視頻監控系統在節水改造工程自動化控制中的應用

　　摘 要：遼陽灌區經多年運行，渠道淤積，過流量減小，致使灌溉歷時加長，滲流量增加，灌溉效率低下。為了對瀕危亟待改造的工程進行了維修，遼陽灌區在渠首進水閘、總干三面閘和兩面閘處實施自動化控制。整個綜合自動化系統包括對所有啟閉機進行現地和遠方啟閉控制、視頻監控系統，監視各閘門的工作狀態及周邊的狀況。視頻監控系統在工程中的應用，提高遼陽灌區的現代化管理水平，增加工程的抗旱防洪能力，確保工程的科學安全運行。本文著重闡述了視頻監控系統在節水改造工程自動化控制中的應用。
　　關鍵詞：灌區節水 自動化 視頻監控
　　中圖分類號：TV2文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2012)06(a)-0039-01
　　1 工程簡介
　　遼陽灌區自1958年建成以來，已運行48年，渠道淤積嚴重，過流量減小，大多數工程病險、老化、損壞嚴重。由于過流量減小，致使灌溉歷時加長，滲流量增加，灌溉效率低下，給灌區的正常運行帶來巨大的困難，也加重了灌區管理處和農民的負擔。遼陽灌區在渠首進水閘、總干三面閘和兩面閘處實施自動化控制。整個綜合自動化系統包括對所有啟閉機進行現地和遠方啟閉控制、視頻監控系統，監視各閘門的工作狀態及周邊的狀況。其中視頻監控系統由信息采集與控制、集中監控和信號傳輸三大部分組成，采用計算機網絡，組成分層分布式計算機監控結構，實現實時信息的自動采集、傳輸、處理入庫、動態監測監控、數據遠程傳輸等功能，系統對信息的采集具有斷電記憶功能。該系統的實施將大大提高遼陽灌區的現代化管理水平，增加工程的抗旱防洪能力，確保工程的科學安全運行。
　　2 系統建設的原則和目的
　　在滿足需求的情況下，充分考慮系統的安全性、穩定性、合理實用性、先進性和發展性，追求低成本、低維護量。在設備選型時，主要依據遼陽灌區的實際情況，結合目前我國市場上的占有率高的其他產品中選擇具有最優性能價格比和具有擴充能力的產品。系統和采用的產品以簡單、實用、易操作、易維護為原則。系統的易操作和易維護是保證非計算機專業人員使用好本系統的基本條件。
　　實現安全防范是本系統建設的出發點，以數字監控為主要手段，對現場進行監視、管理和控制。在控制中心即能監視現場情況，保證設備的安全，又能提高管理和控制現代化水平。
　　3 系統的構成
　　視頻監控系統的主要功能是對現場實況進行監視。它使管理人員在控制室中能觀察到所有重要地點的情況，將監測區的情況以圖像方式實時傳送到管理中心，值班人員通過主控顯示器可以隨時了解這些重要場所的情況。
　　閉路電視監控系統依結構可分為：攝像、傳輸、控制和顯示記錄四部分。各部分之間關系如圖1所示。
　　攝像部分：是安裝在現場的，它包括攝像機、鏡頭、防護罩、支架和電動云臺。它的任務是對被攝體進行攝像，并把獲得的光信號轉換成電信號。
　　傳輸部分：把現場攝像機發出的電信號傳送到控制室，它包括線纜（光纜）、線路驅動設備等。
　　顯示部分：把現場傳來的電信號轉換成圖像在監視設備上顯示，并且可以把圖像用計算機、視頻處理系統保存下來；所以，它主要包括監視器、計算機、視頻采集卡及監控軟件等設備。
　　控制部分：負責所有設備的控制與圖像信號的處理。
　　設備組成：前端設備（快球、攝像機、鏡頭、防護罩、解碼器等）、傳輸設備（光端機、光纖、視頻傳輸電纜、控制傳輸線、接線箱等）、顯示記錄設備（主控顯示器等）和控制設備（計算機、視頻采集卡、控制軟件包等）。
　　4 點位分布
　　遼陽灌區視頻監控工程包括9臺攝像機（用于啟閉機監控、閘門前監控、閘門后視頻監控等），監控攝像機室內選用云臺帶變焦鏡頭的槍式攝像機，室外選用帶云臺球型監控攝像機，可以保證監控范圍廣，速度快。
　　4.1 具體位置分布
　　根據區域環境，監控點位共9個，分布如下。
　　在渠首干渠旁安裝2個帶云臺室外球型監控攝像機，通過光纖傳輸視頻和控制信號；監視干渠內水位及周邊情況。在閘室內安裝1個槍式監控攝像機，通過電纜傳輸視頻信號；監視遠程遙控進水閘的運行情況。
　　在總干三面閘后安裝2個帶云臺室外球型監控攝像機，通過電纜傳輸視頻和控制信號；監視閘前、閘后水位及周邊情況。在閘室內安裝1個槍式監控攝像機，通過電纜傳輸視頻信號；監視遠程遙控進水閘的運行情況。
　　在總干兩面閘后安裝2個帶云臺室外球型監控攝像機，通過電纜傳輸視頻和控制信號；監視閘前、閘后水位及周邊情況。在閘室內安裝1個槍式監控攝像機，通過電纜傳輸視頻信號；監視遠程遙控進水閘的運行情況。
　　4.2 效果功能
　　控制室里采用計算機、視頻采集卡及控制軟件包等組成，對所有攝像機錄像；數字監控主機可靠性高，功能非常強大，圖像清晰度高。像存儲的時間比模擬式長的多，查尋非常方便，可做到無人值守，管理非常方便。
　　5 監控中心配置
　　主控室設在監控中心，為了保證視頻質量，各監控點攝像機圖像通過視頻線傳入控制中心，總共接入的視頻路數為9路，其中6路接入到計算機的視頻采集卡上。另3路只在監視器上顯示。通過計算機的控制軟件包，可以實行多種控制及錄像功能。具有強大的網絡管理功能、方便的遠程維護特性、較高的安全保密等級，以實現分散監控、集中控制、統一管理。
　　6 結語
　　本系統主要功能是管理人員在控制室中能觀察到所有重要地點的情況，將監測區的情況以圖像方式實時傳送到管理中心，為完成各水位、閘門開度、集中完成對各閘門的啟閉控制提供可靠參數。其特點是采用分層分布式計算機控制系統，在生產過程信息集中控制管理和操作的前提下，使控制危險分散。實現遠程中控室集中控制、主控室控制方式，確保系統的安全可靠性。另外，在滿足工程需求的前提下，選用性價比高的控制設備和控制軟件。選用的設備充分考慮到升級換代，并且在升級時可以最大限度地保護原有的硬件和軟件投資，采用模塊化結構，便于維護、檢修和升級。
　　參考文獻
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