視頻監控系統在內河航道管理中的應用研究

摘要：文章以視頻監控系統在梧州航道養護中心航道管理中的應用為例，詳細分析視頻監控系統在航道管理應用實踐中產生的應用效果和影響，探討視頻監控系統在航道管理中面臨的挑戰，并提出應對挑戰的措施和未來發展方向。

關鍵詞：視頻監控；系統；航道管理；應用

U697A591902

0 引言

隨著廣西內河航道事業的快速發展和西江航運干線貴港至梧州3 000噸級航道工程全面建成并投入使用，航道等級得到全面提升，航道管理面臨著越來越多的挑戰，對航道養護管理部門的航道管理工作提出了更高的要求，確保航道的安全、暢通成為當務之急。在此背景下，視頻監控技術作為一種先進的科技手段，能夠掌握實時圖像信息，對加快航道信息化管理力度，豐富信息化管理手段，有著顯著作用。

近年來，我國在航道管理中引入了視頻監控系統，取得了一定的成效。如加強對航道管理轄區范圍的樞紐、橋梁、險灘等重點航段進行實時監控，實現航道安全監管可視化，有效提高航道維護管理工作水平；如作為航標遙控遙測系統的輔助工具，進一步提高航標遙控遙測系統的運行質量和運行效率，有利于推動航道養護工作向精準化方向發展。

然而，由于技術水平、設備條件和應用經驗的限制，當前的視頻監控系統在航道管理中的應用仍存在諸多不足，如監控范圍有限、實時性不強、數據分析不足等。為進一步提高視頻監控系統在航道管理中的應用水平，有必要對其進行深入研究。

1 視頻監控系統概述

1.1 視頻監控系統的基本原理

視頻監控系統是一種利用攝像頭捕捉圖像，通過傳輸設備將圖像傳輸到監控中心，并進行實時顯示、存儲和分析的系統。系統主要由前端部分、控制部分、網絡傳輸部分、顯示部分以及系統供電構成［1］。其基本原理為系統通過前端攝像頭收集圖像信息，經過中間數據處理后，經由專線網絡或無線網絡把圖像數據傳送至各個顯示終端，從而達到遠程實時監控目的，可以概括為圖像采集、圖像傳輸、圖像處理和圖像顯示等過程（見圖1）。在這個過程中，涉及多種技術，如信號處理、網絡傳輸、圖像識別等。

1.2 視頻監控系統應用的關鍵技術

（1）圖像識別技術：通過采用先進的圖像識別算法，

對攝像頭捕捉到的圖像進行分析，實現對航道運行狀態的實時監控和預警，及時發現異常情況，提高航道管理效率。

（2）大數據技術：對收集到的視頻數據進行大數據分析，挖掘提取其中有價值的信息，為航道管理提供科學依據。

（3）云技術：通過云平臺，實現視頻數據的遠程處理和存儲，降低硬件設備的投入，提高資源利用效率和系統的運行效率。

2 視頻監控系統在航道管理中的應用

2.1 視頻監控系統在航道管理中的應用現狀

隨著科技的不斷發展，視頻監控系統在航道管理中的應用越來越廣泛。目前，航道管理部門已建立了較為完善的航道視頻監控體系，并實現以下功能［2］：

（1）航道基礎設施監控：視頻監控系統主要設備有紅外激光夜視儀、高清攝像頭、硬盤錄像機等高端設備。通過專線和無線通信技術（如物聯網、4G網絡等）進行數據傳輸，實現對轄區內的重點橋梁、樞紐、險灘等重點航段和重要部位進行全天候24 h成像監控，實時掌握航道通航安全情況，確保航道基礎設施正常運行。

（2）航標監控：利用視頻監控系統輔助航標遙控遙測系統，提升航道運行監測質量和效果。

（3）綜合管理：采用視頻綜合管理軟件，實現對全程各監控點多畫面實時監控、遠程遙控和權限分配，提高航道管理的智能化水平。

（4）數據存儲：系統實時錄像，數據可追溯查證。出現突發事件可以及時調看現場畫面，事后可對事件發生視頻資料進行查詢分析取證，為航道安全管理提供有力支持。

2.2 視頻監控系統在航道管理中存在的問題

盡管視頻監控系統在航道管理中取得了顯著的成效，但仍存在以下問題：

（1）選址困難，監控覆蓋不足：航道受限于自然條件影響，視頻監控點選址條件比較苛刻。例如供電、網絡傳輸、施工維護等都是必須考慮的部分，因此，系統建設的布局存在一定困難，導致部分航道區域尚未安裝視頻監控設備，監控盲區仍然存在。

（2）資源匯聚困難，系統集成度不高：隨著科技的快速發展，設備的更新換代，不同品牌的設備核心參數存在一定的差異，監控系統難以形成一個邏輯整體，各個監控系統之間缺乏有效銜接，信息資源共享程度不高。

（3）應急響應能力不足：在突發事件發生時，視頻監控系統的應急處置能力有待提高。

2.3 梧州航道養護中心應用視頻監控系統實例

現以梧州航道養護中心為例，詳細介紹視頻監控系統在航道管理中的應用實踐。

2.3.1 梧州航道視頻監控建設情況

目前，梧州航道養護中心建設的視頻監控系統按實施途徑劃分主要有兩類：（1）早期通過部門預算建設的視頻監控系統，這一系統的設備部分出現老化現象，嚴重影響監控效果；（2）依托工程建設（如貴港至梧州3 000噸級航道工程、桂江工程建設等），通過新增、改造和替換等方式，基本實現航道管轄范圍內全覆蓋，實現對重點航道、航標、橋梁、險灘等的視頻采集、視頻展示及顯示控制等功能，將所有攝像頭統一集成在廣西港航數字一體化平臺顯示。

2.3.2 梧州航道視頻監控系統應用情況

視頻監控系統在梧州航道養護中心已應用了十多年，具備了豐富的管理運維經驗，應用效果好，有效地提高了航道管理水平。

從圖2可以看出，系統監控圖像在非惡劣天氣條件下顯示清晰，對監控目標，能通過調整焦距清楚觀察，圖像質量并沒有出現色彩失真、雪花般、信號干擾條紋等雜質成分。而且錄像播放過程中無卡機、停頓等出現時間斷點的情況，能十分完整地還原攝像頭所拍攝內容，具有較強的可靠性。

從圖3可以看出，系統在夜間的監控能力與監控范圍內光源的強度有很大的關系，監控點位于燈光照明較好的地方，效果相對較好；而在比較偏僻的灘險河段，成像和監控效果可能會較差。

2.3.3 視頻監控系統在應用實踐中產生的效果

隨著當前計算機應用技術、網絡技術、智能識別技術等的迅速發展和推廣，必將使航道管理事業推向網絡化、數字化、智慧化發展，將視頻監控系統應用到航道管理中，是符合時代要求的一項重要舉措，更是提高航道管理科技含量的一種重要手段。

目前航道管理部門信息化系統主要包括航標遙控遙測系統、自動水位站系統、視頻監控系統等應用系統，其中航標遙控遙測系統和自動水位站系統作為主要業務應用系統，在航道航標管理中發揮著至關重要的作用，而視頻監控系統作為一項應用廣泛的圖像實時傳輸技術系統，對航標遙控遙測及自動水位站系統是一項很好的補充，能較好地補充并輔助兩套系統的運行使用。

由于航道管理的里程長、標志多等因素限制，到現場檢查取證要花費較多的時間，而通過視頻監控系統能第一時間判斷現場信息，分析是否需要趕赴現場取證或者恢復設備，可以減免不必要的勞動力損耗。對于航道管理工作者來說，可以通過視頻監控系統掌握所需要的現場信息，再綜合其他信息，更有效地在第一時間判斷監控內容的具體情況，從而更好地開展下一步工作。

3 視頻監控系統在航道管理中的挑戰與對策

3.1 視頻監控系統在航道管理中面臨的挑戰

盡管視頻監控系統在航道管理中取得了顯著的成效，但仍然存在一些挑戰，主要包括：

（1）技術更新迅速：隨著科技的快速發展，視頻監控技術也在不斷更新。如何在短時間內適應新技術并將其應用于航道管理，成為一項重要挑戰。

（2）網絡安全問題：隨著網絡技術的發展，網絡安全問題日益突出。如何在保障視頻監控系統高效運行的同時，確保網絡安全，防止數據泄露和惡意攻擊，是亟待解決的問題。

（3）人才的缺乏：隨著視頻監控系統的應用，對于管理人員和維護人員的素質要求越來越高。如何合理配置人力資源，提高員工素質，以適應視頻監控系統在航道管理中的需求，是一項重要任務。

（4）數據分析和應用：視頻監控系統產生的大量數據，如何進行有效分析，以及如何將這些數據應用于實際工作中，以提高航道管理效率，是當前面臨的一大挑戰。

3.2 應對視頻監控系統在航道管理中挑戰的對策

3.2.1 技術層面改進措施

（1）引入智能化、可視化分析算法，如人工智能技術，實現對視頻數據的自動分析和異常行為預警。

（2）提高視頻監控設備的穩定性和適應性，通過采用先進的成像技術和抗干擾技術，確保監控系統在天氣惡劣環境下也能正常工作。

（3）加強技術研究與創新，加大對視頻監控新技術的研究，及時學習新技術，提高航道管理的科技水平。

（4）深化數據挖掘與應用：對視頻監控數據進行深入挖掘和分析，將其應用于實際工作中，以提高航道管理效率。

3.2.2 管理層面改進措施

（1）根據航道特點和需求，加強規劃管理，合理規劃監控范圍，實現精細化管理。

（2）加強網絡安全管理，建立完善的網絡安全防護體系，確保視頻數據的安全傳輸和存儲。加強對系統操作人員的培訓和管理，提高其網絡安全意識，確保視頻監控系統的安全穩定運行。

（3）建立健全航道管理法規體系，針對視頻監控系統在航道管理中的應用，制定相應的法規和規范，明確監控范圍、監控內容、數據管理和使用等方面的要求，規范視頻監控系統的應用。

（4）加強人才的培養：通過引進高技能人才或加強培訓，提高航道管理人員的科技素養，培養專業化的視頻監控系統維護人員、操作人員和管理人員，合理配置人員，優化人力成本。

通過以上對策，有望應對視頻監控系統在航道管理中面臨的挑戰，進一步發揮其在航道管理中的優勢，提高航道安全管理水平。

3.3 未來視頻監控系統在航道管理中的發展方向

隨著科技的進步和快速發展，視頻監控技術將更加先進，圖像處理能力更強，能在更低照明度的環境下實現清晰監控。人工智能技術使得視頻監控系統能對監控畫面進行自動分析，及時發現異常情況，提高預警能力。未來新一代通信技術也將為視頻監控系統提供更高速的網絡傳輸，降低延遲，提高實時性。大數據技術使得航道管理更加精細化，通過數據分析，為決策提供有力支持。隨著無人機技術應用范圍越來越廣泛，無人機攜帶高清攝像頭作為航道視頻監控新的視角，將能實現更高空域全方位的監控，提高監控范圍和效率。

4 結語

科技是第一生產力，創新是第一動力。隨著科技的不斷進步和發展，視頻監控系統在航道管理中的應用前景將更加廣闊。關注視頻監控技術在航道管理中的創新應用，與智能技術、大數據分析、無人機等技術進行深度融合，是實現航道管理信息化、數字化、智慧化的基礎，是推動航道事業高質量發展的有力支持。

參考文獻：

［1］趙建轟，何文潤，張建球.西江航運干線航道信息化建設探討［J］.西部交通科技，2021（2）：189-193.

［2］何毅敏.淺析視頻監控系統在長江典型航道整治工程現場監管中的應用［J］.中國水運（航道科技），2018（6）：49-56.