大壩安全管理中的多形態監控系統應用研究

戴燁軍 張志強

摘 ?要：密云水庫作為北京市最大的水庫，對大壩、水資源的安全管理，是密云水庫以及駐守大壩武警中隊的首要任務。隨著科技的不斷進步，密云水庫通過先進的科技手段不斷提高安全監控力度，實現一點報警，多點觸發，立即響應，實現對大壩、庫區水資源的安全管理的目的。本文重點闡述如何通過現階段先進的多形態監控手段，達到提高密云水庫的安全管理工作效率的目的。

關鍵詞：值班管控;高清數字圖像;視頻會商;語音廣播;卡口抓拍;可視對講

中圖分類號：TP277 ? ?文獻標識碼：A文章編號：2096-4706（2021）13-0103-04

Application Research on Multiform Monitoring System in Dam Safety Management

DAI Yejun， ZHANG Zhiqiang

（Beijing Miyun Reservoir Management Office， Beijing ?101512， China）

Abstract： As the largest reservoir in Beijing， the safety management of dam and water resource is the primary task of Miyun reservoir and the armed police squadron stationed at the dam. With the continuous progress of science and technology， Miyun reservoir continuously improves the safety monitoring through advanced scientific and technological means， realizes one point alarm， multi-point trigger and immediate response， and realizes the purpose of safety management of water resources in the dam and reservoir area. This paper focuses on how to improve the safety management efficiency of Miyun reservoir through the advanced multiform monitoring means at the present stage.

Keywords： on-duty control; HD digital image; video conferencing; voice broadcasting; bayonet capture; video intercom

0 ?引 ?言

北京市密云水庫，是為市區供水的重要水源地，近年來隨著南水北調工程進京，密云水庫又成了重要的水源集調中心。保護水庫大壩、水資源安全是密云水庫和駐守武警中隊的首要任務。為提高信息化條件下水庫大壩的安全系數，管理單位緊跟技術前沿，注重安全管理與技術的融合，將報警、視頻監控、視頻會商、廣播等數字技術廣泛應用到安全管理領域中，不斷拓展功能，實現了安全管理的可視化，大幅度提高了值班管控能力。

通過對密云水庫及駐守武警中隊的走訪與實地考察，發現目前的安全管理監控業務主要采用目視直控的監控系統，受技術的局限，存在著執勤效率不高，人員增加等諸多問題。再結合各管理單位對于安全管理的業務功能需求，提出針對密云水庫大壩安全管理中的基本業務功能需求，應具備聯動指揮、報警、廣播、會商、監控、執勤值班等功能，業務系統包含圖像系統、視頻會商系統、廣播系統、執勤管控系統。隨著智能化監控技術的發展與應用，將取代傳統的監控系統，實現值班、執勤管理智能化。本文從加強智能監控系統在執勤領域中應用研究，對進一步提高值班管理能力和目標安全系數，對達到減員增效的目的具有重要的現實意義。

1 ?技術架構設計思路

通過融入各類前沿智能檢測、識別、控制等相關技術，整合指揮、監控、防護、報警、通信、處置要素，實現信息智能管理、通道智能防范、監控智能識別、險情智能感知、情況智能處置等智能功能，構建科技手段為支撐的安全執勤管理信息體系，實現縱深防護遠端過濾的外圍屏障體系。

采用數字化、智能化、網絡化和信息化等方面的應用技術，滿足實用性、先進性、專業性、開放性、安全性、集成性和經濟性的要求，完善安全管控體系，著力提升安全防護能力，全力保證密云水庫守衛任務絕對安全。

系統總體構架由四部分組成：信息采集、通信網絡、業務應用和信息顯示，系統總體框架如圖1所示。

信息采集是指前端信號采集設備，主要指高清視頻監控攝像機、聲光報警、區域廣播等前端設備。通信網絡是指對信息采集設備的傳輸，主要以光纜方式傳輸。業務應用是指各系統軟件對前端采集設備的調用、切換、控制和存儲。信息顯示指視頻監控圖像和其他信息在拼接屏、LED和液晶電視上進行顯示。

2 ?視頻監控系統結構

2.1 ?執勤管控系統

執勤管控系統具有聲光報警、語音對講、應急報警、報警聯動，視頻監控、電話通信、廣播喊話等功能，拓展了全域監控、執勤防瞌睡、全員互控、全程管控、前置操作、電子地圖、巡邏報警、報警接入和平臺拓展的功能。

執勤管控系統具有功能多、操作便捷、運行穩定等特點，考慮到系統應用涉及安全業務，因此系統需要建立一套專用網絡進行組網，從而達到通信安全的目的。值班部署結構圖如圖2所示。

執勤管控系統實際應用中，是將目標周界、主要通道、要害部位等責任區內所有采集信息接入執勤崗位信息終端，拓展執勤人員觀察警戒范圍，消除盲區死角，為執勤人員處置突發情況贏得主動權。在重要部位部署電子哨兵，技防輔助人防，實現全天候無死角監控、目標入侵檢測、實時動態跟蹤、多級聯動報警功能。一點觸發警情，全域警戒，可以實現所有在崗執勤人員互管互控。

執勤管控系統的執勤、值班數據可以上傳到執勤中心的態勢分析平臺，實現數據集中存儲以及深度分析，通過數據匯聚、規律分析以及動態展現，為各級管理者提供真實可靠的輔助決策依據;同時執勤管控系統各類報警、換崗、監控視頻等實時上傳到多級執勤管控平臺，確保執勤中心遠程實時掌握各執勤崗的情況。

2.2 ?視頻監控系統

系統在遵循分層、全開放的體系架構，形成一個開放的、完整的、標準化的交換架構。系統采用基于IP網絡的分布式控制結構，實現視頻信號的全數字化傳輸、交換、存儲、處理。視頻監控系統既可作為獨立系統單獨運行，又可以通過專網實現不同執勤中心、值班室內監控需求，在不同時期實現所有部署的重點部位，多人多點監控，從而提高重點部位的監控力度。視頻系統結構示意圖如圖3所示。

2.3 ?視頻會商系統

視頻會商系統利用專用網絡，采用獨立系統，可實現上級拉中級、下級進會場;中級拉上級、下級進會場;下級無權拉中級、上級進會場的管理模式。達到了特殊部門的逐級管理要求。視頻會商系統采用專用網絡實現，可以保障會議的保密性。視頻會商結構示意圖如圖4所示。

2.4 ?廣播對講系統

IP網絡廣播對講系統采用領先的網絡音頻技術，將音頻信號以數據包形式在局域網和廣域網上進行傳送，是一套純數字的雙向音頻擴聲系統。徹底解決傳統對講系統存在的傳輸距離有限、易受干擾等問題;解決傳統廣播存在的音質不佳、傳輸距離有限、缺乏互動等問題。該系統結構清晰，使用簡便，每個接入點無須單獨布線，系統兼容性高，與計算機網絡、數字視頻監控、內部通信、報警求助的融合應用。廣播對講系統結構示意圖如圖5所示。

3 ?系統建設主要功能

系統整體具有便捷操作、即時觸發特性，可以實現一點或多點報警后，指定點或全域立即獲知，從而快速響應進入警戒狀態，極大提高指揮、決策效率。系統具備的主要功能有：

報警聯動：設五個分類報警鍵，1個獨立一鍵報警鍵。觸發警情按鍵時，聯動聲光報警燈報警，開啟警燈閃爍和語音提示，客戶端聯動彈出相應畫面，語音提示報警信息。自動開啟廣播喊話、自動連接對講主機，發送報警信息給執勤管控系統。

在崗狀態監測系統如圖6所示，該系統具備防瞌睡，防離崗兩防功能。實時捕捉人體、人臉、人眼等圖像，經過分析儀進行實時自動分析處理，判斷執勤、值班人員是否離崗、睡崗、走神，并根據判斷結果進行現場提示和遠程報警。在檢測到“瞌睡、離崗”時，觸發語音報警或發送第三方平臺。取證功能：檢測到“瞌睡、離崗”時，連續抓拍圖片或存儲相應的視頻。記錄功能：實時存儲相應系統操作記錄、報警觸發記錄。

視頻監控系統：具備監視功能：能夠全天候實時采集被控站點及區域的圖像信息，系統采用數字圖像傳輸方式、多窗口顯示。控制功能：可以通過控制鍵盤控制電動鏡頭光圈的大小、焦距的長短等參數。存儲與回放：系統可以將每一天的現場情況以圖像方式實時記錄下來，監視或回放錄像時看清當時情況，不遺漏任何細節場景，一旦發生差錯，可以通過重放錄像進行查找。

監控綜合管理界面如圖7所示，在管理中心，通過視頻監控管理服務器，實現多點監控系統集中管理。同一監控點，可實現多地監控，極大提高了監控力度。

遠程視頻會議：本地與上一級管理單位，本地與下屬單位之間互相組網、單獨組網會議，極大提高了遠程會議效率。

語音對講、監聽：執勤、值班室可以對各監控崗進行監聽和廣播;執勤崗觸發警情時聯動呼叫語音對講主機功能。

廣播喊話：執勤室將喊話、緊急警情、語音廣播、錄播、定時播報等信息通過廣播單區域或全區域進行實時、定時、計劃廣播。可以實現全區廣播：可以實現中心對系統內所有終端進行統一廣播。分區廣播：可對系統內終端按路段、奇偶、片區等形式分區，對指定的區域分別播放指定的音頻節目或者進行廣播喊話，互不影響干擾。喊話廣播：通過IP網絡尋呼話筒或者控制臺，能指定全部、局部或單個終端，實現廣播喊話。定時廣播：可設置定時播放列表，音頻自動定時播出，各廣播點播放設備根據定時播放列表自動開關。

可視對講系統管理界面如圖8所示，通過前端設備，可將布放區域的圖像信息及語音信息傳達至執勤室，并與執勤室進行可視語音對講。執勤室可通過系統監控屏幕遠程觀測到車輛人員信息，做出決策，從而達到不離監控崗位的情況下，遠程控制門的開閉，極大提高了執勤、值班的效率。

圖8 ?可視對講系統管理界面

卡口抓拍：大壩執勤崗設立了卡口，通過卡口抓拍系統，將車輛信息錄入，實現過往車輛是否符合放行的信息反饋到大屏上，執勤人員根據反饋信息進行放行或攔截詢問。實現高效的安全管理的同時，也可以提高通行的效率。

記錄存儲分析：系統根據存儲空間大小，時刻對操作、響應、圖像、聲音進行集中或異地存儲，存儲的數據均有時間記錄。

事件分析：通過演習或突發事件，對系統進行檢驗。事前預警：從觸發預警開始前幾個小時或幾天內即可開始，至觸發警情，最后警情響應處理全程;通過系統記錄的具備時間點的圖像、語音、操作等數據，分析事件管理者決策是否及時準確、參與的所有人員操作是否得當，從而判斷整個過程是否達到了預期目的。

4 ?結 ?論

密云水庫大壩安全業務管理是通過整合視頻監控、執勤管控、報警聯動、廣播喊話、語音對講、視頻會商、卡口抓拍等多功能業務形態，為駐守水庫大壩的武警中隊提供直觀、即時、清晰的圖像、聲音等信息，通過系統聯動，建立動態監管、智能巡檢、統計查詢、運行管理、運行督查、系統管理等內容模塊，實現信息采集自動化、實時在線監測及安全預警。迅速有效地展示大壩區域的安全狀況，及時發現影響大壩、水源安全的前兆信息，提高了大壩安全管理的可靠性和水庫大壩安全預警能力。從而實現提高安全管理的目的。

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作者簡介：戴燁軍（1982.09—），男，瑤族，湖南懷化人，中級工程師，本科，研究方向：水利水文信息化建設與管理工作;張志強（1981.08—），男，漢族，河南安陽人，政工師，本科，研究方向：水利水文信息化建設與管理工作。