視頻監(jiān)控系統(tǒng)在節(jié)水改造工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

　　摘 要：遼陽灌區(qū)經(jīng)多年運(yùn)行，渠道淤積，過流量減小，致使灌溉歷時(shí)加長，滲流量增加，灌溉效率低下。為了對(duì)瀕危亟待改造的工程進(jìn)行了維修，遼陽灌區(qū)在渠首進(jìn)水閘、總干三面閘和兩面閘處實(shí)施自動(dòng)化控制。整個(gè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)包括對(duì)所有啟閉機(jī)進(jìn)行現(xiàn)地和遠(yuǎn)方啟閉控制、視頻監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)視各閘門的工作狀態(tài)及周邊的狀況。視頻監(jiān)控系統(tǒng)在工程中的應(yīng)用，提高遼陽灌區(qū)的現(xiàn)代化管理水平，增加工程的抗旱防洪能力，確保工程的科學(xué)安全運(yùn)行。本文著重闡述了視頻監(jiān)控系統(tǒng)在節(jié)水改造工程自動(dòng)化控制中的應(yīng)用。
　　關(guān)鍵詞：灌區(qū)節(jié)水 自動(dòng)化 視頻監(jiān)控
　　中圖分類號(hào)：TV2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791(2012)06(a)-0039-01
　　1 工程簡介
　　遼陽灌區(qū)自1958年建成以來，已運(yùn)行48年，渠道淤積嚴(yán)重，過流量減小，大多數(shù)工程病險(xiǎn)、老化、損壞嚴(yán)重。由于過流量減小，致使灌溉歷時(shí)加長，滲流量增加，灌溉效率低下，給灌區(qū)的正常運(yùn)行帶來巨大的困難，也加重了灌區(qū)管理處和農(nóng)民的負(fù)擔(dān)。遼陽灌區(qū)在渠首進(jìn)水閘、總干三面閘和兩面閘處實(shí)施自動(dòng)化控制。整個(gè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)包括對(duì)所有啟閉機(jī)進(jìn)行現(xiàn)地和遠(yuǎn)方啟閉控制、視頻監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)視各閘門的工作狀態(tài)及周邊的狀況。其中視頻監(jiān)控系統(tǒng)由信息采集與控制、集中監(jiān)控和信號(hào)傳輸三大部分組成，采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，組成分層分布式計(jì)算機(jī)監(jiān)控結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信息的自動(dòng)采集、傳輸、處理入庫、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)監(jiān)控、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)裙δ?，系統(tǒng)對(duì)信息的采集具有斷電記憶功能。該系統(tǒng)的實(shí)施將大大提高遼陽灌區(qū)的現(xiàn)代化管理水平，增加工程的抗旱防洪能力，確保工程的科學(xué)安全運(yùn)行。
　　2 系統(tǒng)建設(shè)的原則和目的
　　在滿足需求的情況下，充分考慮系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性、合理實(shí)用性、先進(jìn)性和發(fā)展性，追求低成本、低維護(hù)量。在設(shè)備選型時(shí)，主要依據(jù)遼陽灌區(qū)的實(shí)際情況，結(jié)合目前我國市場上的占有率高的其他產(chǎn)品中選擇具有最優(yōu)性能價(jià)格比和具有擴(kuò)充能力的產(chǎn)品。系統(tǒng)和采用的產(chǎn)品以簡單、實(shí)用、易操作、易維護(hù)為原則。系統(tǒng)的易操作和易維護(hù)是保證非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員使用好本系統(tǒng)的基本條件。
　　實(shí)現(xiàn)安全防范是本系統(tǒng)建設(shè)的出發(fā)點(diǎn)，以數(shù)字監(jiān)控為主要手段，對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)視、管理和控制。在控制中心即能監(jiān)視現(xiàn)場情況，保證設(shè)備的安全，又能提高管理和控制現(xiàn)代化水平。
　　3 系統(tǒng)的構(gòu)成
　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是對(duì)現(xiàn)場實(shí)況進(jìn)行監(jiān)視。它使管理人員在控制室中能觀察到所有重要地點(diǎn)的情況，將監(jiān)測(cè)區(qū)的情況以圖像方式實(shí)時(shí)傳送到管理中心，值班人員通過主控顯示器可以隨時(shí)了解這些重要場所的情況。
　　閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)依結(jié)構(gòu)可分為：攝像、傳輸、控制和顯示記錄四部分。各部分之間關(guān)系如圖1所示。
　　攝像部分：是安裝在現(xiàn)場的，它包括攝像機(jī)、鏡頭、防護(hù)罩、支架和電動(dòng)云臺(tái)。它的任務(wù)是對(duì)被攝體進(jìn)行攝像，并把獲得的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
　　傳輸部分：把現(xiàn)場攝像機(jī)發(fā)出的電信號(hào)傳送到控制室，它包括線纜（光纜）、線路驅(qū)動(dòng)設(shè)備等。
　　顯示部分：把現(xiàn)場傳來的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成圖像在監(jiān)視設(shè)備上顯示，并且可以把圖像用計(jì)算機(jī)、視頻處理系統(tǒng)保存下來；所以，它主要包括監(jiān)視器、計(jì)算機(jī)、視頻采集卡及監(jiān)控軟件等設(shè)備。
　　控制部分：負(fù)責(zé)所有設(shè)備的控制與圖像信號(hào)的處理。
　　設(shè)備組成：前端設(shè)備（快球、攝像機(jī)、鏡頭、防護(hù)罩、解碼器等）、傳輸設(shè)備（光端機(jī)、光纖、視頻傳輸電纜、控制傳輸線、接線箱等）、顯示記錄設(shè)備（主控顯示器等）和控制設(shè)備（計(jì)算機(jī)、視頻采集卡、控制軟件包等）。
　　4 點(diǎn)位分布
　　遼陽灌區(qū)視頻監(jiān)控工程包括9臺(tái)攝像機(jī)（用于啟閉機(jī)監(jiān)控、閘門前監(jiān)控、閘門后視頻監(jiān)控等），監(jiān)控?cái)z像機(jī)室內(nèi)選用云臺(tái)帶變焦鏡頭的槍式攝像機(jī)，室外選用帶云臺(tái)球型監(jiān)控?cái)z像機(jī)，可以保證監(jiān)控范圍廣，速度快。
　　4.1 具體位置分布
　　根據(jù)區(qū)域環(huán)境，監(jiān)控點(diǎn)位共9個(gè)，分布如下。
　　在渠首干渠旁安裝2個(gè)帶云臺(tái)室外球型監(jiān)控?cái)z像機(jī)，通過光纖傳輸視頻和控制信號(hào)；監(jiān)視干渠內(nèi)水位及周邊情況。在閘室內(nèi)安裝1個(gè)槍式監(jiān)控?cái)z像機(jī)，通過電纜傳輸視頻信號(hào)；監(jiān)視遠(yuǎn)程遙控進(jìn)水閘的運(yùn)行情況。
　　在總干三面閘后安裝2個(gè)帶云臺(tái)室外球型監(jiān)控?cái)z像機(jī)，通過電纜傳輸視頻和控制信號(hào)；監(jiān)視閘前、閘后水位及周邊情況。在閘室內(nèi)安裝1個(gè)槍式監(jiān)控?cái)z像機(jī)，通過電纜傳輸視頻信號(hào)；監(jiān)視遠(yuǎn)程遙控進(jìn)水閘的運(yùn)行情況。
　　在總干兩面閘后安裝2個(gè)帶云臺(tái)室外球型監(jiān)控?cái)z像機(jī)，通過電纜傳輸視頻和控制信號(hào)；監(jiān)視閘前、閘后水位及周邊情況。在閘室內(nèi)安裝1個(gè)槍式監(jiān)控?cái)z像機(jī)，通過電纜傳輸視頻信號(hào)；監(jiān)視遠(yuǎn)程遙控進(jìn)水閘的運(yùn)行情況。
　　4.2 效果功能
　　控制室里采用計(jì)算機(jī)、視頻采集卡及控制軟件包等組成，對(duì)所有攝像機(jī)錄像；數(shù)字監(jiān)控主機(jī)可靠性高，功能非常強(qiáng)大，圖像清晰度高。像存儲(chǔ)的時(shí)間比模擬式長的多，查尋非常方便，可做到無人值守，管理非常方便。
　　5 監(jiān)控中心配置
　　主控室設(shè)在監(jiān)控中心，為了保證視頻質(zhì)量，各監(jiān)控點(diǎn)攝像機(jī)圖像通過視頻線傳入控制中心，總共接入的視頻路數(shù)為9路，其中6路接入到計(jì)算機(jī)的視頻采集卡上。另3路只在監(jiān)視器上顯示。通過計(jì)算機(jī)的控制軟件包，可以實(shí)行多種控制及錄像功能。具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理功能、方便的遠(yuǎn)程維護(hù)特性、較高的安全保密等級(jí)，以實(shí)現(xiàn)分散監(jiān)控、集中控制、統(tǒng)一管理。
　　6 結(jié)語
　　本系統(tǒng)主要功能是管理人員在控制室中能觀察到所有重要地點(diǎn)的情況，將監(jiān)測(cè)區(qū)的情況以圖像方式實(shí)時(shí)傳送到管理中心，為完成各水位、閘門開度、集中完成對(duì)各閘門的啟閉控制提供可靠參數(shù)。其特點(diǎn)是采用分層分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，在生產(chǎn)過程信息集中控制管理和操作的前提下，使控制危險(xiǎn)分散。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程中控室集中控制、主控室控制方式，確保系統(tǒng)的安全可靠性。另外，在滿足工程需求的前提下，選用性價(jià)比高的控制設(shè)備和控制軟件。選用的設(shè)備充分考慮到升級(jí)換代，并且在升級(jí)時(shí)可以最大限度地保護(hù)原有的硬件和軟件投資，采用模塊化結(jié)構(gòu)，便于維護(hù)、檢修和升級(jí)。
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