作为人类生存密切相关的自然资源之一，“水”与人们的生活息息相关。在国民经济的迅猛发展中，水利工程在国民经济中所起的作用越来越大。防汛工作直接影响国民经济发展和人民生活状态。

以往由于防汛信息化水平不高，人工观测数据误差大，系统维护难，易误大事，一旦遇上反常天气，各大水库、水闸的防汛安全令人担忧，同时也给城市防洪造成巨大压力; 而居民饮用水源一旦疏于防范和监测，遭到不法分子的恶意投毒，不仅给人民群众生命财产造成重大损失，也给社会的稳定和谐笼罩上恐慌的阴影。近年来，信息化尤其是远程信息化的发展，越来越多的领域提出了监测和控制远程控制仪器与设备状态的要求，并能看到现场的实际画面。水利行业也不例外，分布于各地的水泵房已经开始配备安防设施进行防护; 根据中国建设“数字水利”的目标，一些省市也开展全面实施水利系统进行远程实时视频监控，对可能或正在发生的汛情、险情、灾情进行实时动态监控，及时采取预防与补救措施，全面提高防汛抗洪工作的有效性和可靠性，对减少洪水灾害、缓解防洪压力、保障人民生命财产安全发挥重要作用。

一、水利安防需求

1、大型的水利设施，如大坝、水库等担负着防洪、蓄水、发电等功能，其配备的现代化安全防范系统不仅要时时反映设备的工作状态和天气变化情况，更要防止不法分子的进入，以及恶意破坏活动。大坝、水库等安防系统主要针对以下问题而设:

·汛期的水库水位: 大坝安全防卫工作时刻注意水库的水位，如果水位到了警戒线，有了险情马上报警;
   
·水库或大坝重点区域的防范: 随时注意闸门、大坝的正常工作和稳固程度;
   
·水库或大坝水面情况的实时远端监控: 水面上是否有如白色垃圾等漂浮物、或如泄漏的原油等漂流物;
   
·水库或大坝水岸情况的实时远端监控: 岸上的物体（如人、兽）是否进入危险区（如闸门口、大堤上）、是否有可疑的情况（如有人想要破坏水库）;
   
·能够随时检测水库或大坝中水的水质: 并将信息传到远端，发现水质超标马上报警;
   
·对水库或大坝天气情况的实时监控。

2、散落分布于偏远地区的水泵房、水塔等内置供水设施将生活用水输送于各家各户使用，通常无人值守。这里主要是防范人的破坏行为

·防投毒: 向水井、蓄水池投毒;
   
·保护设备: 防止水泵房、水塔里的金属性材料被偷盗，如铁塔的铁材、导线的铝材、电缆和变压器中的铜材质等;
   
·控制蓄水池水量: 当蓄水池中水量一定时，控制哪些水管关掉或打开。

二、水利安防的产品需求

水利远程视频监控系统，需要能满足上级水利部门对前端重要水利工程实时情况的了解和调度运用的监督管理要求，其监控级别属于工业级，因此对产品性能和系统稳定性有着极高的要求。产品硬件分为前端设备、传输设备和终端显示三部分。

1、针对不同的应用环境，系统的前端设备配置各有特点

水库、大坝应用领域的前端设备

在水库、大坝重要部位安装的摄像机可以分为三类: 应用于光线昏暗、监控区域大的低照度固定摄像机; 应用于小范围区域可对往来的车辆、人员进行实时跟踪的低照度自动变焦可控球机; 用于几公里以外远程瞭望的大型长焦摄像机等。
   
系统除由可遥控高性能摄像机外，还需配备高亮度探射灯、云台或射灯控制解码器、视频传输服务器等，可实时监测水库大坝、溢洪道、闸门等重点防洪部位。室外用摄像点尤其要求抗御恶劣天气，适应24小时全天候工作，无论白天和晚上都可以监视水库现场图像，能够对现场几十米至一千几百米范围的视频图像信息进行采集和传输，高亮度的探射灯能保证在夜间看清现场实况包括水尺桩的标记读，并且摄像机要具有穿雾功能，防水、防尘、防晒，配备雨刷和防护罩。

在机房内则设置球形摄像机以观察整个机房的总体状况和设备的运行情况，据英格索兰深圳市博康系统工程有限公司工程师陈桥介绍，在平时的时候，水利行业机房一般都是无人值守的，管理人员只是定期进行巡查，所以应根据实际需要安装门禁、烟雾探测、红外报警等探测、报警装置。

水库大坝的周界防范报警系统主要有几种方式: 采用红外对射、被动红外、周界围栏、震动光缆等技术产品，防止恶意的侵入破坏。另外在关键部位的出入口设置门禁系统，如较先进的人脸识别技术等，这些子系统与监控联动，结合中心图像显示，避免误报，保障警力的有效出动。

泵房、水塔应用领域的前端设备

水泵房主要配备报警产品，类型分为三种:

一是在配电室门窗设置互射式报警探测器。产品两边都发射和接收，不同于对射式报警探测器，易受到太阳光、红外光的干扰，可将误报降为零;

二是在水塔、泵房墙体的内侧设置防打洞探测器，防止破坏房屋墙体而恶意侵入。这是专门做水利系统安防的深圳市安泰宇盛科技有限公司根据使用环境自己命名的产品，总经理景兴发介绍说，之所以没有选择传统的室外对射、周界围栏、震动光缆等技术，是由于水塔、泵房通常选址偏远地点，首先恶劣的环境易造成很多误报; 另外野外的老鼠体积较大，四处窜动也经常产生误报警，导致出警浪费，所以墙内侧安放防打洞探测器准确报警。

三是在水塔、泵房内的变压器盖子上安放第五探测器，这是深圳市安泰宇盛科技有限公司的系列产品之一，是用变压器的上下螺丝将探测器拧起来，当有人偷窃拧动螺丝时，产品就马上报警，有效防止金属材质遭到偷窃。

水泵房、水塔的报警系统要24小时持续布防，当工作人员需要前去检修水泵房、水塔设备之前，必须事先通知报警中心解除警报，检修完毕后恢复布防。

通常水泵房、水塔选址在电线杆旁边，方便于在电线杆上安放摄像头、对讲设备、探照灯和视频服务器等。因为不法分子作案时间一般选在晚上活动，所以上述设备必须有机组合，将违法活动及时阻止。前端报警探测器与录像系统报警联动，一旦有警情发生，警报声立即响起，监控中心就可以直接通过终端显示设备查看现场情况，进行远程监听、喊话，视现场情况出警。一些地方政府相关的水利、电力部门还建立了一个警务地理信息网，把所有的电杆、线路等各点的具体位置用软件、由技术研究人员编制出来，直接跟110对接，使各发案地点十分明确，一旦有报警发生，警方可依准确指令远程喊话或出警。通过预警和迅速的现场捕捉，警方办案能力大大提高，可把较高的发案率压下去。

另外产品的性能一定要稳定可靠，能够满足365天*24小时无间断工作，不得出现任何差错。因为日常生活用水与广大人民群众切身利益生死攸关，一旦出现差错，后果将不堪设想。如前端的监控摄像机，由于室外环境恶劣，对前端摄像机的要求与其他高端领域相近，首先质量过硬，机体能够承受低温40度——高温80度的温度范围，产品耐腐蚀，具有防灰尘、防虫的功能，产品镜片采用纳米技术，不粘灰尘，保证监控图像质量高度清晰。

水泵房、水塔并没有像其他设备工作室安装门禁系统，因为它们地处偏远地区，房屋的门窗一般破败简陋，主要就是依靠报警探测器系统; 而居民饮用水的输送管线也没有沿途的安防设施，因为水管线一般埋于地下超过两米以上的位置，一方面是防止遭到破坏，也要防止气候严寒将水管冻裂。

监控系统前端产品的辅助设备

远程信息化的特点是分布地域广、数量众多、工作环境恶劣，大多数情况是现场没有电源，需要采用蓄电池或者利用太阳能供电的方式，所以要求远程监控报警设备具有宽范围的供电、宽温、低功耗等诸多优点。

另外，考虑到大部分监视点都设置在野外，在每个监视点的前端要安装信号防雷模块，并构建可靠的接地网，防止雷击对设备造成的损坏。

数据采集设备

除在水利工程地点安装安全防范产品外，也将在前端安置水质探测自动读取、远程阀门控制、自动控制设备等，完成观测水位、对矿物质元素采集等工作。将观测、读取数据传输至中心控制室进行计算分析、整理和记录，远程控制开关水闸等，并确保系统在各种恶劣天气情况下，都能正常运行，满足系统各种信号相互传输的准确性。

2、监控数据的传输

由于水库大坝等水利监控点分布在较广阔的范围内，水利设施分布点多、涉及范围广、交通不便、自然环境条件较差，并且与监控中心的距离较远，所以前端数据信号传输注意因素较多，而水利工程社会作用巨大，对图像质量和报警传输速度要求高。虽然目前传输效果最好的传输方式是采用光纤——光端机技术，其图像保真度高，但是利用传统的有线连接方式，线路铺设成本高昂，而且施工周期长，布线繁琐，同时因为物理因素如河流山脉等障碍而难以架设线缆。所以目前水利方面应用无线传输的案例居多。

无线传输是利用扩频技术，将前端数据信息通过局域网进行传输，可进行点对点，点对多点的无线接入，多信道支持，传输信号稳定图像清晰、传输距离远，无线覆盖范围大，最大限度的节省有线布线带来的麻烦，能满足图像和音频的传输要求。另外，无线传输数据经过64－128位编码加密，不会出现信号被干扰、破坏等状况，通讯能力强。

当采用无线信号传输技术时，前端各监控设备要在每个视频采集点各匹配一台视频编解码服务器。视频编解码服务器负责把摄像机的模拟视频信号转变成数字信号，同时进行压缩，另外也传输控制信号，视频编解码器内置 10/100M 网卡，通过网线连接到无线设备上，编码压缩处理后的监控信息通过无线网络汇集到监控管理中心，监控中心能看到各监控点的实时状况，监控人员可通过监控中心局域网或 Internet 远程实时浏览视频图像、遥控云台。网络视频服务器的接口丰富，可以提供各种报警器材、温湿度探测、红外感应等设备接入功能。由于它体积小巧，便于安装，采用嵌入式操作系统，无须人员管理，适用于多种恶劣环境应用，充分满足水利行业对环境各种指标的监测要求。

目前在水利监控领域，采用MPEG－4技术的工程较多。视频信号通过编码器被压缩编码后转换为基于IP的MPEG－4码流，与控制信号一起传送到IP网络中。采用MPEG-4图像编码标准的网络硬件编码器，保证了高质量的动态图像。为充分保证每个监控点的带宽，采用 MPEG4 的编码标准，带宽占用较低，并可实现图像的优质传输和存储，而且传输距离较远，视频流的稳定持续传输，并且不受山川、河流、桥梁道路等复杂地形限制，适用于广阔区域的监控。

3、监控中心建设

在水库、大坝的监控系统中，视频监视控制中心一般设在水库管理局中心控制室，主要由视频编解码器、矩阵电视墙、监控服务器、硬盘录像机等组成，将图像传到指挥中心总部的计算机或大屏幕上，便于移动指挥和监控指挥中心总部的指挥人员及时准确的分析、判断被监控对象发生的情况，做出正确决策和指挥，在完成现场图像接收与显示的同时能够在移动指挥和监控指挥中心总部存储远程图像，便于以后备查取证，完成录像的存储、检索、回放、备份、恢复等。

系统中视频编解码器对传送来的前端监控点摄像机采集的视频信号进行编解码处理，传到监控管理中心局域网视频监控服务器上，再经交换机通过内部局域网传播至各个相关部门或人员的客户端; 数字矩阵控制器则通过计算机控制实现视频切换、硬盘自动长时间录像及摄像机、云台等各种动作，实时监视水库库区的现状、水位、坝体、溢洪坝段、闸门、坝下及放水等情况。

部分水利安防系统会在监控中心配置一台中心监控服务器，负责管理前端所有摄像机、视频服务器、报警设备，并联动报警和数字录像，同时管理后端所有上网监控用户。监控人员需通过IE浏览器，用指定的用户名和密码登录监控服务器，才能进行远程监控、调度、录像、报警、电子地图等一系列功能。

另外，深圳市安泰宇盛科技有限公司总经理景兴发还提到: 在一些重要监控点，除了设在水利部门的监控中心对前端数据信息进行备份存储到服务器外，在前端的水塔、水泵房等重要位置也要配备一套视频服务器和硬盘，进行现场录像，即实现现场、远程两地双备份，以防网络传输出现问题而造成录像资料丢失现象。而且网络监控指挥中心要求准备有后备电源，供停电使用。

三、水利安防市场商机无限

近几年来，随着“金水工程”的实施，国家防汛指挥系统基本完成，水利行业的信息化建设已经是日趋完善。将重要水利防洪工程和控制闸站建设成具有数字化、网络化、智能化相结合的视频监控系统，可以为各级防汛部门提供实时和直观的汛情、工情图像信息，对提高防汛抗旱指挥决策水平和推进水利信息化的发展具有重要意义。所以，目前各省市水利部门纷纷上马建设现代化的工程系统，提高管理效率和安全保障能力。

英格索兰深圳市博康系统工程有限公司工程师陈桥认为，目前各地实施水利工程建设时，安防已经是必须配套的子项目。除去即将投入建设的水利工程外，一些已经运行的水利工程还将补充安防子系统产品，所以可以想见，水利安防市场的前景是广阔的。深圳市安泰宇盛科技有限公司总经理景兴发也援引实例认为，虽然目前安防产品已经在新疆、甘肃、山东等地的水利工程中安装使用，但是就全国的水利工程安防产品应用情况来说，我国的普及率还是比较低的，所以未来几年内，产品的需求量还是很大的。景兴发总经理还强调，水利工程中所需的先进的自动控制设备虽已开发出来，但是产品基本没有应用，所以水利安防市场具有非常大的空间。
虽然水利安防监控系统建设可以进一步提高防汛抗旱工作和重要水利防洪工程的现代化管理水平，促进水利信息化的发展，既节省了外派巡逻车辆和人员的高成本，又大大的提高了工作效率，但是这一切要得益于产品良好的性能和功能。可以说，水利行业的安防系统是防盗报警、视频监控、智能控制、信息采集等多方面整合，这一专业市场必须要求企业拥有雄厚的技术力量，广阔的市场前景对产品提出了更高的要求。

1、产品稳定

水利安防属于工业级监控，工业上的应用必须要求苛刻的性能和压倒一切的稳定性。英格索兰深圳市博康系统工程有限公司工程师陈桥介绍，工业级监控有平均无故障时间和平均故障恢复时间等衡量标准。水利领域施工不像“平安城市”建设，安装和调试比较方便，它的安装、检修成本高，所以覆盖这些水利设施工程的安防监控系统应具有以下主要特点: 采用的设备应具有远程配置、管理、维护和自启动能力; 设备功耗低且适合在野外恶劣的环境气候条件下长期连续运行; 系统组网方案应具有可靠性、安全性、先进性、实用性、开放性、可扩充性和灵活性等。

2、网络优化

高度网络化在水利安防领域有很明显的体现。由于水利工程安防系统的信号传输、远程控制、异地调看与管理等多要依靠网络实现，所以要求系统具有强大的接入能力，以实现全省多站点、大范围监控点的接入; 系统必须支持灵活的接入方式，以适应传输网络和组网的需要; 系统应组网简单，视频图像清晰度高、实时性强，信道带宽占用率低。目前，一些省市已建立防汛抗旱通信骨干网和计算机网络组网，这样，安防信号传输就可利用已有网络，通过利用已建的省防汛抗旱综合通信网多业务交换机设备对电路带宽按需分配，保证了传输在通信骨干网中的传输带宽，无须重新组建传输网络，网络带宽可重复利用，节省了投资成本。而即将建设的水利安防系统也要注意网络的可扩展性，实现视频图像信息共享、网络带宽占用率及网络管理等方面的综合考虑。

3、软件功能全面

由于水利行业系统复杂，需要监控的点数量比较多，位置比较分散，而各省又要实现统一的T级指挥、监控、管理，根据行政划分，将下属市县的工程信息最终传输到省级水利部，所以需要建立一套客户端综合管理系统平台，软件界面友好，能实现分级、分层管理功能，通过对前端编码器和市级服务器进行集中控制管理，实现一个省市很多水利系统的联网。

根据应用的实际需要，软件不仅实现智能化，而且功能细致、更加人性化。如摄录图像需完成高级分析，达到智能监控功能，当有人越过警戒线系统会自动报警。另外，一些企业研发的软件建立了地理信息系统，可提供基于电子地图的WEB查询功能，使计算机网络上被授权用户可通过浏览器点击查看前端监控点的视频监视图像，直观的显示任意地的录像，并可对监控点云台进行控制，配合人防、提高了工作人员的响应速度。

利用视频技术和计算机网络技术对水库大坝等重要水利设施实行远程控制和管理，这一领域的市场前景广阔，所以各企业将产品、网络系统和软件的功能与水利工程的实际应用情况有机结合，因地制宜，市场将商机无限。近些年水利视频监控系统出现了一些新的技术点和趋势，杭州科利特信息技术有限公司经理韩草铭认为主要体现在两个方面:

一是无线传输，这是主要方式

由于水库大坝等水利监控点分布在较广阔的范围内，与监控中心的距离较远，利用传统的有线连接方式，线路铺设成本高昂，而且施工周期长，有时因为河流山脉等障碍而难以架设线缆。这些问题均可采用无线方式进行解决，所以无线的传输方式在水利行业监控系统的传输选择中比较受青睐，而且所占比例越来越高。另外通过无线方式也可对抗洪车辆进行视频监控，实现可视化的调度和指挥。目前多家都已设计了系统的无线传输解决方案，可应用于多种领域，如杭州科利特信息技术有限公司已设计了完善的解决方案，可在WLAN、CDMA、GPR以及EDGE 等多种无线网络条件下应用。

二是智能识别和检测

安防行业“智能化趋势”的预测已提出多年，但在现有的视频监控系统中，对突发事件和关注点主要依赖人工检查和分析，容易出现漏判和误判，同时随着视频监控系统的发展，系统规模越来越大，视频系统存储和包含的数据量往往以TB作为单位，形成了真正的海量数据，使水利部门工作人员的分析和处理工作量大大增加，从而影响了系统的应用效率。现有软件系统中和水利数据库的联动报警已经在一定程度上提高了用户的工作效率，对智能化做了初步的尝试，下阶段将在软件平台中加入智能分析技术，为用户提供一种可自动进行特征识别的软件系统，包括标尺刻度分析、闸门开启状态分析、禁止游泳区域警戒线分析等软件算法，提高用户工作效率，真正做到智能化监控。 (转自中安网)