察尔森水库工程图像远程监控系统

'察尔森水库工程图像远程监控系统　　摘要：本文从察尔森水库工程图像远程监控系统的功能及特性、总体结构、设计原理、站址选择及线缆走线方式等方面进行了详细的论述，从而论证了在察尔森水库安装本套系统的必要性。关键字：远程监控、察尔森水库、工程图像中图分类号：TV文献标识码：A1前言察尔森水库大坝及闸门等工程设备设施的某些情况需要工作人员到现场观察，实效性差，向领导反映情况也不甚准确，延误指挥决策时机。所以大坝及闸门视频远程监控系统的建设是非常必要的，它能够及时、准确、直观地对水库大坝、闸门、上下游水位等防汛重要场所和设备运行状况进行实时监视，并掌握水库汛情的实时变化情况，能及早发现可能出现的各种隐患，使防汛指挥部门能主动、全面、及时掌握水库的汛情，以及汛情的演变过程，为领导及时准确地做出调度决策提供重要的参考依据。2系统功能及特性2.1系统功能简介（1）库区现场视频图像实时自动采集。（2）数字化压缩处理及传输。8 （3）各控制中心实时测览库区现场动态图像。（4）各控制中心可对现场设备远程控制。（5）多级授权模式管理机制。各级管理部门依据授权优先级别，对前端库区现场的监控设备远程进行调控。（6）根据需要选择单路高速或多路视频显示模式。（7）24小时无人自动监控，现场图像自动进行硬盘录像，连续录像时间长达一周。（8）对录制的图像信息逆行存档、整理。2.2系统特性（1）采用世界知名品牌设备，系统运行稳定。（2）采用多级防雷策略，最大限度地避免设备受雷电袭击。（3）软件安装操作简单易用。（4）图像传输占用专线带宽少，图像传送连续不失真。（5）图像数据采用硬盘录像方式进行存储，连续存储时间为168h。（6）单路与多路显示模式复选设置，传送速率最高25帧/秒。3系统总体结构本系统主要由视频采集及数字化处理系统、数字图像传输系统以及防汛值班系统三部分组成。具体描述如下:3.1视频采集及数字化处理系统8 （1）通过摄像机将现场的视频图像进行采集并转换成模拟信号。（2）通过PC传送控制命令给解码器。①控制云台水平及垂直方向的旋转以达到最佳的传摄效果。②控制摄像机镜头以达到最佳的拍摄效果。③控制雨刷，雨天防雨水遮挡镜头。④控制射灯的开、关等。（3）通过光端机、光纤进行远距离的信号传输。光端机由接收端和发送端组成，光端机的发送端将视频信号通过光纤发送到光端机的接收端，光端机的接收端传送控制命令给前端的设备。（4）通过光端机接收的视频信号分为两路:一路通过十六画面处理器选择图像显示的方式，并通过监视器显示现场的模拟视频信号；另一路进入视频服务器，在视频服务器中进行模数转换及数据的压缩处理，并在PC机上显示。3.2数字图像传输系统（1）在察尔森水库库区利用局域网传送视频图像。（2）在松辽委和察尔森水库之间建立2M专线传送视频图像、控制指令。在乌兰浩特和察尔森水库之间建立2M专线传送视频图像、控制指令。8 3.3防汛值班系统（1）视频流转发服务器程序①远程视频流只传送一次，节约带宽。②局域网内多路转发视频流，不限制局域网内用户数量。③断线自动续接。④扩展转发服务，预留未来发展空间。（2）控制仲裁/数据转发服务器程序①高级别优先控制。②同级别先申请者优先控制。③控制级别按主控中心、分控中心和值班站授权。④主控中心服务器仲裁控制请求。⑤水情实时数据转发（3）客户端程序①建立、删除新用户(超级管理员级用户)。②用户信息、权限、级别等设置(超级管理员级用户)。③接收转发服务器的视频流，并解压缩显示。④远程控制前端现场设备。⑤录像、抓拍、回放。⑥传输模式转换。⑦显示模式转换。⑧水位、雨量等水情信息即时显示。（4）录像服务器程序8 ①快速录像。②定时录像。③自动清除历史文件。④录像方案预设。4系统设计原理4.1视频采集及数字化处理系统设计原理（1）各监控点的电源设计原理220V交流电，经过电源防雷器进行电源防雷保护后，经单路空开，进入净化电源进行滤波、稳压后为各设备提供电源。其中解码器、四路光端机发射端接220V交流电；一路光端机发射端的电源为l2V直流电，需经过l2V交直流变压器；射灯的电源为24V直流电，需经过24V交直流变压器。（2）机房电源设计原理220V交流电，经单路空开，接入电源防雷器进行电源防雷保护，接入UPS进行滤波稳压后为各设备提供电源，同时断电时能持续供电8h。其中监视器、IBM工作站、十六画面处理器、16口交换机、视频服务器、四路光端机接收端接220V交流电；一路光端机的接收端电源为l2V直流电，需经过l2V交直流变压器。（3）各监控点视频采集、传送及显示设计原理8 摄像机拍摄现场图像并转换成模拟信号，经视频防雷器进行防雷保护后将模拟信号传送到光端机的发送端，并经光纤进行远距离传送后，由光端机的接收端接收。模拟视频信号通过十六画面处理器送到监视器上显示现场的模拟视频图像。同时模拟视频信号通过十六画面处理器送到视频服务器上进行模数转换，并将数字信号存盘。数字信号经交换机送到局域网上的各PC机并在显示器上显示。（4）各监控点设备控制设计原理PC机利用软件发送控制信号。控制信号经过交换机、视频服务器、光端机接收端、光纤送到光端机接收端。从光端机接收端发出的控制信号经由数字信号防雷器送到解码器中进行解码，转换成相应的控制信号，控制摄像机镜头、控制云台、雨刷及红外灯等前端设备。4.2数字图像传输系统设计原理通过2M专线，将经过压缩处理的视频数字信号传送至远端委主控中心和局分控中心，在库区当地视频数字信号通过局域网送到各客户端。5监控点站址选择及线揽走线方式（1）全景点设置在大坝泄洪闸对面约100m处的山上，用来监测整个库区全景及溢洪道闸门状况。全景点的视频信号通过视频线及同轴电缆传送至启闭室，并通过四路光端机及十二芯光纤传送到库区机房输出视频信号。8 （2）溢洪道溢洪道的监控设备安装在启闭室墙外，用来监测溢洪道出水口状况。其视频信号通过四路光端机及十二芯光纤传送到库区机房输出视频信号。（3）启闭室启闭室的监控设备安装在启闭室内，用来监测启闭室内设备的运行状况。其视频信号通过四路光端机及十二芯光纤传送到库区机房输出视频信号。（4）背坡点设置在溢洪道右侧山坡上，用来监测大坝背坡。背坡点的视频信号通过视频线及同轴电缆传送至启闭室，并通过四路光端机及十二芯光纤传送到库区机房输出视频信号。（5）入水口入水口的监控器设置在输水洞进口闸门启闭室建筑物上，用来监测输水洞进口及大坝迎水坡。其视频信号通过单路光端机及四芯光纤传送至调压井，在调压井处与八芯光纤熔接，信号经八芯光纤传送至启闭室，在启闭室与十二芯光纤熔接，经十二芯光纤传送到库区机房输出视频信号。（6）出水口出水口的监控设置在输水洞出口闸门启闭室建筑物上，用来监测输水洞出口。其视频信号通过单路光端机及四芯光纤传送至调压井，在调压井处与八芯光纤熔接，信号经八芯光纤传送至启闭室，在启闭室与十二芯光纤熔接，经十二芯光纤传送到库区机房输出视频信号。6结语8 察尔森水库工程图像远程监控系统通过预留充分接口，与已有的防汛平台实现信息互传，可实现图像自动采集、远程实时显示和遥控、多工作站同时实时监测视频图像，建立了松辽委主控中心、水库管理局分控中心和水库工地值班室三级管理系统，为水库防洪提供了重要技术支撑。作者简介：郭海云（1980－），女，内蒙古乌兰浩特人，工程师，主要从事水库运行管理与水情调度工作。8'