時不間斷維護(hù)。

　　在系統(tǒng)建成之初，據(jù)霍尼韋爾陸思武介紹，作為解決方案提供方和產(chǎn)品提供商的生產(chǎn)廠家，在系統(tǒng)操作與維護(hù)方面，會提前給用戶發(fā)放說明書，并進(jìn)行相關(guān)知識和操作培訓(xùn)，使其充分了解所使用設(shè)備的情況及基本維護(hù)常識。

　　平時用戶除在功能實現(xiàn)和設(shè)備完好性兩方面進(jìn)行維護(hù)之外，汛期的維護(hù)工作也要特別注意，主要注意以下幾個方面：

　　·汛期來臨前，要對設(shè)備進(jìn)行巡檢，發(fā)現(xiàn)問題要及時處理并作適當(dāng)?shù)奶幚?，如加固、整理等工作。由于汛期天氣條件惡劣，很多監(jiān)控點可能難以達(dá)到及時發(fā)現(xiàn)問題，而這些監(jiān)控點又是極為重要的，因此，要做到未雨綢繆，防患于未然;

　　·在汛期中，要安排專人負(fù)責(zé)維護(hù)事宜，保證24小時與水利部門保持聯(lián)系;

　　·另外還要及時與廠家進(jìn)行溝通，準(zhǔn)備備用品或備件更換損壞的設(shè)備。