水文氣象與視頻監控在海事監管中的融合應用

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控融合，搭建水文氣象信息采集與分析平臺，實現了水文氣象要素與視頻監控畫面結合后同時顯示并存儲在網絡硬盤錄像機中，達到所見即所得狀態，且信息存儲滿足后期查詢、分析、輔助決策等。

關鍵詞：水文氣象;視頻監控;融合

中圖分類號：TP277 ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號：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，完成了二級監控中心、二級流媒體和三級存儲架構的視頻監控系統建設，同步完成了轄區重點水域水文氣象采集及展示系統。上述兩套系統獨立運行，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，主要表現在以下三個方面：

（1）視頻圖像與水文氣象不能按統一時間標簽同時直觀顯示;

（2）兩套系統中的視頻圖像與水文氣象時間匹配無權威性;

（3）視頻圖像與水文氣象數據不能存儲在同一文件中。

2 需求分析

通過對存在問題的深入思考和指揮中心業務發展趨勢分析，海事視頻監控系統將從前期監控布點解決盲區、解決視頻圖像顯示的需求逐步進入到對業務數據深入挖掘，實現跨行業數據融合，達到各種數據所見即所得和對已有數據進行深層次分析，對當前態勢做出預判和輔助決策的新層次。

根據上述需求分析，水文氣象與視頻監控的融合應用方案主要是解決水文氣象與視頻監控融合、存儲、分析問題，把指揮中心需要的不同水文氣象要素（溫濕度、風速風向、水位、水流速、能見度等）與當前位置視頻監控畫面融合后同時顯示并存儲在網絡硬盤錄像機中，達到所見即所得狀態，再通過專業軟件平臺把水文氣象要素信息存儲后供查詢與預判使用。

3 融合方案

3.1系統拓撲

如圖1所示，融合方案主要設備包括溫濕度傳感器、超聲波風速風向傳感器、水位計傳感器、流速傳感器、能見度傳感器、高清網絡攝像機、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等。

3.2 水文氣象信息與視頻混合器

該混合器采用MODBUS協議來采集前端傳感數據。MODBUS協議是一項應用層報文傳輸協議，通過不同類型網絡或總線連接的設備之間的客戶/服務器通信[1]?；旌掀髯鳛镸ODBUS協議的服務器端，前端水文氣象傳感器作為MODBUS協議的客戶機端。前端傳感器按定義好的數據格式給視頻數據混合器發送采集到的數據。同時采用ONVIF協議實現混合器與前端攝像機之間的搜尋、實時視頻、音頻、元數據和控制信息交互。

該混合器有效解決了水文氣象傳感數據與視頻圖像結合顯示與存儲的問題，對于該設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的水文氣象數據;增加了存儲單元，提高了數據的完整性與安全性，特別是在網絡斷開時臨時性保存;增加了3G/4G傳輸模塊，在有線網斷開后還可以通過備份鏈路把數據傳回中心平臺。

3.3水文氣象信息采集與分析平臺

該平臺通過對水文氣象信息與視頻混合器上采集的數據存儲、分析后以網頁的形式展現，用圖表的形式展示溫度、濕度、能見度、水位、風速、風向等數據，使得內容更加直觀，可讀性更高，也可以對累積的各項數據進行同比、環比等方式對比顯示，用于輔助決策。

主要功能包括前端信息采集與存儲、監控點實時與歷史數據過濾查詢、各監控點狀態詳細信息（圖表展示）、數據的備份與恢復、大數據分析（數據統計與預判）等。

4 應用情況

本次融合應用選擇在張家港海事局的溢油應急設備庫配套碼頭和滬通大橋水域，兩處位置均屬于通航環境比較復雜區域，同時張家港段的江水距離出?？谳^近，受潮汐影響大，每天的江水漲落潮都會造成水流和水位的巨大變化。

溢油應急設備庫配套碼頭因前端水流改道、航道較淺、水流變化多端，需要實時了解此處的水流和水位情況，便于精準指揮，科學決策，故配置一臺混合器，通過485線路與前端水位計和流速儀相連?；旌掀骱铜h境攝像機通過有線網絡接入采集交接箱的工業交換機，工業交換機通過無線接入到海事專網中。

滬通大橋點位因建設過江大橋，對江水的流速與流向產生了一定的影響;大橋目前還在施工作業，對來往船只通航產生了直接的影響;同時江面較寬，易產生江霧，江面開闊風力變化多樣，所以該處不僅需要對水文信息進行實時測量，而且還要對氣象環境實時檢測供指揮中心工作人員參考。故配置一臺混合器，通過485線路與前端水位計、流速儀、風向風速儀、能見度儀相連。混合器和環境攝像機通過有線網絡接入采集交接箱的工業交換機，工業交換機通過無線接入到海事專網中。

在局中心機房的服務器上部署水文氣象信息采集與分析平臺，可以實時查看前端所有傳感器信息并存儲在服務器，以保障后期查詢、分析和輔助決策使用。

5 結束語

本次融合應用有效解決了溢油應急設備庫配套碼頭和滬通大橋水域水文氣象信息與視頻監控融合、存儲分析問題。把指揮中心所需的水文氣象要素，如水流速、水位、溫濕度、風速風向、能見度與當前位置視頻監控畫面結合后同時顯示并存儲在網絡硬盤錄像機中，達到所見即所得狀態，再通過專業軟件平臺把水文氣象要素信息存儲后供查詢與預判使用。

參考文獻：

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