本文介绍基于融合监控理念在水利行业的具体应用展现，分别从监控点前端采集、中间传输、后端管理应用几个环节，结合应用场合的差异性进行介绍(如图所示)。

　　水利融合监控系统由各级监控中心和监控站组成。在省、市、县(区)各级水利主管部门和流域管理单位、防汛指挥中心分别设置监控中心，在水利工程管理和水文监测等单位设置监控站。监控中心和监控站通过计算机网络连接，构成多层多节点的网状结构。

　　监控站与一个或多个前端监控点直接相连，采集前端监控点的实时图像和其它相关数据信息，并对其进行管理和存储。一般监控站均为大中型水利工程的直接管理部门和水文部门。监控中心则控制、监视、管理、调阅本辖区内监控站的所有图像信息，并向公众发布实时状况图像信息。

　　市、县(区)级监控中心配置视频流媒体服务器，可向同级政府有关部门及上级监控中心提供图像信息。省级监控中心则通过统一的网络监控管理平台，根据实际需要控制、监视、管理、调阅省内监控站的图像。

　　这种架构适合流域监控的要求，体现了流域监控的特点，同时在防汛时刻确保各级领导和决策人员可以通过网络系统获取实时视频信息。

　　监控前端

　　水利部门所管辖的水体资源和水利工程类型多样，包括水库、河流、堤围、渔港、水利枢纽、供水设施等，监控场所涉及水闸、大堤、坝体、港湾、采水点、自来水厂、水文站、防汛亭、水电设施、溢洪道等，这些场所可能在城区，也可能在野外、偏远山区，有的配备有专用机房，有的只有简单的立杆和防水设备箱，有的可以通过光纤专线，有的则需要无线传输，因此需要针对不同的监控现场选择适合的监控前端产品，满足各自特殊的需求。

　　1、水库

　　由于场景开阔、水域面积大，有专用机房，且一般需要录像，可采用日夜两用的高变倍模拟球机，配合数字硬盘录像机DVR，通过接入光纤专线或通过3G无线公网，将现场画面传递到监控中心。

　　在高清应用方案上，对于已建模数混合监控的水库，建议配备HD-SDI数字高清摄像机，结合带智能分析功能的高清DVR，可利用原有线路资源平滑升级到高清系统，可实现对水库的水体质量和表面漂浮物进行监测，及时发现污染或溺水事件，还可配合水质探测装置进一步准确掌握水资源状况。[nextpage]

　　2、堤围、渔港、防汛亭、水文站、采水点

　　这些场所一般没有专门配套的机房，也没有录像的需求，在传输和供电方面需要更加灵活、方便的部署，我们为这些场所配备了轻便、易安装、低功耗的网络摄像机，可以通过敷设光缆或租用电信运营商的线路资源，将图像传送到监控中心，对于部分难以铺设线缆的地区，还可以直接用3G公网进行无线传输，能大大减少工程量，提高布点效率。

　　在高清应用方案上，建议配备网络高清摄像机，尤其适合堤围、渔港这样视场开阔的场景，另外结合水位水质传感器，可对于水文站、采水点这些场所进行视频、数据综合监控。

　　3、水利枢纽工程

　　水利枢纽工程由于规模较大，需要多方位、多角度的监控部署，包括工程周边的边界防范，工程内部各场所的监控，如水闸、机组、上游坝坡、水位标尺等，水利枢纽工程有专门的机房环境和长途线路资源，可将各种音视频监控、动力环境监控信息统一接入到监控主机，然后通过专线传输到监控中心。

　　4、自来水厂

　　自来水厂监控主要包括水源井、加压泵房、管网的监控。水源井、加压泵房的点较少，且相对集中，是重点监控对象，可采用有线的方式进行数据传输，增加视频监控。每个监控点安装监控主机，接入传感器、智能设备、视频设备，实现对水源井、加压泵房的监控。管网监测点较多，且分散，可采用无线的方式进行数据传输，方便部署。每个监控点安装小型监控采集装置，接入传感器，实现对管网的监控。

　　5、机动监控点、应急车、单兵系统

　　虽然水利部门花费巨额投资建设了大量监控点，但相对我国广阔的水域资源而言，仍显得匮乏，尤其在汛期突发情况很多，因此需要准备一定的机动、应急响应能力。可通过架设无线监控点、携带单兵系统进行现场的临时监控，或者装备应急监测/指挥车到各处进行机动的采集、观测与调度指挥。

　　在监控前端设计方面，我们充分考虑环境因素，比如供电问题，位于偏僻地区的监控设备取电困难，我们一方面采取借助其他能源发电，比如风光发电、油机发电，目前不少无人值守水文站、观测站也是采用风光互补发电来满足日常监测与无线传输的需求。另一方面采用低功耗设备，或采取定时休眠/唤醒来节能。有些地区我们还可以采用高压直流、远端供电方式，从监控站机房向监控点设备进行输电。

　　另一个是防雷问题，水利工程往往建设在野外空旷之处，易受到雷电侵袭，监控点设备的电源一般在现场就近取用，也易受雷电影响产生高压和浪涌电流，为了设备能可靠、长久地运行，摄像机杆和前端机箱必须接地;对摄像机的视频信号均应配置防雷设备，以防止雷电对摄像机等设备的损坏;对各监控站点均应配置电源浪涌保护器，防止雷电的侵袭。

　　第三个是夜间监控问题，现有水利工程中，不少未安装照明系统，而夜间又往往是抗洪的关键时刻，因而在系统设计时应充分考虑夜间监控的要求，可采用射灯照明或红外方式。建设优先选用射灯照明模式。夜间监控中，辅助照明设备开启时投射到被监控区域的有效照度应不低于40W白炽灯照度。红外摄像机的有效监视距离应根据实际状况确定，室外一般不应低于30米。[nextpage]

　　传输线路

　　业内一般将水利监控的传输线路分为两类，一类是接入线路，一类是骨干线路。接入线路解决将位于水库、枢纽、河道等各地监控点图像、数据传到监控站或汇聚点，骨干线路则将图像、数据等信息远程传输到上级监控中心。

　　对于骨干线路，通常采用水利政务专网，各省在防汛抗旱指挥系统项目建设时已做了网络建设和改造，除视频监控外，还承载了视频会商与水情监测等业务。鉴于大流域管理的需求，有的还建设了跨省线路，便于下游地区对上游水情的及时了解。

　　由于水利环境的复杂性，接入线路就存在较多不确定因素，通常我们会结合监控的要求和环境两方面来选择传输方式，对于监控画面要求清晰、实时的点位(比如水库、堤围、渔港、枢纽等)，一般采用有线传输，借助水利部门自建专网或租用运营商的专线资源。一些无人值守泵站、河道监测站、水文站，位于崇山峻岭深处或荒无人烟之地，或者即便在城区，但有线网络难以到达或者投资较大的地区，则考虑无线网络(以3G网络为主)或点对点传输通道(如微波无线扩频、OFDM)。

　　这里特别提到一点，山洪灾害是我国现阶段造成生命财产损失较大的水患类型，有突发性、隐蔽性、破坏性强的特点，因为环境偏僻恶劣，难以利用常规手段加以监测。我们在山洪预警方面融合了物联网WSN技术，将水情传感器洒落分布在山洪多发地区，利用ZigBee传输手段，将采集的信息传到观测区域的监控主机，再通过3G网络汇聚到监控中心进行分析处理，从而加强了对山洪灾害的预报能力。

　　监控中心管理平台

　　水利部门垂直管理特征明显，为了既保障统一的指挥，又能实现分散自主管理，从跨省的流域管理委员会，到各省、市、水利工程的多级管理单位，都会建设规模、复杂度不一的监控中心，通过各级监控中心的管理平台，既可以访问管辖范围内的水利监控点，也可以向上级监控中心提供级联服务的能力，或者向有关部门共享部分视频资源。

　　监控管理平台针对水利行业的特点，进行了大量优化，大致包括以下几大特点：

　　· 大容量接入与并发访问。在水资源较丰富的省份，由于河道水网密布、大小水利工程星罗棋布，水文监测和水利设施监控所需的监控点往往数以千计，这就需要平台具有大容量接入的管理能力，及对各地图像并发访问的处理能力。特别在易发生水文、气象灾害的汛期、台风等特定时间，往往需要同时关注很多具有险情的水利设施、河道等监控点，平台和网络都将面对较大的负荷考验;

　　· 多厂家设备兼容。各地水文监测、水利监控的信息化建设先后不一，设备选型各异，造成在后期建设平台进行统一管理时面临多厂家的设备分布，为保护已有投资，避免重复建设的浪费，就要求平台能兼容很多厂家，至少是主流厂家的设备;

　　· 多业务融合。管理平台能综合前端采集的视频信息与数据信息(如水情、风情、雨情、地质情况等)，通过电子地图进行分析、观察，并产生预警提示，在监控终端上可以在图像叠加所在点的水文信息，在水利电子地图上可以选取监测点进行现场图像调看。另外可以通过与水雨情及工情数据库对接，获得现有闸门和水库的水雨情及工情信息，实现有效联动，例如在水位超过某个警戒值时联动视频实现报警，便于领导和相关人员及时做出决策。也可以为水文信息发布系统提供各时期的现场图片，便于直观地展示水雨情、工情;

　　· 多级管理与互联。由于水利行业是垂直管理、跨区域协同特征很明显的一个行业，一个流域、一条河从上游到下游，纵向上从省厅到流域到地市到区县，需分级调度指挥，横向上沿途的地市相互间有沟通、共享的需求，如上游爆发山洪，在下游的城市如果能看到上游城市水域的图像，就可以早做防灾准备。因此我们充分考虑了平台间的级联与互联特性，一方面通过二维权限体系和资源管理，实现水利部门上下级监管的有序性，另一方面通过级联互联保障了用户对数据、图像获取的有效性。