边玉国;李积军
【摘 要】随着水利事业的全面推进和电子信息技术、网络技术、图像处理等技术的迅速发展，特别是为了实现酒泉市灌区治理开发和管理现代化的需要，该文以甘肃省金塔县鼎新灌区农业用水总量控制与定额管理为目标，以灌区量水自动监控系统的设计要求为对象，以灌区视频监视系统所达目的为依据，结合和应用当前先进的视频监视技术，提出了鼎新灌区量水自动监控系统中视频监视系统的设计，为灌区视频监视系统的实效设计提供了依据和参考。%With the comprehensively promote of water utilities and rapid development of electronic information technology , network technology , image processing technology , in particular in order to realize the needs of Jiuquan City irrigation district governance development and management of modern .In this paper, Jinta County , Gansu Province took the lead in irrigated water total control and quota management goal and the irrigation district water monitoring system design requirements for the object , and the goal is reached based on the irrigation area video surveillance system , the combined and applic ation of the cur-rent state-of-the-art video surveillance technology , proposed Dingxin irrigation district water automat-ic monitoring the system design of video surveillance systems , to provide the basis and reference for the effectiveness of the irrigation area video surveillance system design .
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【期刊名称】《工业仪表与自动化装置》
【年(卷),期】2013(000)003
【总页数】5页(P49-53)
【关键词】鼎新灌区;视频监视;系统
【作 者】边玉国;李积军
【作者单位】兰州工业学院电气工程系，兰州730050;甘肃省人民医院，兰州730030
【正文语种】中 文
【中图分类】TP273+.5
0 引言
远程视频监视系统是信息化技术在水利工程中的又一项成功应用，通过实时的视频图像，调度管理人员可以足不出户地通过显示器实时监视或录像查询水工设施运行情况，及时发现水情汛潮并通过录像进行事故追忆分析，同时视频图像可以通过通讯网络远传到调度监控信息中心，水管所、水管站、水管段、水保站通过Ethernet/Internet通过授权可以浏览监控图像或调阅录像资料。
该文以甘肃省金塔县鼎新灌区量水自动监控系统为对象，提出水利灌区量水自动监控系统中视频监视系统设计，为灌区视频监视系统的具体设计提供参考。
1 甘肃省金塔县鼎新灌区简介
甘肃省金塔县鼎新片区(因鼎新片区主要以鼎新灌区为主，以下统称“鼎新灌区”)位于黑河下游，地处甘肃省与内蒙古自治区的交接地带，深居巴丹吉林沙漠腹地，灌溉面积14万亩，南北长70余km，东西宽平均约4 km，地势西南高，东北低，自然纵坡在1‰左右，海拔在1 130 m～1 200 m之间。
金塔县鼎新灌区主要包括鼎新镇灌区水利管理所、3个渠系管理站(总干渠渠系管理站，东干渠渠系管理站、西干渠渠系管理站)、4个乡镇水保站(芨芨乡水利水保站、鼎新镇水利水保站、双城乡水利水保站、天仓乡水利水保站)和8个管理段(五爱管理段、上元管理段、洪号管理段、进化管理段、五分管理段、友好管理段、永胜管理段、营盘坪管理段)。
金塔县鼎新灌区量水自动监控系统项目，重点是建设渠道水库水位监测系统，重点闸门监控系统，重点设施视频监视系统，通信网络及信息传输平台，灌区应用软件开发及相关服务，为金塔县节水型社会的建设工作提供更为科学合理的支撑，以此逐步实现金塔县水资源调度管理工作的正规化和规范化，建立一套“先进、高效、实用、可靠”的信息化系统，能在保证各灌区灌溉用水的同时，最大限度地发挥本地区水资源的综合效益，为酒泉市水资源统一调度管理建立基础。
全息打印2 系统概述
根据鼎新灌区量水自动监控系统需求，在重点水工设施处分别安装视频监控摄像机和网络传输设备，提供4路视音频编码输入，然后编码压缩转为数字信号后，经光纤通讯网络传输到灌区调度监控中心视频监控平台。
灌区视频监视系统由一体化智能摄像机、视频处理设备、传输网络设备和监视工作站组成。视频信号通过视频服务器处理压缩后上传到渠系管理站或水管所的视频监视计算机上，在视频监视计算机上通过监视软件可以对各闸控监视点进行监视和控制。其目的如下:
1)全方位、全天候实时监视重点水工建筑物的视频图像，对引水设施突发事件进行视频复核;
2)全天候实时监视水工建筑物内闸门和电机的运行工况视频图像，辅助管理人员维护设备;
3)通过对安装在量水尺附近的变焦摄像机控制，可人工复核自动计量的水量数据，实现对自动采集数据的复核;
4)大范围观测水工设施的环境图像，可实现水工设施的实时巡查和故障跟踪，为渠系巡检人员提供技术手段。
3 系统设计
金塔县鼎新灌区量水自动监控系统项目视频监视系统主要由前端摄像部分、视频传输部分
、调度监控中心控制、显示、记录部分及其基于Ethernet/Internet的专业视频监控软件系统组成。
视频服务器选择杭州海康威视高性能的视频服务器设备，采用H.264压缩编码，4路视音频输入，进行实时录像和实时调用。视频信息采集速率按25帧/s，D1分辨率，视频图像大小约2M。
鼎新灌区量水自动监控系统视频监视系统的视频数据控制层次结构如图1所示。
图1 视频数据控制层次结构图
鼎新灌区量水自动监控系统视频监视系统结构如图2所示。
由于视频控制点较多，终端处理设备需放在现场。具体的视频监视子系统结构如图3、图4所示。
在每个闸控房配置1台视频监视机柜，相应的视频服务器、工业网络交换机、设备总电源及开关都放置在控制柜内。前端设备由高分辨率智能彩摄像机集成全方位云台，负责图像
和数据的采集及信号处理。实现控制功能的设备主要是视频服务器，完成对前端摄像机的控制和图像的切换控制。壁炉火
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摄像机通过全方位云台360度水平旋转、90度垂直旋转和22倍镜头聚焦、变焦及调整光圈大小等，在无遮挡的情况下可实现对监视区域300 m范围内的概况进行总体观察和局部重点观察。
开关柜触头测温渠系管理站将各自接收的压缩视频信息数据存储，并在视频监视计算机上对压缩的视频数据解压缩，并在显示设备上显示，工作人员通过对显示的视频来观察监视点现场情况。同时在水管所监视计算机上也可以通过客户端软件或IE浏览的方式浏览视频信息和控制摄像机。
图2 鼎新灌区量水自动监控系统视频监视系统结构图
图3 视频监控子系统结构图(工业交换机到光端机方式)
图4 视频监控子系统结构图(工业交换机到以太网交换机方式)
4 视频点配置
根据水工设施监控规范技术要求，系统中视频监视点分别为:分水站闸、1#分水闸、4#分水闸、5#分水闸、10#分水闸、营盘分水闸，共6处18路视频监控。主要实现对闸控房内的控制柜、启闭设施、电机和闸控房外的闸门、水流、周围建筑物进行监视。
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监视启闭设施的摄像机安装在启闭机的闸室内，主要是在远控闸门启闭时监视电动机和启闭机等的运行情况。监视室外的摄像机安装在各分水闸对应的位置用来监视闸门运行、渠道水流和周围建筑物情况。视频监视点配置如表1所示。
表1 视频监视点配置序号 监视点位置 视频传输目标 视频压缩设备安装地点 视频监视对象 路数1分水站闸 总干渠系管理站和水管所 闸站房内 分水闸电机及启闭机 2 2 分水闸闸门、水流及周围环境1 31#分水闸电机及启闭机 2 4 分水闸 总干渠系管理站和水管所 闸站房内 分水闸闸门 水流及周围环境 1、54#分水闸电机及启闭机 2 6 分水闸 东干渠系管理站和水管所 闸站房内 分水闸闸门 水流及周围环境 1、75#分水闸电机及启闭机 2 8 分水闸 东干渠系管理站和水管所 闸站房内 分水闸闸门 水流及周围环境 1、910#分水闸电机及启闭机 2 10 分水闸 东干渠系管理站和水管所 闸站房内 分水口闸门 水流及周围环境 1、11分水闸电机及启闭机 2 12 营盘分水闸 西干渠系管理站和水管所 闸站房内 分水闸闸门 水流及周围环境1、
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