水文氣象與視頻監(jiān)控在海事監(jiān)管中的融合應(yīng)用

樊亞軍

摘 要：本文提出通過定制化的混合器將水文氣象信息與視頻監(jiān)控融合，搭建水文氣象信息采集與分析平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了水文氣象要素與視頻監(jiān)控畫面結(jié)合后同時(shí)顯示并存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)中，達(dá)到所見即所得狀態(tài)，且信息存儲(chǔ)滿足后期查詢、分析、輔助決策等。

關(guān)鍵詞：水文氣象;視頻監(jiān)控;融合

中圖分類號(hào)：TP277 ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006—7973（2019）06-0042-02

1 引言

張家港海事局圍繞巡航救助一體化目標(biāo)，完成了二級(jí)監(jiān)控中心、二級(jí)流媒體和三級(jí)存儲(chǔ)架構(gòu)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，同步完成了轄區(qū)重點(diǎn)水域水文氣象采集及展示系統(tǒng)。上述兩套系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，信息整合需要人工完成，這種方式給指揮中心工作人員帶來不便，主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

（1）視頻圖像與水文氣象不能按統(tǒng)一時(shí)間標(biāo)簽同時(shí)直觀顯示;

（2）兩套系統(tǒng)中的視頻圖像與水文氣象時(shí)間匹配無權(quán)威性;

（3）視頻圖像與水文氣象數(shù)據(jù)不能存儲(chǔ)在同一文件中。

2 需求分析

通過對(duì)存在問題的深入思考和指揮中心業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢(shì)分析，海事視頻監(jiān)控系統(tǒng)將從前期監(jiān)控布點(diǎn)解決盲區(qū)、解決視頻圖像顯示的需求逐步進(jìn)入到對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)深入挖掘，實(shí)現(xiàn)跨行業(yè)數(shù)據(jù)融合，達(dá)到各種數(shù)據(jù)所見即所得和對(duì)已有數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次分析，對(duì)當(dāng)前態(tài)勢(shì)做出預(yù)判和輔助決策的新層次。

根據(jù)上述需求分析，水文氣象與視頻監(jiān)控的融合應(yīng)用方案主要是解決水文氣象與視頻監(jiān)控融合、存儲(chǔ)、分析問題，把指揮中心需要的不同水文氣象要素（溫濕度、風(fēng)速風(fēng)向、水位、水流速、能見度等）與當(dāng)前位置視頻監(jiān)控畫面融合后同時(shí)顯示并存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)中，達(dá)到所見即所得狀態(tài)，再通過專業(yè)軟件平臺(tái)把水文氣象要素信息存儲(chǔ)后供查詢與預(yù)判使用。

3 融合方案

3.1系統(tǒng)拓?fù)?/p>

如圖1所示，融合方案主要設(shè)備包括溫濕度傳感器、超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器、水位計(jì)傳感器、流速傳感器、能見度傳感器、高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、水文氣象信息與視頻混合器、水文氣象信息采集與分析平臺(tái)等。

3.2 水文氣象信息與視頻混合器

該混合器采用MODBUS協(xié)議來采集前端傳感數(shù)據(jù)。MODBUS協(xié)議是一項(xiàng)應(yīng)用層報(bào)文傳輸協(xié)議，通過不同類型網(wǎng)絡(luò)或總線連接的設(shè)備之間的客戶/服務(wù)器通信[1]?；旌掀髯鳛镸ODBUS協(xié)議的服務(wù)器端，前端水文氣象傳感器作為MODBUS協(xié)議的客戶機(jī)端。前端傳感器按定義好的數(shù)據(jù)格式給視頻數(shù)據(jù)混合器發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)。同時(shí)采用ONVIF協(xié)議實(shí)現(xiàn)混合器與前端攝像機(jī)之間的搜尋、實(shí)時(shí)視頻、音頻、元數(shù)據(jù)和控制信息交互。

該混合器有效解決了水文氣象傳感數(shù)據(jù)與視頻圖像結(jié)合顯示與存儲(chǔ)的問題，對(duì)于該設(shè)備的使用者大大提高了工作效率，打開圖像即能所見即所得的看到相關(guān)的水文氣象數(shù)據(jù);增加了存儲(chǔ)單元，提高了數(shù)據(jù)的完整性與安全性，特別是在網(wǎng)絡(luò)斷開時(shí)臨時(shí)性保存;增加了3G/4G傳輸模塊，在有線網(wǎng)斷開后還可以通過備份鏈路把數(shù)據(jù)傳回中心平臺(tái)。

3.3水文氣象信息采集與分析平臺(tái)

該平臺(tái)通過對(duì)水文氣象信息與視頻混合器上采集的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析后以網(wǎng)頁的形式展現(xiàn)，用圖表的形式展示溫度、濕度、能見度、水位、風(fēng)速、風(fēng)向等數(shù)據(jù)，使得內(nèi)容更加直觀，可讀性更高，也可以對(duì)累積的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行同比、環(huán)比等方式對(duì)比顯示，用于輔助決策。

主要功能包括前端信息采集與存儲(chǔ)、監(jiān)控點(diǎn)實(shí)時(shí)與歷史數(shù)據(jù)過濾查詢、各監(jiān)控點(diǎn)狀態(tài)詳細(xì)信息（圖表展示）、數(shù)據(jù)的備份與恢復(fù)、大數(shù)據(jù)分析（數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與預(yù)判）等。

4 應(yīng)用情況

本次融合應(yīng)用選擇在張家港海事局的溢油應(yīng)急設(shè)備庫配套碼頭和滬通大橋水域，兩處位置均屬于通航環(huán)境比較復(fù)雜區(qū)域，同時(shí)張家港段的江水距離出海口較近，受潮汐影響大，每天的江水漲落潮都會(huì)造成水流和水位的巨大變化。

溢油應(yīng)急設(shè)備庫配套碼頭因前端水流改道、航道較淺、水流變化多端，需要實(shí)時(shí)了解此處的水流和水位情況，便于精準(zhǔn)指揮，科學(xué)決策，故配置一臺(tái)混合器，通過485線路與前端水位計(jì)和流速儀相連?；旌掀骱铜h(huán)境攝像機(jī)通過有線網(wǎng)絡(luò)接入采集交接箱的工業(yè)交換機(jī)，工業(yè)交換機(jī)通過無線接入到海事專網(wǎng)中。

滬通大橋點(diǎn)位因建設(shè)過江大橋，對(duì)江水的流速與流向產(chǎn)生了一定的影響;大橋目前還在施工作業(yè)，對(duì)來往船只通航產(chǎn)生了直接的影響;同時(shí)江面較寬，易產(chǎn)生江霧，江面開闊風(fēng)力變化多樣，所以該處不僅需要對(duì)水文信息進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，而且還要對(duì)氣象環(huán)境實(shí)時(shí)檢測(cè)供指揮中心工作人員參考。故配置一臺(tái)混合器，通過485線路與前端水位計(jì)、流速儀、風(fēng)向風(fēng)速儀、能見度儀相連?；旌掀骱铜h(huán)境攝像機(jī)通過有線網(wǎng)絡(luò)接入采集交接箱的工業(yè)交換機(jī)，工業(yè)交換機(jī)通過無線接入到海事專網(wǎng)中。

在局中心機(jī)房的服務(wù)器上部署水文氣象信息采集與分析平臺(tái)，可以實(shí)時(shí)查看前端所有傳感器信息并存儲(chǔ)在服務(wù)器，以保障后期查詢、分析和輔助決策使用。

5 結(jié)束語

本次融合應(yīng)用有效解決了溢油應(yīng)急設(shè)備庫配套碼頭和滬通大橋水域水文氣象信息與視頻監(jiān)控融合、存儲(chǔ)分析問題。把指揮中心所需的水文氣象要素，如水流速、水位、溫濕度、風(fēng)速風(fēng)向、能見度與當(dāng)前位置視頻監(jiān)控畫面結(jié)合后同時(shí)顯示并存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)中，達(dá)到所見即所得狀態(tài)，再通過專業(yè)軟件平臺(tái)把水文氣象要素信息存儲(chǔ)后供查詢與預(yù)判使用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張雷，徐洪浩.MODBUS協(xié)議及其在橫河DCS上的通訊[J].化工管理，2013（02）：70.