彰武水库自动化监测研究

孟振军

（安阳市彰武南海水库工程管理局，河南 安阳 455000）

1 水库概况

彰武水库位于安阳市西20 km处的北彰武村，属安阳河上游。始建于1958 年，1964 年初具规模，控制流域面积970 km2（南海水库至彰武水库区间120 km2）。经1992-1994 年的除险加固后，工程已达到国家规定的中型水库千年一遇防洪标准。彰武水库大坝为均质土坝，总长1 360 m（其中副坝630 m），最大坝高28.10 m。溢洪道最大泄量4 950 m3/s，输水洞最大泄量72.50 m3/s。

2 彰武水库自动化监测系统设计原则

2.1 安全性和可靠性原则

优先考虑工程和系统运行的安全性和可靠性。系统在设备发生故障时能及时报警，避免发生事故，局部故障不造成错误输出。现地监控站设计必要的冗余配置，信息采集及控制输出，考虑多重软件硬件闭锁。

2.2 实用性原则

充分考虑用户的使用频度和应用程度，设置系统控制流程、合理设计存储和服务体系。

2.3 开放性和可扩展性原则

系统中的多种监测、监视信息也是防洪调度和工程管理的重要信息，系统设计要充分考虑以后信息采集点的增加，考虑扩充单元、外围设备和系统通信的接口等。

3 彰武水库自动化监测系统设计应用分析

3.1 系统组成

彰武水库视频监视系统主要有两部分组成。一是现地监视系统，该系统组成如图1 所示，主要负责监控水库工程现场信息；二是视频服务系统，主要负责进行视频信息接收、处理、存储等。

3.2 系统功能

3.2.1 视频监控功能

系统视频监控设备能够与原本的监视设备进行配合，从而进一步扩展监控范围，强化对各种人为事故监控。不仅如此，还能够对水库现有的设备运行情况进行有效监控，比如：启闭机等设备。在监控信息传输方面，主要依赖于网络通道，采用IP单播、组播等方式，完成监控信息的传输，最终这些信息都会被监控中心所接收，并实现“一对多（一个远程终端，对接多个现地站端监控视频处理单元）”与“多对一”（多个远程终端，对接一个现地站端监控视频处理单元）监控功能。

3.2.2 报警功能

在监控系统实际运行的过程中，如果发现了异常情况，会自动触发报警功能。此时，现地站视频处理单元会自动进行录像，保存并传输异常情况视频信息。不仅如此，还能够结合异常情况发生的位置，自动在地理图进行定位，并报警提示具体的位置信息情况。在报警功能正常启动的过程中，还会与其他一些设备进行联动，比如：现场照明设备、警笛等，从而让报警信息及时被人发现。相应的联动设备在自动启动后，并不会长时间持续运转，而是会根据提前设置好的时间，在启动时间达到设置时间要求后，自动关闭；并且报警功能本身还能够识别是白天时段还是夜晚时段，如果是前者，当报警功能触发时，则不会联动打开照明设备。如果在现地站内，同时多个地点都触发了报警功能，系统会自动分析报警级别，然后按照先高后低的顺序，完成现场监控视频信息的存储、传输与处理。一般情况下，报警信息还会与录像数据相结合，因此可以通过对报警信息检索，找到对应报警信息的视频录像。

3.2.3 控制功能

系统针对监控摄像机，还有着非常强大控制功能。相关监控人员可以结合实际需求，灵活对监控摄像机进行控制，比如：可以控制监控摄像机的视角、方位、焦距等，满足视频监控需求。同时针对云台，也可以直接进行预置与监控操作。与此同时，在具体控制相应的雨刷、云台等设备时，系统还具备定时保护功能，从而在设备启动运行后，为了避免因为人为遗忘，导致设备忘关闭而一直运行，系统会自动设定相关启动时间。在超出这一时间限制后，如果依然没有操作人员进行关闭，设备会自动停止运行。

3.2.4 录像管理功能

针对监控区域的录像，系统会自动保存相关的录像信息。一般结合异常情况发生时间点，系统会在该时间点前后10 min自动保存相应监控录像信息。这些信息最长可存储7 d，不会被自动覆盖。录像存储选择本地存储策略，录像图像分辨率一般采用CIF 格式（352 288），对特殊对象及场景可按D1 格式（或4CIF，704 576）录像。以CIF 格式录像数据量大约120 M字节/h。前端站假设有N路图像，要存储Y d，每天连续24 h 录像，如果按CIF 格式录像需要的存储空间为：/ :24 120/1 024 GB。例如典型现地站有4 路图像，要连续24 h以CIF 格式录像7 d，需要的存储容量为：4 7 24 120/1 024=78.75 G。考虑码流的不均匀与经济效应，可选用160 G 或250 G硬盘。

3.2.5 视频服务系统功能

3.2.5.1 针对视频客户端

①视频监控功能，比如：实时视频播放、点播回放等。②系统管理功能，常用的功能有设备管理、用户管理等功能。③报警台功能，常见的功能有实时报警信息显示、报警时抓拍等功能。

3.2.5.2 针对视频管理端

①呼叫控制功能:主要负责进行呼叫控制，同时还会通过网络，完成控制信令的传输。②视频监控功能:主要负责对用户与设备进行管理，并结合实际，完成各种控制功能等。③报警策略管理功能：系统会结合实际需求，科学合理设置报警转发策略，将指定报警发送给指定的客户端。

3.2.5.3 针对数据管理服务端

①存储设备的统一管理，比如:IPSAN、ECR 编码器等内部的存储资源。②资源的动态存储分布，实现视频数据按计划存储与科学合理分配。③支持客户端快速精确地检索视频数据。

3.3 系统维护与管理

3.3.1 用户管理和维护

针对所有用户信息，统一存储至专门的数据库之中。管理员可以通过操作数据库，完成对不同用户信息的维护。系统本身还能够实现用户分组功能。

3.3.2 系统的管理和维护

设置监控站点，可进行分组管理，系统可自动侦测视频监视设备，支持站点和设备信息的存储和调用。连接控制、用户登录、权限和优先级控制功能模块可以实时调用站点和设备信息完成相应的操作。系统具有流量控制功能，可以设定图像码流传输的带宽，同时图像显示的帧率和分辨率可调。系统的远端设备具有自动恢复功能，视频监视系统中媒体服务器、管理服务器、各种数据存储设备至少要满足基于IP 的远程登录维护和GUI可管理性，视频编解码终端也可以实现IP远程维护。

4 总结

彰武水库自动化监测研究应注重加强信息技术的应用，做好自动化监测系统的设计应用分析，并结合水库监测需要，做好针对性功能设计，从而有效提高水库自动化监测水平。