【安防知识网】系统建设： 多项技术集成，整体结合

　　水利工程多修建在河流或湖泊的重要部位，具备承上启下、有效控制流域洪水和泥沙的作用，其兴修的目的主要以防洪、减淤为主，同时兼顾供水、灌溉和发电，除害兴利，综合利用。如黄河小浪底水利枢纽工程位于河南省洛阳市以北40公里的黄河中游最后一段峡谷的出口处，控制着黄河流域总面积的92.3%，是一座有效控制黄河洪水和泥沙的巨型水库。在此自然环境下，各类水利设施都被安装在远离都市人群、荒原郊外的广泛地区。

　　水利工程覆盖面广，沿线堤坝少则几公里，大型跨省水利设施更是绵延千里，由于人力资源的不足，多数设备处于无人或少人值守状态。因此，在水利工程建设初期就要充分考虑各种安防设施的建设问题。

　　霍尼韦尔安防(中国)有限公司系统集成经理陆思武介绍说：“目前水利安防系统是一个综合性的防范系统，囊括了大坝安全、室外防范、机组防护、生产监督、输电配送、远程监管、预警提示等多方面，针对这些应用，所选用的安防设备可以为水利系统设备提供安全保障，及时阻止不法行为，并对异常行为做出决策。”同时，“这些安防系统不是单独存在的，是互为一体，当发现异常情况时将信息实时传输至控制中心，并在远程的控制平台上进行操作，系统实现互联互通。”北京可视通电子技术有限责任公司市场总监李昭辉接着解释。

　　根据水利工程划分的不同区域，需要采用针对性的安防系统，其可分为周界防范、防盗报警、视频监控等系统。

　　周界防范系统

　　周界防范系统主要适用于水库大坝等区域，可采用红外对射、被动红外、震动光缆等设施保护大坝的安全，其中震动光缆以通讯光缆作为探测工具，由激光发射器、传感接收器和传声报警器组成，实时不间断地监测震动、泄漏、地层移动及滑坡现象，并能准确无误的指出遭受破坏或发生故障的地段，确保大坝的安全。据霍尼韦尔陆思武介绍：“周界防范系统还可用于对重点设施的运行情况监管，由于其操作动作要求严格，在这些区域出入需要具备相应的权限，可以加上辅助设备，比如门禁等。”

　　防盗报警系统

　　防盗报警系统主要是为了防止不法分子对水利机电设备进行破坏或偷盗，因此多采用各类报警探测器，其可安装在水泵房、水塔等相关部位，一旦出现人为破坏或偷盗行为时，便立即发出报警信号。北京视得清电子技术有限责任公司总经理王晓庆说：“水利行业设有专门的网络，不但可以连接省、市、县三级或多级水利部门，也会与应急指挥部、公安、部队等进行联网，一旦收到报警信息，即可立即出警。”

　　视频监控系统

　　由于水利工程范围广泛，相隔距离较远，而现代通信技术和视频技术的迅速发展，也为水利建设的数字化提供了有力保证。据宁夏宁东供水工程相关负责人介绍，视频监控系统在这里起着“眼见为实”的作用，主要用于日常管理、防汛管理，可以实时监控水库周边情况及水文情况，对于相关的水文信息、闸门等情况进行组态控制，采用这种可视化管理能有效提高水利部门的工作效率，扩大数字化的程度。其主要由前端设备、传输设备、监控中心组成。

　　1、前端设备

　　前端设备主要由摄像机、云台、云台解码器、视频服务器等部分组成，主要安装在水库大坝、闸门、溢洪道及需要重点监控的区域，可以根据远程控制命令调整摄像机、云台等相关参数，完成图片(图像)信息采集、与其他数据信息集成及信息的回传等。

　　据北京视得清王晓庆介绍，水利工程的摄像机以固定安装为主，像素大多在480线以上。大坝区域由于范围较广，一般采用远距离、大变焦镜头(30倍或50倍)的摄像机，在需要的情况下，还会配备高亮度的探射灯;在水库、控制中心等区域大多配备2km长焦距的摄像机，在较特殊的情况下，会配备激光等辅助设备，有助于看清远距离范围内的情况;小范围的监控较多采用1/3″、低照度、彩转黑的摄像机，也可采用高速球机，主要针对来往车辆及行人的监控。

　　摄像机还需配备云台、云台解码器、视频服务器等，可以将现场情况及时传输至后端。由于野外环境恶劣，前端设备要求365天×24小时连续不断工作，因此对设备的性能要求较高。英格索兰深圳博康系统工程有限公司销售部副总经理陈桥介绍，前端的摄像机要求可以防水、防雾，且防护等级要求较高，大多根据IP66、IP67等国际标准进行衡量。针对此种情况，霍尼韦尔陆思武接着解释：“某些区域的水利设施基本可以看作为半个军事化环境的要求，因此设备必须满足可在-20°〜70°之间工作的需要，但由于环境的差异，产品可以根据南北方气候特征进行差异化选择。”另外，在一定的情况下，前端设备还需安装防避雷模块，以保护设备免受雷击损害;还需安装遥控雨刷，在雨水多的情况下自动将水渍清除干净，而在北方寒冷区域要具有加热和除霜功能，南方地区安装遮阳罩。

　　2、传输设备

　　由于监控范围覆盖较广，监控点较多且分散分布，监控点与控制中心相隔距离较远，因此前端采集到的视频图像必须通过远程传输设备将其发送至后端控制中心。而由于水利系统的重要性(往往会关系到人民的生命财产)，传输系统必须将信息及时发送，并要确保图像和数据等信息的质量。

　　一般来说，在条件允许的范围内，多采用“光端机+光缆”的方式进行传输。英格索兰深圳博康的陈桥称，此种方式采用传统的有线连接方式，传输图像质量较好，清晰度也较高，但由于地理环境的影响，会使得施工困难，施工周期较长，再加上两端系统及其他附属产品，因此成本会较高，所以通常适用于1公里以内的传输距离。

　　在地理环境恶劣的情况下，水利工程也较多地采用无线传输的方式，即通过无线微波、CDMA、GPRS等多种无线网络进行传输。此类方式传输距离较远，且受自然、地理因素制约相对较小，因此在水利工程中使用较多，但其在传输过程中易受外界因素干扰，因此所接收到的图像清晰度和图像实时性会受较大影响。

　　3、监控中心

　　整个系统主要分为三级监控中心，即水利设施监控中心、市级监控中心和省级监控中心，各级可独立工作，也可级联协同工作，而流域监控往往需要多级级联和协同工作。

　　水利设施监控中心主要由软件平台、视频编解码器、电视墙、监控服务器、硬盘录像机等部分组成。软件平台主要由管理服务器软件、客户端软件及流媒体服务器软件等组成，其不但包括监控、管理、录像、回放等基本功能，且针对水利部门更具备其专用的功能特性：

　　[nextpage]·视频叠加：此功能是在视频画面上叠加水位和晴雨等信息，可以使相关部门通过标准的实时晴雨了解现有水利工程的雨水信息，进一步完善信息联动;

　　·警戒水位报警联动：当进入汛期时，水库水位一旦超出警戒水位线，系统即自动报警，并联动相关视频，可以减少因洪水造成的影响。

　　而当前端设备将相关信息传输至监控中心时，除视频编解码器将其进行处理外，并也传输到监控服务器上，再发送至相关的监看人员方，控制中心人员可以对这些信息进行实时查看、录像、远程调度、报警等操作。

　　市级分中心设置一台视频服务器，并安装分中心视频监控软件;省级监控中心设置视频服务器和认证服务器，并安装相应的服务管理软件，从而实现系统的联网和集中管理。省中心视频服务器同时安装电子地图软件，被授权用户可通过点击电子地图来浏览需要观看的监视点图像。北京视得清的王晓庆建议：“由于水利设施所设置的监控点相对其他区域较少，且水利的直接控制中心要求所传输的图像足够清晰且不允许有延迟的情况发生，所以在直接的控制中心(一级监控中心)不提倡采用网络视频的方式进行压缩传输，而是采用传统的模拟监控系统，不过在市级或省级监控中心可以采用网络视频监控的方式。”

　　工程特点

　　随着信息化程度的提高，各地水利部门纷纷开始进行“数字水利”的改造，数字化技术不仅可以满足水利部门日益增多的信息需求，也极大地提高了办事效率。但由于各项水利设施所处地理位置及环境因素的影响，一定程度上增加了施工的难度。在水利项目建设安防系统，具有以下几大特点。

　　供电取电不容易

　　众所周知，大型水利工程翻山越岭，有的更横跨多个省市，如南水北调工程分别从长江上、中、下游调水，在中国大陆地势形成三个阶梯，横跨大半个中国，为整个西北和华北地区供水。因此，在水利工程中，安防设备如何供电取电成为一大难点。

　　针对这一情况，北京可视通李昭辉介绍说：“在条件允许的情况下，可以敷设地下管道，进行集中供电，也可采用POE网络供电。”北京视得清王晓庆接着解释：“在一些特殊区域，可采用太阳能供电和风能供电，并配备一定数量的蓄电池。”在天气晴朗的情况下采用太阳能供电，但阴雨天时多采用风能，这两者互相补充，而晚上则会使用蓄电池，以保证供电不中断。

　　无线传输方式是新宠

　　传统的布线方式在一定程度上无法满足水利工程信号传输的需求，因此微波、GPRS、CDMA等现有的无线传输方式逐步受到用户的青睐。北京可视通李昭辉表示：“采用无线传输的方式，可以为用户节约70%的成本，且其传输速度快，单路带宽可以达到500Kb〜1M的传输速率。”天津天地伟业数码科技有限公司无人值守部经理姚亚说：“现有的无线传输方式虽在一定程度上可以满足水利部门传输的需求，但易受到投资成本、信号稳定性和带宽等问题的制约，因此未能大幅度推广。但随着电信重组的完成，3G传输技术指日可待，网络传输的稳定性等将不再是问题，无线传输技术也会在水利监控传输中占据越来越多的份额。”

　　室外防雷需注意

　　水利设施大多处于室外，遭遇打雷情况时会产生高压和浪涌电流，因此在前端摄像机上需安装防雷模块，以免雷击毁坏设备。而摄像机杆和前端机箱必须接地，将雷电流接入地下泄放。

　　智能分析是热点

　　安防系统可以对闸门开闭、决堤、漫堤及人员进出情况等进行检测，而塌方事件和水面上的漂浮物也是所要监测的重点，但由于范围较广，单纯靠人为监测是不够现实的。杭州科利特信息技术有限公司副总经理韩草铭解释说：“前端所传输回来的图像难免包含水面信息，而水面时刻处于变化状态，这也为视频检测带来一定难度。因此可采用智能分析技术，根据水面的形状不固定、相邻帧运动方向连续、纹理特殊等特征，可将其干扰排除。”

　　智能识别技术可通过图像算法进行分析，并设定一定的规则，当所监测的区域触犯规则时自动发出报警信号，并可将出现异常情况的画面切换过来。目前可以将分析技术做成软件模块，根据用户实际需要进行搭配，自动分析警戒线水位高低、人员破坏、水文信息(漂浮物等)等情况，既节约了成本，也可有效提高工作效率，实现真正意义上的智能化。

　　系统维护必不可少

　　系统建成后，平时若对其疏于维护或以为一劳永逸，将加快设备老化的速度，缩短设备的寿命。特别是当汛期来临，设备的稳定性及功能完好是特别重要的，因此，系统维护是水利行业安防系统的头等大事，必须做到24小时不间断维护。

　　在系统建成之初，据霍尼韦尔陆思武介绍，作为解决方案提供方和产品提供商的生产厂家，在系统操作与维护方面，会提前给用户发放说明书，并进行相关知识和操作培训，使其充分了解所使用设备的情况及基本维护常识。

　　平时用户除在功能实现和设备完好性两方面进行维护之外，汛期的维护工作也要特别注意，主要注意以下几个方面：

　　·汛期来临前，要对设备进行巡检，发现问题要及时处理并作适当的处理，如加固、整理等工作。由于汛期天气条件恶劣，很多监控点可能难以达到及时发现问题，而这些监控点又是极为重要的，因此，要做到未雨绸缪，防患于未然;

　　·在汛期中，要安排专人负责维护事宜，保证24小时与水利部门保持联系;

　　·另外还要及时与厂家进行沟通，准备备用品或备件更换损坏的设备。