三.3 系统拓扑图

 

三.4 系统特色

三.4.1 全水尺兼容

全系列400万水利监测前端，支持特制水尺、桩式水尺、黑白格水尺、斜式水尺、虚拟水尺的识别。

 

三.4.2 一机多能 一机多用

通过影像模式识别，实现水利多项目自动监测功能，包括：水位、水面漂浮物、闸门启闭监测、盗采河砂等。

水位监测：通过视频智能AI分析技术，可以通过视频数据算法，配合标准水尺，读取水位信息。

漂浮物监测：通过视频智能分析，可以将漂浮在河道上面的垃圾进行监测，同时进行主动预警，通知监管人员。

闸门启闭监测：通过视频监控，可以对闸门状态进行二次确认，确保闸门的状态进行正确的启闭，可以保证正常的泄洪与水位保证。

盗采河砂：通过视频智能分析，可以在经常采沙区进行布控，当有疑似船只进行采砂活动，可以主动预警，并且可联动白光、激光等预警，甚至可以进行语音对讲。

三.4.3 内置4G模块  全网通

400万水利前端设备，内置4G模块，一体化集成，无需单独配置4G路由器，支持移动、联通、电信等全网4G网络传输。

 

三.4.4 内置RTU功能  低功耗设计

支持对接多种监测传感器，实现数据汇集传输，代替传统RTU。

绿色环保低功耗，休眠状态下功率为5.6W，功耗降低60%。支持太阳能供电，可满足各种水利场景监控需求，太阳能板供电减少，降低投资成本。组网方式多样，支持4G公网传输，支持光纤链路传输。

三.4.5 可视化监管 立体化防控

在重要监控区域设置监测预警站，通过LED屏显示降雨量、水位等信息，能从一体站实时读取水位、降雨量、积水深度等信息，并配合平台一键报警喊话，或者通过预警站手动报警讲话，通知水位信息、警告违法闯入水库人员等，做到及时通知，避免信息延迟。

 

三.4.6 超星光监控

系统监控采用星光级图像传感器、大尺寸高清镜头，配合优秀的图像处理技术，可极大的提升摄像机的低照效果，在繁星点点的夜晚也能提供清晰、亮丽的图像。

 

三.4.7 多功能预警

目前绝大多是视频监控设备的真正价值没有完全发挥出来，安防的本质是事前预警，是能够在警情发生前发出警告进行驱逐。将视频监控的作用逐渐由事后向事前是目前安防发展的大势所趋。警戒系统能够在全天候、全方位的监控的基础上，能够进行驱逐和预警，同时可通过设备的语音提示及时发现报警画面，并可以远程喊话处理警情，并支持其预案管理功能，可以联动弹出预先编辑的预案方案，方便监管人员，快速响应。支持联动喊话、白光闪烁、录像、抓拍、单画面弹出、邮件告警、开关量报警。

 

三.4.8 全景覆盖

针对传统方案的弊端，系统设计选用多目全景球型摄像机，单台设备集成了4台定点摄像机和1台球型摄像机，既可覆盖全景，又可捕捉细节，同时解决了传统监控方案成本高、系统复杂、安装调试繁琐的问题。相比传统监控方案，多目全景球型摄像机以单台设备实现全景监控和细节捕捉，成为水利监控领域新兴的监控模式，解决了传统监控方案中存在的问题和弊端。

全景监控设备特点如下：

1、画面效果更好

多目全景球型摄像机可实现180°/360°大范围场景成像，画面清晰度更高，可以达到800万像素，设备搭载“超星光TVP超视觉”技术，同时辅以白光、激光（可视激光、红外激光）多光谱全天候补光系统，感光灵敏度更高，画面信噪比更大，图像效果更逼真、细腻、通透，超星光级的夜视效果使夜间监控场景更好。

 

2、传输带宽更低

多目全景球型摄像机采用S+265编码技术，自适应变码率技术可实现动静场景分离、帧间及帧内预测、智能编码，通过虚拟I帧、SmartP技术大幅增加压缩比例。摄像机800万全景视频和200万特写球机视频传输总体带宽可降到4M甚至更低，在确保图像画质的基础上可极大节省传输带宽和存储容量。

3、功能更全面

多目全景球型摄像机的全景画面支持区域入侵侦测、离开区域侦测、绊线侦测，动点画面支持越界侦测、进入区域侦测、离开区域侦测、徘徊侦测、人群聚集侦测、奔跑侦测、违章停车侦测、物品遗留侦测、物品丢失侦测、移动侦测、视频遮挡侦测、人脸检测、人数统计、值岗检测等功能，设备还支持WIFI探针功能，覆盖范围达200米，可有效采集区域内手机的MAC地址等信息。

多目全景球型摄像机集成声光警戒功能，可对目标进行提醒、警告，音频内容可自定义，同时摄像机集成白光、激光预警系统，白光和激光可根据目标入侵的情况分级开启，实现对进入警戒区域的目标进行提醒、警告、震慑。多目全景球型摄像机对闯入的目标同步计时，当目标在限定区域内的滞留时间超过预设时间后，多目全景球型摄像机开始提升警戒级别，启动跟踪联动和激光扫描系统，多目全景球型摄像机将开启激光束对准入侵目标，发出报警声，联动球机进行跟踪。

 

 

 

 

4、系统更简单

1）多目全景球型摄像机采用一体化设计，内置4个定点摄像机及一个球型摄像机，球型摄像机支持44倍光学变倍，一台特写跟踪摄像机即可兼顾全景与细节，系统集成度高。

2）多目全景球型摄像机具备画面拼接功能，4个定点摄像机可拼接成180°/360°全景画面，后端无需视频拼接服务器，无需进行拼接调试工作，相比传统监控方案大大简化。

5、经济更实用

多目全景球型摄像机可代替4台普通摄像机、1台球型摄像机及视频拼接服务器，多目全景球型摄像机采用一体化设计，安装维护简单，前期安装施工简单，后期维护量较小。

6、安装更方便

1）多目全景球型摄像机具备球机的快装结构，一体化快捷安装。

2）多目全景球型摄像机安装只需一根网线、一个电源，布线简单。

3）多目全景球型摄像机全景画面拼接调试简单，大大提高安装调试效率。

三.5 关键技术

三.5.1 AI智能检测分析技术

AI智能视频分析技术是实现“视频创造价值”(从大量视频资源中挖掘有价值的东西)的重要手段。从概念来讲，视频行为分析技术是对采集到的视频上的行动物体进行分析，判断出物体的行为轨迹、目标形态变化、异常形状检测，水利AI智能前端，不但能智能识别分析水位信息、闸门开启状态、盗采河砂、漂浮物信息等，还能通过设置一定的条件和规则，判定异常行为，它糅合了图像处理技术、计算机视觉技术、计算机图形学、人工智能、图像分析等多项技术。

如果将摄像机看作人的眼睛，智能视频系统则可看作人的大脑，相对于硬件而言，软件的地位犹为重要。作为一项被誉为引领监控革命的技术，它改变了两种状况：一是将监控人员从烦琐而枯燥的“盯屏幕”中解脱出来，由计算机来完成这部分工作；二是在海量的视频数据中快速搜索到想要找的图像。并且可以在降低工作人员劳动强度的同时，实现移动侦测、物体追踪、面部/车牌识别、人流统计等功能。在很大程度上具备先知先觉的预警功能，提高报警的精确度，节省网络传输带宽，有效扩展视频资源用途。

三.5.2 S+265编码技术

S+265编码技术，自适应变码率技术可实现动静场景分离、帧间及帧内预测、智能编码，通过虚拟I帧、SmartP技术大幅增加压缩比例。摄像机800万全景视频和200万特写球机视频传输总体带宽可降到4M甚至更低，在确保图像画质的基础上可极大节省传输带宽和存储容量。

三.5.3 TVP超视觉技术

TVP超视觉技术使用时域与空域混叠的高精度双边滤波降噪技术，使有用信息信噪比提升7dB，混搭式宽色域的色温判决的白平衡技术，使色彩准确度提升30%，图像灰度分布的自适应分级线性图像增强技术，使视频分析的可视化效果提升38%，动态调节的模板自适应图像锐化技术，从而达到更高的图像锐度。最终可以实现黑夜如白天的视频监控效果。

三.5.4 锥形拼接技术

摄像头按锥面均匀排布，可以达到360°的视角，同时相比于柱面拼接，锥面排布的摄像头盲区更小，而柱面拼接则无法与其相比。将八个摄像头按锥面排布，将获取的八张图片统一投影到同一个锥面上，在加以sift特征匹配，计算每个图像需要移动的矢量，从而实现目标匹配和无缝拼接。锥面拼接是柱面拼接的一种变形，相对于柱面拼接，增加了ptich和欧拉角的矫正，投影变换的复杂度显著增加。同时为了保证图像清晰度，图像插值算法也需要改变，从而增加了图像处理的难度。

三.5.5 PEA入侵跟踪算法

天地伟业PEA智能入侵跟踪算法，在判断是否入侵使用深度识别算法，逐帧比对，发现在一定时间内，各帧之间有较大差别，同时还要计算闯入物体大小与与设置灵敏度的关系，因此可有效过滤树叶、小动物的干扰，过滤多种自然现场干扰，使闯入者避无可避。

三.5.6 MPPT高效充电 

最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking，简称MPPT)系统是一种通过调节电气模块的工作状态，使电池板能够输出更多电能的一种先进的充电技术。由于太阳能阵列的非线性特点，在其曲线上存在一个阵列的最大能量输出点（最大功率点），传统控制器（开关充电技术和 PWM 充电技术）无法维持在此点对蓄电池进行充电，因此也无法获取到电池板的最大能量，但具有MPPT控制技术的太阳能控制器则可以时刻追踪到阵列的最大功率点以获取最大的能量为蓄电池充电。

以12V系统为例，因为太阳能板的峰值电压（Vpp）大约在17V左右而蓄电池电压在12V左右，一般充电控制器在充电时，太阳能板的电压在12V左右，并没有完全发挥出来最大功率。MPPT控制器则可以克服这种问题，时时调整电池板的输入电压和电流，达到输入功率为最大值的目的。

相比传统的PWM 控制器，MPPT控制器能够发挥电池板的最大功率，所以能够提供更大的充电电流，一般来说MPPT比PWM控制器能提高15%～20%的能量利用率。

第四章 详细设计

四.1 前端采集系统设计

前端采集系统主要实现视频数据采集上传、监测数据的采集与上传，配合前端水利设备的智能分析功能，可以实现水位监测、闸门状态监测、河道漂浮物监测、水岸垃圾检测、盗采河砂等功能。随着公网技术的发展，公网数据价格的下调，公网传输视频等大带宽数据也成为现实，并且根据水利现场实际使用情况，前端建设大多采用太阳能或风光互补的供电设备，视频等数据使用4G公网传输，这样可以大大减轻整个系统建设投资。

四.1.1 布点策略

面向江、河、湖、泊、港、塘、库等场景下，进行监控覆盖预警。

在河道周边的村庄重点地段，设置监测预警一体站，能够及时周知各个站点的汛情，水位，流速，对警情及时通知播报，做到及时预警。智能水利平台统一管理各个站点实时水位、降雨量等，整体把控河道及周边状况，同时对于超过警戒线的水位发布报警，通过站点高音喇叭，大范围通知所有站点报警信息。

水库的重要功能在于供水、灌溉、发电、防洪、抗旱等。鉴于村庄水库地理位置一般临近水源或村落，日常对降雨量、漂浮堆积物、闸门状态、非工作人员靠近水库等违法行为监测必不可少，在水库安装警戒站，既可以实现为水库安全监测做好保障，又能实时监测闸门开启状态，为开闸放水、度汛灌溉做好护航工作。

 

四.1.1.1 河道、湖面监测

序号	安装区域或覆盖范围	实现功能	建议摄像机类型
1	河道/湖面全景	水库全景监测	180°/360°全景摄像机
2	断面交界处	水位、漂浮物、水岸垃圾	水利智能监测球机/超星光变焦水利枪机/激光球
3	河道水面、河岸水坡	水位、漂浮物、水岸垃圾	水利球机或变焦水利枪机/监测预警箱/警戒球机
4	排污口及非法排水多发区	水质监测、夜间高清监控	红外球、超星光摄像机
5	人工测读的水位尺	实现水位数据的读取	水利智能监测球机或变焦水利枪机
6	采砂区出入口等	实现人员、车辆进出记录	人脸抓拍/人脸识别摄像机、车牌抓拍摄像机
7	非法采砂区	实现盗采砂识别监控、夜间违法行为预防监控	水利球、超星光红外摄像机、激光球
8	下游防洪控制点、控制断面	实现水位监测及防洪预警	水利球、红外球、激光夜视仪
9	水文监测站管理室、河湖边监测站	实现室内监控	红外半球
10	码头、公路出入口等	实现出入口车辆监控，避免盗采人员破坏	车辆卡口相机、超星光红外球、激光球

四.1.1.2 水文监测站

 

 

四.1.1.3 水库管理区

序号	安装区域或覆盖范围	实现功能	建议摄像机类型
1	水库全景	水库全景监测	180°/360°全景摄像机
2	大坝的上游坝面及附近水域、坝顶、下游坝面	水位、漂浮物、水岸垃圾	水利智能监测球机/超星光变焦水利枪机/激光球
3	水库水域	水位、漂浮物	水利球机或变焦水利枪机/监测预警箱/警戒球机
4	溢洪道、泄洪孔、泄洪洞、启闭机房、启闭机房出入口	夜间高清监控	红外球、超星光摄像机
5	人工测读的水位尺	实现水位数据的读取	水利智能监测球机或变焦水利枪机
6	管理区出入口等	实现人员进出记录	人脸抓拍/人脸识别摄像机
7	管理区或大坝等重要区域周界	实现重点区域监控覆盖、盗窃行为追踪	超星光红外摄像机、激光球
8	下游防洪控制点、控制断面	实现水位监测及防洪预警	水利球、红外球、激光夜视仪
9	信息机房、控制室、会商室等管理房区域，水文/水质监测站内	实现室内监控	红外半球
10	库区其他重要部分（码头、上坝公路出入口等）	实现出入口车辆监控，避免盗采人员破坏	车辆卡口相机、超星光红外球、激光球

四.1.1.4 泵站

四.1.1.5 闸区

四.1.2 系统组成

水利前端类型多选，搭配灵活且多样，除可单独安装至监控杆使用外，还可选取积水深度枪或者水利球机，搭配预警箱使用，对接采集雨量、流速等信息，发挥不同功能优势，实现真正的使用价值。

四.1.2.1 监测预警一体站

 

监测预警一体站，如图所示，包含警灯、高音喇叭广播、各类传感器、影像水利监测球机、水利预警监测箱、防盗警戒枪机、微型气象站设备，可替代简易雨量预警站、自动雨量站、自动水位站、防汛预警广播站、视频图像监测站监测功能，同时增加LED显示、现场一键报警喊话、警灯闪烁报警、积水深自动监测报警，针对水利项目，一体化满足现场需求。

l 影像水利监测球机：智能全光谱水位监测仪，支持水位监测、漂浮物堆集监测、闸门状态监测等功能，支持对接微型气象站、水质传感器等多种传感信息采集，支持智能水利平台的对接管理；

l 预警监测箱：预警箱上部LED显示屏，支持显示时间、雨量信息、降雨时长信息、积水深度信息；下方包含一键报警/喊话箱，支持一键紧急报警，支持手持麦克报警喊话；

l 警灯：发布报警时警灯闪烁，夜晚报警效果更明显；

l 高音喇叭广播：平台一键喊话、站点手动发布报警信息，通过高音喇叭能远距离大范围语音驱逐违法人员、周知村民报警信息；

l 防盗警戒枪机：配置在预警站上方，起警戒监测作用，防止蓄意破坏、盗取设备；

l 微型气象站：通过对接微型气象站采集温度、湿度、降雨量、大气压强等气象信息，通过前端设备上传至平台。

四.1.2.2 简易水利站

 

监控杆搭配水利前端，是最基础的使用安装方式，可根据需要选取球机或枪机、市电或太阳能供电，方便快捷，易于维护，通过平台接收显示水利前端返回的数据，及时监测水利信息。

u 影像水利监测球机：天地伟业全光谱水利球机，支持水位监测、漂浮物堆集监测、闸门状态监测等功能，支持对接雷达流速仪、雨量等信息采集，支持智能水利平台的对接管理；

u 防盗警戒枪机：配置在预警站上方，起警戒监测作用，防止蓄意破坏、盗取设备；

四.1.3 核心产品

四.1.3.1 全光谱水利球

前端智能分析仪能够实现水库以及河流水面漂浮物智能监测，在不需要人为干预的情况下对监控场景进行自动分析，及时做出反应。系统自动检测场景中出现的漂浮物目标，进而采取预案措施对其进行报警。

水库以及电站坝前堆积漂浮物的监测；可实时或定时对坝前堆积物进行自动检测、拍照取证及上传。

 

漂浮物监测

四.1.3.1.1 水位监测

 

采用前端智能分析功能，获取视频图像后，首先确定水尺位置，并在水尺区域将水尺进行数字分割，然后再通过视频检测水位线的位置，结合数字分割结果与水位线检测结果相结合，得出水尺读数，这种方案不易受到环境、相机角度等因素干扰，并将水位数据上传，后端平台进行自动监测与记录。同时水位监测精度±20mm，监测周期可设，可以远程进行随时查看，确保可视化合理性的检验。

该算法在进行大量的训练与使用优秀的算法，可以做到精确的检测出水位情况，该算法流程图如下：

首先进行图像预处理，将图像中的噪点去除，采用高斯滤波对图像进行处理，可以抑制噪声与平滑图像。

利用训练模型来检测视频中的水尺位置，此处使用LBP特征级联分类器算法，以邻域中心像素为阈值，相邻8个像素的灰度值与中心的像素进行比较，这样就可以反应该区域的纹理信息。

在确定水尺区域以后，需要对水尺进行数字分割，基于方向特征及神经网络的图像识别方案对数字进行识别。进一步进行水尺数字的分割，首先根据数字与水尺的比例来确定数字所在的水尺区域，再用纹理特征算法对水尺所在区域进行二进制化处理，在对水平与垂直方向投影，得到水平与垂直方向的像素数据，根据像素数据计算出各个字的边界，从而读出水尺的数据。

确定完水尺区域以后，在确定水位线位置，利用水面与岸边或者坝边的区域纹理差距，进行水位检测，将整个图像的数据进行梯度图像处理，将梯度值给二进制化处理，然后对二进制化数据进行投影计算，从而得出水位线数据。

最后利用数字分割技术得出的水尺数据与水位线数据想结合，确定当前水位数据。

 

四.1.3.1.2 漂浮物堆积智能监测

对于漂浮物目标的监测，如下图所示，水利前端对监控区域进行实时监测，当发现有漂浮物时，算法判断为发现目标，此时调取事先设置好的预案进行报警，同时对目标进行抓拍取证并将数据信息进行上传，便于管理人员进行判断。

 

为了实现水库以及河流水面漂浮物智能监测，即在不需要人为干预的情况下对监控场景进行自动分析，及时做出反应，首先要对监控画面进行技术处理，提高图像质量。其次水库电站前堆积物的形成过程是一个由无到有的过程，因此可以采用背景建模方法检测堆积物。该方法通过构建静态背景模型，当有新的堆积目标进入到预设的检测区域内时，算法就可以把新目标从背景图中区分出来，将目标的轮廓形态检测出来。背景建模示意图如下图所示：

 

背景建模示意图

该算法利用高斯平滑滤波器对图像进行高斯平滑滤波，去除噪声干扰，通过PBAS背景建模方法，构建当前场景的背景模型，该方法能够有效的把小水纹、反射光线、树影等判别为静态背景，进而有效的把运动的堆积物判别为前景二值图像，对二值图像进行连通区域检测得到前景目标位置。用背景建模方法检测的优点是速度快，检测出的目标不受目标纹理属性的影响，可以检测任意形态的目标，缺点是对极其缓慢出现的目标检测率会降低。

对于缓慢出现的目标堆积物，则通过更加复杂的图像处理算法，可以每隔一段时间定时的进行目标堆积物的检测和识别。通过使用特别设计和优化的GrabCut图像分割算法，把目标堆积物从水面图像中分割出来，GrabCut图像分割算法鲁棒性强，分割出的图像前景目标完整性和一致性好。

由于堆积物图像形态变化较大，分类识别困难较大，则利用大数据信息，训练机械学习（deep learning）网络中的卷积神经网络CNN（Convolutional Neural Networks）判别疑似堆积物。卷积神经网络是人工神经网络的一种，已成为当前语音分析和图像识别领域的研究热点。搜集选取上万计的水面图像和可能堆积物图像，进行标注后训练CNN，通过先进的统计学习方法，集特征统计和权值调整于一体，利用大量的样本信息自动训练特征和调节阈值，这样克服了人为设定阈值的缺点，使疑似堆积物的判别更加鲁棒，进一步降低误报率。最后根据用户设置的规则，计算机通过算法处理后自动判断监控场景内是否存在漂浮物，并输出相关报警信息提示工作人员。

算法流程见下图所示：

四.1.3.1.3 盗采船只智能检测

 

水利前端对于船只的监测流程见上图，水利前端对水面实时监测，当发现有船只通过禁行区域时，会触发水利前端的报警，分析仪对画面进行实时抓拍，并将报警信息和抓拍图片上传至管理平台，为管理人员提供有力证据。

 

船只监测示意图

上图为船只监测示意图，第一步首先需要用户设定或使用系统默认的监控区域，该步骤同时使用到PBAS(Pixel-Based Adaptive Segmenter)背景建模核心算法和光流跟踪算法，通过检测及跟踪的结合，准确检测出船体进入监控区域。这个步骤的原理就是先通过类似记忆的方式记住背景图像，这样当有运动目标进入原来的背景中时，算法就可以把目标从背景图中区分出来，将目标的轮廓形态检测出来，然后通过目标的运动轨迹和跟踪，从而可以得到有目标闯入的结论。船只检测示意图如上图所示。

该算法利用高斯平滑滤波器对图像进行高斯平滑滤波，去除噪声干扰，通过PBAS背景建模方法，构建当前场景的背景模型，该方法能够有效的把小水纹、反射光线、树影等判别为静态背景，进而有效的把盗采及偷运船只判别为前景二值图像，对二值图像进行连通区域检测得到前景目标位置，其次，可以利用跟踪方法获取盗采船只的运动轨迹和运动速度，根据这些特征可以有效去除水面水纹的干扰，有效降低误检率。

第二步利用模式识别方法，对船只进行再次确认。根据方向梯度直方图(HOG,Histogram of Gradient)特征和线性SVM分类器结合训练船体、人体模型。HOG特征是一种在计算机视觉和图像处理中用来进行物体检测的特征描述子，在业界被广泛的应用在行人检测等算法中。该特征通过计算和统计图像局部区域的梯度直方图来构造特征。与其他的特征描述方法相比，HOG有很多优点，由于其是在图像局部方格单元上操作，并对局部单元上的特征进行了归一化处理，所以对图像几何和光学的形变都能保持很好的不变形，这两种形变只会出现在更大的空间区域上。

该方法结合了图像序列间的时间特性，把盗采及偷运船只检测由无到有的状态用模型的方法构建并检测出来，该模型可以去除小水纹，反射光线的干扰，达到快速检测运动目标的目的。该方法结合了跟踪技术，对运动目标的轨迹进行判别分析，有效去除水浪波动的影响；最后该方法利用了船体的纹理特征，利用机器学习的方法，对船体进行二次判别，进一步去除误检，提高系统方案的鲁棒性。

算法流程见下图所示：

四.1.3.1.4 闸门启闭监测

通过水利前端可以实时监测闸门启闭状态，还可以采集闸门溢流曲线数据（需对接传感器），溢流量自动计算，检测数据会上传数据中心，平台对数据进行数据汇总与分析。

 

四.1.3.1.5 内置4G模块

400万水利前端设备，内置4G模块，一体化集成，无需单独配置4G路由器，支持移动、联通、电信等全网4G网络传输。

四.1.3.1.6 绿色环保低功耗

新款400万水利球机,具有一键休眠待机模式,休眠状态下,功耗仅需5.6W,不但减少电池配置数量,同是可减少太阳能电池板的配置,降低了投资成本。

 

四.1.3.1.7 基础功能

四.1.3.1.7.1 视频智能处理

前端设备采用先进的图像处理技术，图像清晰度达到1080P，并且支持三码流输出。设备具备ROI智能编码技术，只对关键区域特殊关注并高清显示，以节约周边区域显示码流，有效节省带宽及存储空间。全部场景高清画质会占用更多存储资源，关键区域高清显示节省存储空间。

 

可在远程通过网络对视频清晰度进行设置，可设置为720P，D1等格式，满足不同的画质和带宽浏览需求，实时画面传输达到25帧。

四.1.3.1.7.2 透雾功能

由于水利前端安装在室外，会经历各种环境。在夜间，设备具备星光级的夜间效果，满足彩色画面的监控需求。设备具备雨刷，在刮风下雨情况下，可远程自动清洁面板，保证画面的清晰。针对大雾等天气，水利前端采用光学透雾技术对大雾天气的视频画面进行技术处理。

自然光由波长不同的光波组合而成，人眼可见范围大致为390nm-780nm，波长从长到短分别对应了红橙蓝绿青橙紫七种颜色，其中波长小于390nm的叫做紫外线，波长大于780nm的叫做红外线。不同波段的光因为波长的不同具有不同的特性，雾气、烟尘影响可见光成像的原因，而红外线因为拥有较长的波长，在传播时受气溶胶的影响较小，可穿透一定浓度的雾霭烟尘，实现准确聚焦，这就是光学透雾的依据。

(一)镜头

从原理可知光学透雾的重点在于对特定近红外波段光线的截取与准确聚焦，而这部分工作大都由镜头完成。可以说镜头的好坏决定了光学透雾的效果，镜头设计的难度首先在于光学设计，其中包括对光路的把握以及滤波片的选择等，其次选材与工艺技术也决定了成品的效果。而透雾镜头最大的不同在于能承载红外波段的宽度，即成焦面的宽容度。水利前端采用高端光学镜头，能够承载更大的红外波段的宽度，透雾效果明显。

(二)滤波片

水利前端配置的透雾镜头内置有针对性很强的滤波片，作用是精确截取所需波段的光线。正常来说，配合透雾镜头的摄像机在基础成像性能上只要具备日夜转换功能即可。除了实现日夜转换，还通过增设一块可选择性过滤光线的滤波片，实现了强光抑制；当然为了更精确截取适合成像的近红外波段，也特别增加了透雾滤波片，以实现较为经济的光学透雾。此机械装置可由摄像机自动控制，也可人工切换。而集光学透雾和电动透雾两种透雾功能为一身的四滤色片光电联合智能透雾摄像机，能够实现两倍于能见度以上的透雾。

 

 

四.1.3.1.7.3 超宽动态功能

机械宽动态效果，在众多宽动态场景下保持景物色彩还原性。

 

四.1.3.1.7.4 强光抑制功能

针对一些灯光直射强光场所，拥有强光优化能力，可以有效压制强光光照，并提升暗部细节。

 

 

四.1.3.1.7.5 低照智能分析

由于超星光技术的加持，可以在夜晚看到更清的场景，因此超低照度下智能分析准确率比普通摄像机提升70%。

 

四.1.3.1.7.6 全光谱智能补光

近处：白光补光

近处的景物通过白光补光，呈现全彩图像，完整保留了颜色信息，并且不会出现近距离红外补光时的红外过曝问题，补光均匀，画质通透。

 

远处：红外补光

观看远处的景物时，警戒球将开启红外灯进行补光，配合30倍的光学变倍和16倍的数字变倍，可清晰看清数百米外的景物细节。

 

 

四.1.3.1.7.7 安全防范功能

前端设备大都安装在水库、电站等较为偏僻的地方，设备本身价值高，也因此带来安全隐患，主要体现在前端设备可能会被不法分子暴力破坏或窃取，综合分析主要原因是因为前端设备不能主动预防，人力不可能24小时全程保护，当前端前端设备被盗取后，对相关人员实时监控分析以及考评系统等都有很大影响，如何解决前端设备安全问题，是本次系统设计的重点。

针对前端设备安全问题，本项目选用带有警戒功能的前端设备，当有人/车闯入前端设备设置的虚拟周界时，内置的PEA入侵检测算子，可以过滤掉多种自然现场干扰，精确识别入侵目标后触发声光预警系统，内置的白光灯开始闪烁，并同步进行语音提示，对闯入的人/车进行震慑，语音可以根基用户自定义也可以使用系统自带语音，产生极大的威慑力，使设备可以安全使用，必要时可以开启激光进行联通跟踪，并进行报警推送，主动解决设备安全问题。

 

四.1.3.1.7.8 远程语音对讲

智能前端设备内置扬声器并支持外接拾音器，可对现场声音进行收集，同时具备语音对讲功能。前端设备内置有报警语音，可在检测到有闯入时进行预警，同时播报的语音内容可由用户进行自定义录制，具备较好的灵活性。鉴于前期安装的设备发生过被盗现象，在本次项目中选择用了具备远程对讲功能的前端设备，同时设备警戒区域，在由人闯入时进行报警，管理人员可根据实际情况进行语音对讲，对不法分子起到震慑作用。

 

四.1.3.2 超星光变焦水利枪

四.1.3.2.1 水位监测

支持水位监测，针对城市内涝，通过积水深度监测，可有效监控重点区域积水深度。在台风暴雨等恶劣天气下，及时发现警情，及时指挥抢修排涝，保证城市道路交通安全。支持对接指定的LED屏、翻斗雨量计、雷达流速仪、气象站等传感器，通过信息显示雨量信息、降雨时长信息、积水深度信息。

四.1.3.2.2 虚拟水尺识别

枪机除支持全系列水尺识别外，可以支持虚拟水尺监测，即设置参照点位，直接通过采集的视频进行算法分析，识别出当前水位信息。

 

四.1.3.2.3 内置4G模块

400万水利前端设备，内置4G模块，一体化集成，无需单独配置4G路由器，支持移动、联通、电信等全网4G网络传输。

四.1.4 一体站实拍图

 

 

四.2 视频流量监测系统（请结合项目选择）

四.2.1 设计思路

本着水流量监测的高清化、智能化、实用化等原则，前端设备采用视频生态流量一体化监测仪，利用当前业界领先的AI智能分析算法，依托高性能AI芯片对实时图像进行分析计算，得出水流量数据，系统能做到在灌区灌溉水流量异常时主动预警与自动弹出报警信号给监管人员，监管人员迅速查看报警点视频，配合远程语音通知，同时前端与后端配合智能分析功能，实现灌区流量智能监测和管理。

 

系统拓扑图

四.2.2 常见测量技术

四.2.2.1 巴歇尔明渠流量计

适用范围：巴歇尔明渠流量计，适用于通过渠道排放下泄生态流量，且方便在渠道内安装巴歇尔槽的场合。测量原理：明渠流量计通过巴歇尔槽的特殊构造，将被测介质引入巴歇尔槽，对流体进行整流处理，使得流体的液位高度与流量成对应关系。通过安装在巴歇尔槽正上方的超声波探头检测流体在流经巴歇尔槽时的水位高度，数据处理系统自动调用储存在表头中的液位高度对应式，即可得出介质流量。 

四.2.2.2 （雷达流速仪+雷达水位计）计算生态流量（非接触式）

适用范围：雷达流速仪+雷达水位计，适用于测量河道生态流量。测量原理：在对河流水面进行测速时，雷达向水面发射微波，遇到水面波浪、水泡、漂浮物（被测移动目标物）后，微波将被吸收、反射，反射波的一部分被探头接收，转换成电信号，由测量电路处理并测出多普勒频移，再根据上述原理即可计算出水体的流速。通过采集实时水位信息，结合截面积模型对流速进行修正，再根据截面积-流速积分法计算出河道断面的流量。 

四.2.2.3 （多普勒流速仪+压力式水位计）计算生态流量（接触式）适用范围：多普勒流速仪+压力式水位计，适用于渠道、河道的生态流量监测。本产品是在渠道或河道测量水流量的流量计，既不需要跟电磁流量计一样截开管道安装管段式传感器，也不需要使用截流装置，更不要安装固定的堰槽来控制水流从固定出口流淌。测量原理：采用于多普勒定律，计算声波的频移，可以测量水底到水面的平均流速，在结合水位断面计水流量。 

四.2.2.4 管道式电磁流量计

适用范围：电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的流量计。电磁流量计的优点是压损极小，可测流量范围大。最大流量与最小流量的比值一般为20：1以上，适用的工业管径范围宽，最大可达3m，输出信号和被测流量成线性，精确度较高，可测量电导率≥5μs/cm的酸、碱、盐溶液、水、污水、腐蚀性液体以及泥浆、矿浆、纸浆等的流体流量。但它不能测量气体、蒸汽以及纯净水的流量。

测量原理：当导体在磁场中作切割磁力线运动时，在导体中会产生感应电势，感应电势的大小与导体在磁场中的有效长度及导体在磁场中作垂直于磁场方向运动的速度成正比。同理，导电流体在磁场中作垂直方向流动而切割磁感应力线时，也会在管道两边的电极上产生感应电势。

 

四.2.2.5 AI视频测流技术

针对不同河流湖泊的监测需求，通过部署河道水情监测仪、明渠流量监测仪，对接平台，可实现湖泊流域的流速监测。

（1）设备通过400万高清采集模块采集河流表面视频，得到清晰视频图像

 

（2）通过区域检测功能，提取视频监测区域图像

 

（3）通过深度学习和算法，提取整体图像特征点，进行水纹特征匹配跟踪

 

（4）结合矢量及匹配特征点数据，进行水纹特征水平矢量计算

 

（5）系统自动结合河流断面数据以及水位相关数据，推算得出断面流量数据，与水文数据比较，数据精度偏差最大±10%以内。

四.2.3 AI视频测流新应用

本着水流量监测的高清化、智能化、实用化等原则，前端设备采用视频生态流量一体化监测仪，利用当前业界领先的AI智能分析算法，依托高性能AI芯片对实时图像进行分析计算，得出水流量数据，系统能做到在断面水流量异常时主动预警与自动弹出报警信号给监管人员，监管人员迅速查看报警点视频，配合远程语音通知，同时前端与后端配合智能分析功能，实现断面流量智能监测和管理。

视频测流等同于浮标法测流，但面积更大、取点更多，准确率高。

投入的人力和技术装备少，分析计算方法简便，适用于野外河流监测，可应用于宽度较窄的小河、明渠等水表面流速、流量监测，也可用于汛期的河流断面流速、流量测验。

四.2.3.1 移动水文监测仪

 

四.2.3.1.1 功能亮点

移动水文监测仪包含一台水位监测仪、一台流速监测仪，基于视觉智能分析技术，集高清图像采集、激光测距、云台于一体，从停车到正式施测时间不超过20分钟，可快速建立应急水文监测点，实现汛情实时监测预警。部署在岸边垂直流向，不设水尺，完全非接触测量，通过AI视频分析获取水位和流速数据，实时自动对接水文数据库，在快速部署和降低安全风险的基础上提供稳定可靠的数据源。

性能：

1.流速数据采集：流速监测范围0.5m/s-15m/s，测量误差±10%

2.水位数据采集：无水尺水位监测，测量误差±5cm

3.支持断面激光测距：距离≤200m，测量误差±3.5mm

4.电池容量：锂电池、10AH/12V，正常使用时间≥10h，支持电量显示和低电量报警功能，支持外接电源; 

技术指标： 

l 400万像素高清视频图像，44倍光学变焦；

l 流速监测范围0.5m/s-15m/s，测量误差≤±10%

l 支持TF卡，标配128G，最大支持512G；

l 支持H.265、H.264、M-JPEG编码；

l 支持WIFI、4G和外接卫星通信设备（需单独配置）

l 支持阈值设置，实现流速/流量阈值告警

l 标配拉杆箱；

适用范围：水文巡检、大洪水应急监测、山洪灾害、基层防汛、河道水库防汛、河湖巡测等场景下均适用。

使用条件：适合野外安装部署，可适应复杂多变的应用环境，满足洪涝监测的使用需要。

四.2.3.1.2 安装使用

设备安装简单，配置方便，从开始安装到配置完毕总用时不超过20分钟，

可快速建立应急防汛监测点，实现汛情实时监测预警。

 

 

 

四.3 水质在线检测系统（请结合项目选择）

该系统采用了国际领先的多源光谱融合分析技术，将紫外／可见（UV/Vis）吸收光谱、荧光发射光谱（FL）和拉曼（Raman）光谱对水质的分析结果进行有机融合，可实现对总氮、总磷、高锰酸盐指数/化学需氧量等多种水体有机物综合指标的准确测量，突破了以往光学法水质分析仪表分析精度低、抗干扰能力差的技术瓶颈，显著提升了水质在线分析性能。该技术能承担水质实时在线监测预警工作，最高监测频率可达到每5分钟测量完毕并数据上传一次，24小时无间断，无需人员看管，在应对水体突发性污染事件中，能够做到及时预警并实时动态捕捉污染变化情况。而在多源光谱融合分析技术的基础上衍生出来的多源光谱联合溯源技术，利用在水质测量时生成的光学图谱进行特征污染物识别和匹配，能够对疑似污染源进行相似度排查，大大提高水环境管理效率。利用多种光谱法进行联合溯源，可克服单种光谱法溯源过程中无法避免的信息缺失，获得更高的准确度。

该系统由光学测量和数据处理系统、辅助安装系统、供电系统、通讯传输系统、安全防护系统等多个子系统构成。其中光学测量和数据处理系统包括水质监测模块、预警模块、溯源模块和边缘计算模块；辅助安装系统均采用户外无站房模式，具体安装方式根据实际情况可有多种选择；为偏远电力不足地区考虑，供电系统特别增加了太阳能供电选项，有效降低了监测站对监测环境的要求；通讯传输系统可兼容包括GPRS、CDMA、BDS、IoT在内的多种通讯协议，充分满足客户要求；安全防护系统包括护栏护杆、防雷电装置、防盗装置、视频监控等，可按照客户要求和监测站周边环境进行适配选择。

四.3.1 多源光谱融合分析技术介绍

目前常用的水质在线监测技术分为两种技术路线：光学法和化学法。本项目采用的多源光谱融合分析技术（光学法），是国家高技术研究与发展计划（国家863计划），科技部重点项目的研究成果，为《水利部先进实用技术重点推广指导目录》、《全国河湖长制适用技术指南》、《全国河长制湖长制适用技术细则》重点推荐的水质在线监测技术之一。

以下就两种水质在线监测技术在实际应用中的各项情况列表进行对比。

（一）在线监测性能对比

水质在线分析技术	传统化学法	光学（多源光谱融合）分析法
参数数量	单机只能测量单一的有机物综合指标COD。由于不同测量参数的化学反应过程不相同，因此单机设备不能测量多个有机物综合指标。	单机可同时测量COD、BOD、TP、TOC、TN、CODmn、pH、DO、TDS、TC、NH3-N、叶绿素a、蓝绿藻等多项指标。
测量时间	标准测量时间为120分钟，快速消解（3-100分钟）将导致化学反应不完全，误差加大。	最小测量时间为5分钟。
测量精度	符合或优于《地表水自动监测技术规范》（HJ 915-2017）	符合或优于《地表水自动监测技术规范》（HJ 915-2017）
二次污染	测量过程中需使用重铬酸钾、硫酸银、浓硫酸、硫酸汞等有毒试剂，测量后废弃水样泄漏将导致二次环境污染。	无需任何试剂，无二次污染。
运行成本	日常运行需使用各种昂贵的分析试剂，因此分析费用较高，每年总计可达设备总价值的20%以上。	除少量电费与通讯费（如数据远传）外，无日常运行费用。
维护要求	分析过程中要使用大量各种加热、搅拌、称量、配比、分光设备，维护复杂，技术要求高。同时由于设备结构复杂，因此故障率较高。	分析过程中除接触样品的探测器外，所有其他设备均为免维护设备。探测器具备自清洗功能，无需人工维护。
设备投资	仪表结构复杂，精密部件很多。且正常使用需高标准的设备机房。设备建设投资大。	仪表结构简单，体积小，可在户外或水下直接安装，设备建设总投资低。

 

（二）预警溯源能力比较

水质在线分析技术	传统化学法	光学（多源光谱融合）分析法
实时响应性	通常为小时数量级，响应速度慢	通常为分钟数量级，响应速度快。
可溯源性	因化学反应试剂和流程的固定性，及单次测量时间为小时级别，所以无法即时识别水中污染物的种类及排查污染物质来源。，	5分钟测量完毕、24小时无间断，无需人员看管，在应对水体突发性污染事件中，能够做到及时预警并实时动态捕捉污染变化情况。且在水质测量时生成的光学图谱可以进行特征污染物识别和匹配，能够对疑似污染源进行相似度排查。
可识别 性	因化学反应试剂和流程的固定性，无法自动识别引起测定误差的各种干扰因素，因此难以设计出识别机制，对突发事件导致的测量误差做出有效的预警。	水体分析样品的各种模式对样品成分或浓度的变化极为敏感，因此可方便地通过样品的模式分析自动识别水质异常，进而做出有效的突发事件预警。
可适应性	由于化学反应试剂和流程的固定性，无法通过现场常规维护手段改变仪表原设计的水质和浓度有效适用范围。	仪表带有的现场标定/校正功能具备积累叠加效应，可通过多次水质异常测量校正逐步缩小测量误差，越来越适应复杂水质变化。或即具备“对突发事件的学习能力”。
可扩展性	仪表的核心能力是其化学反应试剂和流程设计，数据计算算法相对简单，不占主导地位。因此当仪表硬件条件一旦固定，无法通过现场或远程技术手段改变仪表原设计的核心测定流程。	仪表可在采集数据的基础上通过复杂计算获得测量结果，因此在仪表硬件条件已固定的条件下，仍可通过现场/远程技术手段，不断升级关于计算方法方面的最新研究成果，使仪表处理突发事件的能力越来越好。

 

由上可见传统化学法存在检测周期较长、废液处理不当容易对环境造成二次污染、成本较高，不仅包括大量化学分析试剂的购买成本，废液处理成本，还包括站房建设、运行和维护等成本等问题。而多源光谱融合水质分析法不仅无上述问题还能用于预警溯源，是河湖长制水环境管理的理想技术。

四.3.2 系统优点

Ø 测量精度高

本系统采取多源光谱融合分析法和电极法进行水质参数测量，因多源光谱融合分析技术的测量结果是综合了紫外光谱和荧光光谱分析结果，分析精度远远大于传统紫外光学在线分析技术，本系统精度可媲美人工实验室分析。

Ø 预警溯源功能

本系统作为国内外唯一一款具有污染源预警溯源功能的水质在线监测系统，当本系统监测到水质指标存在超标情况时，可进行报警并启动溯源功能，通过光谱匹配和特征识别能够对水中超标污染物进行溯源追踪。

Ø 集成度高

本系统属于高度集成，监测站体积仅为传统站房式化学在线监测站平均体积的二十分之一。

Ø 抗干扰能力强

本系统配有浊度补偿算法、高盐度模式以及低浓度模式，对于传统化学法或光学法水质在线分析无法克服的不利监测情况提供了解决方法。

Ø 建设费用低

本系统采用景观化安装方式和无人值守模式，不存在征地和建设站房以及人员值守的费用。

Ø 运行费用低

本系统运行过程中无需化学试剂，没有化学试剂购买以及废液回收处理的费用。且仪表具有自清洗功能，与传统化学法水质在线监测站相比，运维频次大大降低，减少了运维费用。

Ø 实时监测

本系统测量速度极快，单次测量时间小于5分钟，可设定每5分钟监测一次，可实时反映水质动态变化情况并上传至管理平台。

 

采用光谱融合的多源光谱融合分析法具有以下优点：

Ø 测量精度高

Ø 数据实时获取

Ø 系统集成度高、稳定性好、扩展性强

Ø 抗干扰能力强、预警性强

Ø 建设费用低、可景观式安装

Ø 运行费用低、无二次污染

Ø 维护容易、安全性高

四.3.3 站点形式选择

针对河湖长制各类水体不同的应用场景，有不同安装形式方案可选。

（一）河道式站点

1. 立杆式安装

立杆式承载平台是水环境监测预警溯源设备的一种承载平台形式。立杆式承载平台分为遮阳盖、箱体、基座三部分。立杆式承载平台总高2010mm，遮阳盖尺寸为：长580mm×宽580mm×高50mm，箱体尺寸为：长530mm×宽530mm×高752mm，基座高1108mm。

 

图2-1立杆式承载平台尺寸图

 

图2-2立杆式安装效果图

立杆式承载平台占地面积不大于1.5m2，无需建设监测站房，大幅削减水质监测站建设成本。立杆式承载平台将测量单元、供电单元等其它单元都置于箱体内部，有利于适应复杂地理环境，防止洪涝灾害影响。供排水管直接内嵌于立杆内部，保持整洁美观。

2. 景观立杆式安装

景观式承载平台秉承“融站入景”的原则，是专为市区内或旅游景点等对景观要求较高的水系所设计。景观式承载平台以白色为主色调，绿色为辅助色，仪表箱为圆形，外形简约，给人一种现代和谐的感觉。景观式承载平台整体材质为不锈钢，防潮防锈。

景观式承载平台机箱直径为0.72m，高2.15m，机箱被置于人舒适取放物品的高度之上，有一定的防盗作用，且可自如应对水位上涨。

 

 

3. 极寒保温微站式安装

极寒保温微站式承载平台是为了保障在极低能耗下监测站也能够在极寒环境中正常运行而专门设计的。微站式承载平台尺寸为：长1200mm×宽1030mm×高2000mm。微站内部采取了一系列保温措施，在不必额外加装空调的情况下，保障了在我国北方冬天零下-20℃的环境中监测站依然能够以极低功耗稳定运行。

 

图2-3极寒保温微站式承载平台尺寸图

 

图2-4极寒保温微站式安装效果图

4. 供排水装置

（a）供水装置

为了避免对航道的影响，河道型水环境监测预警溯源自动站使用采水装置将河道水样直接提升至位于高处的监测站箱体内，所以需要用到供水装置。供水装置根据各监测自动站点的实际需求选择合适功率、扬程的取水泵。在大多数情况下，选用电压为12V、流量为6LPM的潜水泵作为取水泵，已能满足监测需求。取水泵材质一般选用不锈钢，管道入口配有相应的粗过滤防护装置，防止水中石块、树枝等较大杂物损坏水泵。

供水装置采用双泵采水，一采一备，满足实时不间断监测的要求。当一路出现故障时，能够自动切换到另一路进行工作，保证监测系统的正常运行。同时系统会通过故障自检系统上报故障原因，维护人员即可前往现场维修或更换。

 

 

 

 

 

 

 

 

图2-5供水装置

 

 

 

（b）取水管路

采水管采用硬质胶管、UPVC管等材质稳定的材料，避免对水样产生污染。采水管道采用排空设计，管道内不存水，防止藻类孳生。为防止供水管道意外堵塞，以及方便维护时清洗沉积泥沙，采水管路设计为可拆洗式。

采水管路外部配有聚乙稀保温套管进行隔热保温处理，并在外部套用PVC管材，减少环境因素，如强烈阳光直射，对水样监测结果造成干扰，保证对监测指标(除水温外)的监测结果影响小于5%，对水温的影响必须小于20%，以及在冬季时，保证采样管道不被冻裂。

取水方式采用支架加浮球的组合方式，以便取水口能随水位上下变化，保证取水管的进水端一直位于水表面以下0.5m～1m处，且与河底保持一定距离，进水端不沉底，确保所采集到的水样具有代表性，符合监测需求。

 

图2-7 取水装置图

(c) 排水装置

当河道型水环境监测预警溯源自动站每次测量完毕后，仪表主机会发送控制命令至排水装置，驱动器会自动打开球阀将已测量过的水样排空。为不干扰取水水样的准确性和代表性，排水点应设在采水点下游至少5m以外。

 

5. 前置处理装置

因河道水环境中常含有树叶、杂草、垃圾等杂物，不仅可能会堵塞供排水管道，还会干扰水质监测结果，故对河道型水环境监测预警溯源自动站会依据实际情况加装前置处理装置。对一些有特殊进样要求的应用场合，不加装前置处理装置。

前置处理装置避免水中杂物进入管道，也能过滤掉一些大直径颗粒物，在保持水样代表性的基础上，即前置处理装置不会对实际水样监测结果产生影响，保证水环境监测预警溯源自动站能够长时间稳定可靠运行。

前置处理装置能在系统停电并恢复供电后，自动恢复运行。

6.安全防护单元

（1）防冻措施

  箱体保温

  监测箱体内部设置有隔热层，夏季可有效防止阳光直射造成监测设备温度过高，冬季配合辅助加热装置确保监测设备结冰。

  温控装置

  监测箱体嵌入温度传感器，当室外温度达到0度以下时，温控开关自动切换至辅助加热系统，并同时进行水箱排水，仪表停机，保证监测设备安全性。

  加热装置

  箱体测量设备周围采用低压电伴热带缠绕，在温度低于0摄氏度时，电板热带通电工作，将温度稳定在10摄氏度左右。当室外温度大于10度时，辅助加热装置停止加热，同时启动仪表进行测量工作。

  管道保温

  取水管道采用50mm厚保温棉进行防护，并将管道埋设于地下30厘米处。防止冬季管道存水被冻裂或堵塞。

（2）防雷措施

提供三级避雷装置及通讯防雷，包括等电位连接系统、共用接地系统、屏蔽系统、合理布线系统、浪涌保护器等。

第一级 在监测点立杆顶部安装0.5米长的避雷针并做好接措施。

第二级 电源接入整个系统的控制柜之前，安装避雷器。

第三级 在每台仪器中均安装防浪涌装置。

（3）防风措施

1、立杆底部采用长1米、宽1米、深0.8米的混凝土浇筑底座，底座内预埋直径16cm的钢筋，用于固定立杆。

2、根据安装现场环境确定（地区最大风力），是否加装拉线，保证立杆稳定性。

3、尽量避免在立杆上安装大面积设施，减小风阻。

4、保证设备及立杆在7级风以内正常工作，8级风设备不被破坏。

（4）其他防护措施

在监测点周围安装1.5米锌钢栅栏，仪表安装gps定位系统，入侵探测报警系统，保障在线监测站的财物安全。

（二）湖库型（大面积水域）站点

1. 浮动平台式承载平台

浮动平台用于承载湖库型水环境监测预警溯源自动站对于湖库中央水下水质进行原位监测。浮动平台尺寸直径为2.5m，整体最大浮力约为15000N（=1530kg），浮筒及框架重约为510kg，仪表自重20kg，浮台（含设备）整体种约为530kg。仪器安装于平台中央, 现场安装和售后维护时，浮动平台允许至少三人同时上浮动平台进行操作。仪表沉入水下500~1200mm。设备浮动平台上方安装有太阳能电板。平台上安装有高出护栏500mm的防雷杆、防止设备被盗的警示标牌、防止碰撞的航标灯和旧轮胎等辅助设施。

 

图2-8浮标式安装效果图

 

图2-9 浮标安装示意图

 

2. 锚固装置

浮动平台采用水下抛锚方式，锚体采用的定制的双杆鳐锚，锚体重200kg，锚链链径φ10mm，锚链拉断实验负荷107KN。浮动平台与锚体之间通过锚链和钢丝绳连接，采用万向转扣防止缆绳发生旋转缠绕。一般在湖库底部平坦区域进行抛锚，锚爪深嵌入湖库底泥中。待锚体固定好以后，顺着锚体抓地方向放置锚链，连接钢丝缆绳留有足够的余量应对水位落差造成的浮动平台位置变动，保证锚链始终平躺于湖库底部，在浮动平台在浮动过程中锚体始终受到水平拉力，避免锚体被拉起。

 

 

 

 

 

 

 

图  锚定装置

供电单元

（a）市电供电

水环境监测预警溯源自动站可采用220V交流电直接供电，电路控制系统包括内嵌式计算机、可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller, PLC）、各种电源转换模块、继电器等器件，定时向自动站输出系统正常运行所需的稳定电压。

（b）太阳能供电

水环境监测预警溯源自动站还可以采取太阳能供电模式。太阳能供电模块主要由太阳能电池板方阵、充放电控制器、逆变器蓄电池组等构成，要求能够在30个连续阴雨天内持续向自动站供电，保障整个自动站稳定正常运行。

 

图2-5 供电系统结构图

1. 太阳能电池板

太阳能电池板的作用是将太阳辐射能量直接转换为直流电，供负载使用或贮存于蓄电池内备用。太阳能电池板的光电转换率和使用寿命是决定太阳能电池板使用价值的重要因素。为保证充足电量，可将太阳能电池板组成各种面积不同的太阳能电池方阵，亦称太阳能电池阵列。太阳能电池板的输出功率与其受光照面积密切相关，面积越大，在相同光照条件下的输出功率也越大。

2. 充放电控制器

充放电控制器在整个供电系统中起着系统管理和组织核心的作用。充放电控制器能够为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，快速、平稳、高效的为蓄电池充电，并在充电过程中减少损耗、尽量延长电池的使用寿命；同时保护蓄电池，避免过充电和过放电现象的发生。

3. 蓄电池组

蓄电池组是独立太阳能供电模块不可缺少的重要部件。蓄电池组将太阳能电池方阵发出的直流电储存起来，供负载使用。蓄电池一般选用铅酸电池，性价比高、无需维护。

4. 配置

水环境监测预警溯源自动站按照安装地区、供电要求等条件配备太阳能电池板和蓄电池组。

因湖库型水环境监测预警溯源自动站一般位于湖库中央，更多采用太阳能供电。一般在浮动平台上配有2块并联的长2000mm，宽1200mm，电压为24V，功率为250Wp的太阳能电池板，并根据光照角度调整太阳能电池板安装倾角，保证任意方向至少有一块太阳能电池板能够正常采光。浮动平台上一般还配有4块（电压为12V，容量为250Ah）的蓄电池。

对于采用太阳能供电模式的河道型水环境监测预警溯源自动站，一般采用2块并联的规格为长1200mm、宽500mm，电压为24V，功率为100Wp的太阳能电池板，和由4块单块额定电压为12V、容量为250Ah的蓄电池组成的蓄电池组。

数据传输单元

 

图4-1 数据传输示意图

数据传输单元可基于GPRS/CDMA/BDS/IoT 通讯协议进行远程无线数据传输和接收。数据采集与传输通过远程终端通讯单元（RTU）或数采仪实现。RTU符合《水资源监测数据传输规约》（SZY206-2012/2016）的规定，并具有水利部水文仪器及岩土工程仪器质量监督检验测试中心的规约符合性监测报告。数采仪符合《污染物在线监控（监测）系统数据传输标准》（HJ212-2017）的规定，并具有《中国环境保护产品认证证书》。

当自动站启动并正常运行后， RTU能够自动搜索匹配的远程联网中心站。通过中心站的指令设置，可实现以下数据通讯功能。

(1) 自报功能，按设定的监测周期，定时将水质监测数据进行处理后，经由GPRS/CDMA/BDS/IoT传输给省水资源统一接收平台。

(2) 查询/应答功能，可响应中心站的信息查询指令，上传有关仪表自报数据种类、报警上下限、地址、实时时钟、当前工作模式、事件记录、测量数据历史记录、上传失败测量数据以及报警状态的查询结果。

(3) 具有实时状态检测功能：实时检测设备状态是否正常，检测项标括供电状态、供电电压、信号强度等，当发生异常发出报警信息；

(4) 具有历史数据存储功能：采用循环存储的方式保存储监测数据，可保存近三年的监测数据，掉电不丢失；

四.4 视频会议系统建设（请结合项目选择）

四.4.1 系统概述

本次项目建设核心是联网与共享，实现分平台、联网平台以及各平台的共享视频资源，但是为了更好实现智能化管理和推进业务实现，本次建设中，在综治分平台中需求拓展视频会议应用，通过该系统，实现整个平台间的智能化管理，有效节约人力、物力以及时间成本，提高警情实时处理，视频监控资源的信息交互性增强。

视频会议系统就是一个以互联网通讯系统为基础，利用多媒体技术和远程视频传输技术进行远程会议的平台系统，与会双方在此系统中可进行人与人、面对面的语音即时交流及影像的在线交流，短时间内便可完成整个会议的效果。会议过程中，可以传输大量包括图像、声音、文字等数据，可以实现“一对单”或“一对多”的面对面多媒体交流。通过视频会议召开远程会议，不需要全体与会者都集中到指定会场，减少因为交通的阻塞，与会人员无法准时到达等因素造成的诸多问题，可以提高会议效率。

四.4.2 功能特点

1.点对点会议

 

很多情况下，存在任意2个地方的人员需要进行工作沟通，业务交流；可直接进行交互应用。就像拨打电话一样方便。无需专门的会议管理人员组织。领导及普通员工通过遥控器即可自主完成。

2.多点交互会议

 

本系统拥有强大的并发性能和简便的操作模式，支持多个不同类型会议同时召开，每个部门或领导可独立组织会议，且不需专业人员召集和保障，如A领导开会的同时B领导也需要开会，则可分别组织各自的会议。

3.数据展示交流

 

对文字及媒体信息内容的共享。通过双流数据功能即可达到多方共享展示内容。

主要应用于工作汇报、文件讨论、培训、应急预案。数据内容包括PPT、WORD、EXCEL等办公文档，专用软件以及高清视频类文件。

4.分组交互会议

 

本系统拥有强大的并发性能和简便的操作模式，支持多个不同类型会议同时召开，每个部门或领导可独立组织会议，且不需专业人员召集和保障，如A领导开会的同时B领导也需要开会，则可分别组织各自的会议。

5.培训学习

 

培训是每个部门组织经常需要进行的活动，传统的培训费时费力，特别是跨地域的培训更需耗费大量资源。通过UCM多媒体融合系统，每个单位、每个部门都能自主组织多方参加的远程交互式培训，可极大提高培训效率、降低培训成本。为日后移动终端设备提供了统一接入平台。

 

运行于PC及移动设备的软件终端、单兵终端；

支持电话语音终端参与会议；

灵活方便的接入环境，可在差旅或外出等环境下参与会议；

提供高质量的应用；

可视多方视频指挥调度；

各外出人员通过本系统统一通信平台基于IP网络以一定的速率召进行实时多方视频指挥调度，实现外出人员和会议室人员实现的视频切换广播和声音混合广播，可以同时听到所有现场人员的声音。实现现场业务指导和决策会议。

本系统融合平台解决了传统MCU的以会议为基础的视频处理机制，系统以“节点”为核心（传统MCU系统以会议为核心对视频流进行处理）对每个节点的视频速率、视频编解码格式、分辨率、音频编码等终端接入“能力集”进行调整适应，即充分对全网终端的能力进行适应，实现动态混速、视频格式转换、音频格式适配。

6.动态速率调整

当网络出现拥塞，视频会议的带宽得不到保证，将会出现画面马赛克甚至停顿的情况，动态速率调整技术可通过检测网络状况动态调整视频会议的码率，当网络带宽不足时，自动降低会议带宽，当网络状况恢复后，视频会议恢复到正常带宽。保证会议的连贯性，提供更好的视音频。

7.智能丢包恢复

当网络出现丢包情况，对端接收不到视频会议码流，画面会出现跳跃、停顿甚至黑屏等现象，智能丢包恢复技术通过检测网络丢包率，重发丢失的数据包来保证网络拥塞时的会议效果。

8.全业务融合

监控图像接入功能，系统采用全新的设计理念，充分结合最先进的视频处理和传输技术，可支持监控平台的接入，通过IP网络将监控平台的视频信号直接调度到MCU进行管理，MCU将视频会议图像与视频监控图像融合,统一调度管理可实现应急指挥调度的功能。

9.网守功能

网守（GK）是局域网H.323中的一个特有的实体，它向H.323终端提供呼叫控制服务。能够为终端提供终端接入控制、带宽管理、呼叫路由等网守功能。

10.多网段接入

如果网络中存在多个网段，各网段之间相互隔离，但是建设了视频会议系统之后，要求各个网段之间视频内容能互通，例如，数据网要访问视频网的内容或本身视频会议设备就不在同一网段，通过内置的模块支持两个网段的接入。

11.多级平台级联组网

• 全网系统多媒体资源统一调度；负载均衡；

• 保障系统大容量终端接入；

• 通过V-LINK链路传输专利技术保证终端的接入；

通过V-CAS技术实现各级MCU之间的动态连接，实现多级MCU之间最大16路图像上传，系统最大可实现二级MCU640路图像上传。

内置代理功能：

如果网络中存在防火墙和NAT。可通过内置代理提供防火墙和NAT的透明穿越，在对原有网络配置影响最小的情况下实现系统部署。通过内置模块支持此功能。

视频通讯质量保证策略：

视频会议系统的视音频质量通过延时、抖动、回声等参数来衡量，影响这些参数的主要因素有：a）承载网提供和保证的传输带宽；b）视频输入、输出设备（摄像机/麦克风等）；c）视音频编解码能力；d）多点控制单元（MCU）的处理能力。这些因素可归纳为承载网因素和视频会议系统自身因素两大类。

1、承载网因素：网络是视频会议系统的基础，用于承载分布在各地的视频会议设备之间所交换的视频、音频以及各类控制信息。

由于H.323体系下的视频会议系统，采用无纠错的UDP数据包的方式传送视音频码流，在网上传送语音和图像数据包，对丢包、时延和抖动较为敏感，严重的会出现马赛克、停顿等现象。因此为了保证会议的流畅，路由器、交换机等网络设备应设置PQ、CQ、WFQ等优先级队列，将视音频数据包设置成较高优先级，保证视频业务的优先传送。

2、视频会议自身因素：FreeMeeting视频会议系统除了支持PQ、CQ、WFQ等QOS策略外，还通过以下几个方面来保证会议的质量。

1）前向纠错校正

在发送的视音频码流中，加入前向纠错码，如果视音频数据包在接收端出现错误，可以通过冗余信息进行校正，防止在有线路误码的情况下数据包的差错。

2）智能丢包恢复功能

当IP网络出现丢包时，通过系统的丢包重传机制，在接收端会通过反向RTP通道向发送端发出充分请求，发送端将该视音频重新发送。

3）动态速率调整策略

FreeMeeting视频产品动态速率调整策略主要是通过检测数据包丢失率来实现的。如果终端检测到数据包丢失率超过了指定的阀值，它将自动降低视频会议码率，同时通知其它参会终端做相同的动作，从而提供一个具有最优视音频效果的会议码率。

4）唇音同步技术

当音频和视频包离开发送端通过承载网时，各种队列算法会对音频资料包和视频资料包进行不同的处理。这将打乱音频资料包与相应的视频资料包的同步关系，导致声音与口型失去同步。FreeMeeting视频产品通过使用IP包中的RTP时间戳信息来纠正这一问题。利用RTP时间戳，FreeMeeting终端能够确定哪一音频包与哪一视频包对应，重新调整相应的视音频包，保证声音与口型的同步。

5）音频系统处理

12.回声消除

当视频会议终端接收音频包时，将解码后的音频流与本地输入的音频流进行电平比较，去掉相同的部分，这样本地的声音就不会在自己的扬声器传出，从而避免回声。

13.自动增益控制

使用全向式麦克风时，每一个发言人由于距离麦克风的位置不同，麦克风接受到的电平也不同。为了保证传向远程的音频电平的平稳，在进行编码时要进行音频的增益处理，保证一定范围内的发言人以同一个音调发言，这样远程会场的声音就不会忽高忽低。

14.背景噪声消除

召开会议时不可避免地会有一些环境噪音，例如空调、风扇、交流电等电器设备持续发出的环境噪音，这些声音严重的影响了会议的音频质量。自动噪声抑制系统会根据音频的高低、持续情况，判断是否为环境噪音，并且进行处理，以达到良好的声音会议效果。

会议实时录播：

在系统中通过部署会议录播服务器，将会议的内容进行录制存储，供会后的查阅回放；并且能够支持在会议过程中实时的直播和点播，在办公室的人员通过网络点播即可收听和收看到会议的实况。录播系统以会议终端节点的模式接入MCU平台，采用全数字化模式进行录播，完美重现会议的细节和过程。

四.5 
太阳能供电子系统（请结合项目选择）

四.5.1 应用概述

随着全球能源紧缺、环境污染的日益严重，开发可再生能源已是人类文明的迫切需要，而利用太阳光来发电是一切可再生能源中最具有前景的新技术。近 20 余年来，太阳能的应用已逐渐扩大，已广泛用于户用太阳能光伏电源系统(SHS)、边防哨所、海岛驻军供电系统、石油管道阴极保护电源系统、微波中继站、水情监测用太阳能电源系统、高速或森林的监控电源系统、屋顶光伏系统、大型光伏发电站等方面。太阳能作为一种“取之不尽，用之不竭”的安全、环保新能源越来越受到重视，在照明领域中得到更加广泛的应用。

太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。由于光化学效应工作的太阳能电池则还处于萌芽阶段，没有进行大面积推广使用。因此我们这里所指的太阳能电池是指利用光电效应使太阳的辐射光通过半导体物质转变为电能的装置。这种光电转换过程通常叫做“光生伏打效应”，太阳能电池又称为“光伏电池”。

 

系统示意图

四.5.2 设计依据

太阳能电池组件是将太阳光能直接转变为直流电能的阳光发电装置。根据用户对功率和电压的不同要求，制成太阳电池组件单个使用，也可以数个太阳电池组件经过串联（以满足电压要求）和并联（以满足电流要求），形成供电阵列提供更大的电功率。太阳电池组件具有高面积比功率，长寿命和高可靠性的特点。

GB/T 19064—2005  家用太阳能光伏电源系统技术条件和试验方法

GBJ93—86  工业自动化仪表工程施工及验收规范

GBJ205—1983  钢结构工程施工及验收规范

GB50057—1994          建筑物的防雷设计规范

GBJ17—88  钢结构设计规范

GB4706.1—1998      家用和类似用途电器的安全通用要求

GB/T 9535—1998  地面用多晶硅光伏组件设计鉴定和定型

IEC896-2(1995-11)  固定型铅酸蓄电池——一般要求和试验方法  

JB/T8451—1996  固定型阀控密封铅酸蓄电池

GB/T18210-2000  多晶硅光伏（PV）方阵I-V特性的现场测量  

GBJ10  混凝土机构设计规范  

四.5.3 太阳能电池板

l 节能：以太阳能光电转换提供电能，取之不尽、用之不竭。

l 环保：无污染、无噪音、无辐射。

l 安全：绝无触电、火灾等意外事故。

l 方便：安装简洁，不需要架线或“开膛破肚”挖地施工、也没有停电限电顾虑。

l 寿命长：产品科技含量高，控制系统、配件均是知名品牌、智能化设计，质量可靠。

l 品位高：科技产品、绿色能源，使用单位重视科技、绿色形象提高、档次提升。

l 投资少：一次性投资与交流电等价（交流电投资从变电、进电、控制箱、电缆、工程等合计），一次投资、长期受用。

l 适用广：太阳能源于自然，所以凡是有日照的地方都可以使用。

太阳能安全无隐患、节能无消耗、绿色环保、安装简便、自动控制免维护等固有的特性，为市政工程的建设直接带来明显可利用的优势。

四.5.4 蓄电池

一般为免维护深循环铅酸电池和胶体电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池组件所供出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。

四.5.5 控制器

太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。

四.5.6 逆变器

在很多场合，都需要提供交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC的电器提供电能，需要将太阳能供电系统所供出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。在某些场合，需要使用多种电压的负载时，也要用到DC-DC逆变器，如将24VDC的电能转换成5VDC的电能（注意，不是简单的降压）。

四.5.7 施工安装

(1) 测量放线

按照客户要求的现场要求,确定监控杆位置及距离。

(2) 杆体基础

按照监控项目需求进行杆体施工基础建设。

(3) 地埋蓄电池箱、安装蓄电池

1)地埋蓄电池箱前应先开挖工作坑（和基础坑同时施工），尺寸为500×500×800mm；

2)开挖后要用地线钎探察地下有无障碍物及地下管线，如有应平稳让开，切忌野蛮施工；

3)工作坑挖好后开始埋蓄电池箱，找好蓄电池箱的水平度，预埋穿线管（保护管）内径不得小于所穿电缆外径的1.5倍，保护管有弯曲时，不得小于2倍，避免死弯；

4) 保护管不得有穿孔、裂缝和凸凹不平的缺陷，内壁应光滑无毛刺；保护管口需要打发泡胶以防止地埋箱进水。

5) 电缆线保护管和蓄电池箱安装完毕后开始安装蓄电池，在安装蓄电池前，检查蓄电池的状态，确保蓄电池状态良好时，将蓄电池水平放置在蓄电池箱内，将其固定牢固，保证电池端子光亮无污，必要时用钢丝刷或砂纸将端子打磨光亮，穿好电缆线，接好蓄电池输出电缆，正、负极分开，做好防水、防腐、防短路处理，如果地埋箱体内有较大空隙，最好用泡沫等填充物充实，以防止土层挤压箱体导致箱体损坏，最后盖好蓄电池箱上盖，做防水处理，回填土方恢复路面原样。回填基础坑里,要采用边回填边夯实的方式进行,保证以后不塌陷,高度要与地面平齐。回填基础坑时要注意动作要轻，不使用大的石块，以防砸伤地埋箱。

6) 蓄电池安装完成后，清理施工现场，将多余的土及废弃物运走，保证施工完成后的现场清洁。

(4)安装太阳能电池极

1) 先将太阳电池板支架平整好（因运输中可能会使板托翘曲），以使太阳能电池板能够平整地安放在上面。

2) 在安装太阳能电池板前，需要检验一下太阳能电池板的工作状况，将确认状态良好的太阳能电池板固定在支架上，接线盒位于上方，用螺钉牢固地固定在支架上。

(5)连接太阳能电池线缆

1) 连接电池板线缆前必须了解整个路灯的系统电压设计，大部分路灯系统电压为12V ，配置较高的路灯也有采用24V作为系统电压的，这一点需要注意。

2) 将红色线连接至太阳板的正极，黑色线连接到太阳板的负极，然后拧紧接线盒下方的螺帽，使导线紧固在接线盒中。

3) 两根线的连接完成后，再次测量确保输出端是否有电压。红色线的端子头为正极；黑色线的端子头为负极。两极间的电压，在中午阳光好的时候最高可达21.5V左右。光线弱时，电压会低些。

4) 连线全部完成后，把接线盒的盖子盖上，并用螺钉紧固；

5) 查看无误后，才可做下一步的工作。

 

(7)调整太阳能电池方向/角度

1) 根据设计要求调整太阳能电池板的角度，一般取当地维度向南方向40-45度；

2) 利用指南针配合调整太阳能电池板的正面，面向正南方方向；

3) 将太阳能支架定位固定螺栓紧固好。

(8)控制器的联接（详细阅读所配置的控制器，严格按控制器的要求施工，以下以常规控制器的连接为例）

1) 对太阳电池的输出线（红黑两根）、灯头的输出线（红黑两根）和蓄电池的联接线（红黑两根）做好标记。

这三组线都要连接在控制器上。这三组线的连接顺序为：

①先接蓄电池；

②再接负载；

③最后接太阳能电池板（根据安装的控制器要求做）。

如果违反了这个接线顺序，整个系统将不能正常工作！

2) 先接蓄电池。首先测量一下蓄电池的电压，是否在规定范围内，然后将蓄电池的正、负极线头做好（金属头上不要有毛刺。金属头的长短根据控制器蓄电池端子孔的深度而定，不要太长，以避免造成导线间的搭接短路），线头接好后，将正极插入控制器上标注的蓄电池+（左起第三个孔）接线端子孔内，并拧紧螺钉。负极插入控制器上标注的蓄电池-（左起第四个孔）接线端子孔内，注意接线时操作要小心，不要让蓄电池的正、负极通过机壳或手中的工具造成短路；

3) 蓄电池接入控制器后，控制器开始工作。它的“工作”指示灯（绿色灯）开始闪烁，这种状态表示控制器工作正常。五分钟后，负载的输出端应有电压；如果五分钟内将负载（灯头）接好，那么，电灯马上就可以点亮；

4) 再接负载（灯头）。灯头的输入线一般是红黑两芯的护套线，拨开护套露出红色和黑色的两根线：红线为正极，黑色为负极。将它们分别接在控制器的负载端子上（左起第5端子为正，第6端子为负）。注意：正负极不能接错；

5) 灯亮之后，再过两三分钟，可连接太阳电池板；

6) 最后接太阳电池板。太阳电池板的输出线是红黑两根线。拔开护套，内有红色和黑色的两根线：红线为正极，黑线为负极。先测量一下线间的电压，光线弱时，电压会低些。太阳能电池的正、负极不怕短路，将太阳能电池的两根线接在控制器的相应（左起第一个和第二个）端子上。注意，正负极不能接错；

7) 到此，控制器的所有线都已接完。须认真复查一下：控制器的接线端子与三组导线的连接处是否接好、有没有毛刺、有没有金属线裸露在外、固定线的螺钉是否拧紧。

四.5.8 安装注意事项

1. 安装位置有没有高楼和高大树木遮挡，如果有遮挡物，会导致太阳能电池板采光效果受到严重影响，直接影响太阳能组件的发电量。

2. 在没有阳光照射的地方，可以考虑设计采用集中式发电系统给少数几个受遮挡的路灯供电，这样也可以满足灯具的照明要求。

3. 太阳能照明灯所配置的所有导线均采用红、黑二种颜色，红色为正极，黑色为负极。连接时正极对正极，负极对负极，严禁错接，否则会损坏系统。

4. 太阳能必须安装在光照充足,无遮挡的地方,且安装牢固可靠；

5. 太阳能在安装过程中请勿划伤磕碰各部件；

6. 蓄电池在运输、安装过程中切勿倒置及放置潮湿处和暴晒于太阳光下；

7. 各线路连接切勿短路(正负极接触)，以防不良现象发生；

8. 有避雷要求的结构框架，要安装避雷设施。避雷针必须安装在能够保证钢结构框架不被雷击的有效范围之内（被保护框架的最远点与避雷针的最高点的连线的夹角不大于45°）避雷设施的安装必须有效可靠，接地预埋深度不小于1800mm。安装完成后，要检测接地电阻，且必须符合国家有关标准的要求。

9. 当安装完成后，连接好所有的电线、控制器等一切电子线路并检查无误后，通电调试，没有任何问题后，安装好电器盒的盖板，注意不要忘了安装防水密封垫。

10. 对于重要的场所,国家明令不容许动火的地方,如:学校、仓库、车站、油库等地，尽量不做现场焊接的操作。如因结构问题不能避免，必须在现场焊接时，一定要事先取得政府有关部门的动火许可证（此证由业务人员协助办理）。以免在现场施工时造成重大麻烦。焊接时，要有完善的消防保护措施及消防预案，灭火器材齐备。只有同时具备三个条件时（动火许可证、完善的消防保护措施及消防预案、灭火器材），才能焊接。如果不具备，施工人员有权拒绝安装。决不能勉强操作，以免造成重大后果。

四.6 传输系统设计

四.6.1 系统架构（公网）

在系统网络整体设计中，采用层次化、模块化的网络设计结构，由接入层、核心层两部分组成，前端采用4G网络进行传输，配置全网通4G路由器和4G流量卡，目前该4G网络速率较快。实际使用时建议同时使用移动、电信、联通的4G手机实地测试4G网络状况，根据实际测试效果选择4G网络运营商。

1) 接入层：提供网络的第一级接入功能，将前端摄像机通过4G路由器接入公网内。

2) 核心层：网络的骨干，能够提供高速数据交换和路由快速收敛，具有较高的可靠性、稳定性和易扩展性等。 

核心层设备不仅要接收下面公网传上来的视频流等信号，还要将总控中心的服务器等做统一处理，各个服务器的数据都是经过核心交换机来进行数据的传输，需要对数据进行高速的传输，还要保证数据流的稳定。

 

四.6.2 系统架构（局域网）

在系统网络整体设计中，采用层次化、模块化的网络设计结构，由接入层、核心层两部分组成，不同层次关注不同的特性配置，楼内点位比较密集的地方可采用摄像机通过网线直接接入交换机，对于比较分散的地方可采用光纤收发器接入交换机。

1) 接入层：提供网络的第一级接入功能，完成简单的二层交换，将水利前端接入网内。设备采用百兆接入千兆上行方式，并可支持端口聚合功能。相当于水利系统的前端接入箱内的交换机。

2) 汇聚层：提供网络的第二级接入功能，汇聚接入前端摄像机的接入层使用。设备采用前兆接入千兆上行方式，并可支持端口聚合功能，接入下面各前端的视频数据，相当于水利系统的区县级。

 

四.7 存储系统设计

四.7.1 分布存储重点备份

分布存储是指所有视频图像都通过前端接入点的NVR（或TF卡）进行分散存储，其优点是投入少，对网络压力最小，缺点是管理复杂，不易维护，重要数据没有安全保证等。在本地存储当中，以NVR为主要的存储设备，因此要求NVR存储的可靠性更强。但是，由于NVR没有完善的组件和磁盘容错机制，无法确保数据的安全性。因此，前端点位先进行本地存储，对前端视频进行本地存储，减少网络带宽压力，可以满足大部分使用环境与场景。如果在一些极端环境与条件下，可以使用TF卡进行前端存储，满足更艰苦条件的存储。

集中存储，在业内也被称为后端存储。集中模式是指采用一个集中的存储中心，所有视频图像数据都传送到该中心，通过网络存储服务器负责存储，优点是存储图像集中，图像数据安全性高，管理方便，对管理平台的要求最低，而缺点是网络压力大，存储设备投入比较高。由于一些重点点位需要双重备份，因此在重点点位进行前端存储的同时也进行后端集中存储的备份，这样即能保证重要存储数据的安全，还能大大减少网络带宽的压力，实现安全与经济的同时保证。

四.7.2 存储容量计算

单个通道24小时存储1天的计算公式∑(GB)＝码流大小（Mbps）÷8×3600秒×24小时×1天÷1024。

视频带宽按4Mbps码流计算，存放1天的数据总量4Mbps÷8 × 3600秒× 24小时×（1天）÷1024≈42GB

高清400万开启H.265按平均4M码流、硬盘损耗0.9进行计算：

单台视频存储时间按30天计算，存储容量=42G/天×30×1台÷0.9÷1024≈1.37TB。

四.8 显示系统设计

四.8.1 LED大屏显示系统

四.8.1.1 系统概述

大屏显示解码系统作为当今最现代的视讯工具之一，在信息监控及事务处理中的直观、灵活、可扩充性、信息网络技术适用性等优势受到各级指挥中心的肯定和重视。系统建成后，将充分利用显示设备的超高分辨率、超高对比度的显示特点，结合视频解码、拼接系统强大的拼接解码能力，将接收的各种实时信号，清晰地显示在数字拼接墙的电子地图上，准确显示视频监控概况、录像信息、报警联动信息、地图业务功能等。LED液晶拼接屏，以系统工程、信息工程、自动化控制等理论为指导，将国际最卓越的超窄边液晶显示技术、电视墙拼接技术、多屏图像处理技术、网络技术等融合为一体，使整套系统成为一个高亮度、高分辨率、高清晰度、高智能化控制、操作先进的大屏显示及解码系统。能够很好地与用户监控系统、指挥调度系统、网络信息系统等连接集成，形成一套功能完善、技术先进的交互式信息显示及管理平台。

四.8.1.2 LED液晶拼接屏简介

液晶是一种介于固态和液态之间的物质，是具有规则性分子排列的有机化合物，如果把它加热会呈现透明状的液体状态，把它冷却则会出现结晶颗粒的混浊固体状态。正是由于它的这种特性，因此称之为液晶，采用此类液晶制造的液晶显示器也就称为LCD。

 

 

液晶显示单元组成

按照背光源的不同，LCD可以分为CCFL冷阴极荧光灯管和LED两种。按照液晶面板不同，拼接屏分为硬屏和软屏。IPS硬屏在响应时间、可视角度以及节能环保方面有着非常出众的表现能力，但是IPS硬屏在画面色彩显示方面就要比软幕液晶面板差，存在漏光的现象。所谓软屏，就是在用手指划过液晶面板的同时会出现“波纹”，比较有代表性的是夏普ASV技术、三星S-PVA技术和友达光电的MVA技术S-PVA面板的特点是色域大、色彩还原出色、可视角度大、半像素分级设计，细节表现好 。

四.8.1.3 LED拼接屏优势及特点

 

u 高亮度

与TV和PC液晶屏相比， LED液晶屏拥有更高的亮度。普通监视器的亮度一般只有250~300cd/㎡，而天地伟业LED液晶屏的亮度可以达到800 cd/㎡(55〞)。DID 液晶屏具有4500：1（55〞 ）对比度，比传统监视器要高出一倍以上，是一般背投的三倍以上。

u 更宽的视角

PVA（Patterned Vertical Alignment）技术即“图像垂直调整技术”，利用这种技术，可视角度可达双178°以上(横向和纵向)。

u 亮度均匀，影像稳定不闪烁

由于LED每一个点在接收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，而不像CRT那样需要不断刷新象素点。因此，LED亮度均匀、画质高而且绝对无闪烁。

u 灵活多变的拼接显示组合功能

可根据不同用户的要求进行个性化设计，选择单屏显示、整屏显示、任意组合显示、图像漫游、图像叠加等功能。

u 先进的屏幕参数高校功能

针对液晶拼接使用的液晶屏和驱动电路可能存在参数不一致问题，天地伟业液晶拼接系统具有亮度、对比度、色度、白平衡的调整功能，调试后，参数自动保存，从而保证了整幅拼接屏幕的色彩一致性和亮度的均匀性。

u 环保健康

与背投式(包括CRT背投、DLP等)拼接墙相比，天地伟业LED液晶拼接墙发热量小、无辐射、无闪烁、不伤眼、不含有害物质(如铅、汞、镉和铬等)，是新一代的环保健康拼接墙。

u 美观的墙体结构

拼接墙的机柜厚度仅为180mm，采用全钢结构，坚固牢靠，拼接屏嵌入式安装，简单方便，整体结构紧凑，节省空间。

u 120HZ倍频刷新频率

天地伟业 LED产品的120Hz倍频液晶显示技术，能有效解决图像快速运动过程中的拖尾和模糊，增强图像的清晰度和对比度，使画面更清澈，人眼长时间观看也不易疲劳。

u 更长使用寿命

普通的NB、PC及TV使用的LED液晶屏其背光源的使用寿命为1万至3万小时，而天地伟业 LED液晶屏背光源的使用寿命均可达6万小时以上，这就确保了拼接显示屏使用的每片液晶屏在长时间使用后的亮度、对比度和色度的一致性，并且确保显示屏的使用寿命不低于6万小时。液晶显示技术没有任何需要定期更换的耗材设备，所以维护、维修成本极低。

四.8.1.4 LED液晶拼接屏组成

拼接屏显示系统由单体拼接屏、拼接屏底座、拼接屏支架、线材等组成，建成以后的效果图如下：

 

建设效果示意图

四.8.2 解码拼控系统

四.8.2.1 系统结构

解码拼控拓扑图如下图所示：

 

视频解码拼控系统采用全新一代天地伟业解码拼控一体云主机，其中包括图像处理、网络功能、日志管理、设备维护于一体的工业级综合处理平台，支持开窗、叠加、漫游、跨屏等功能。

四.8.2.2 系统功能

l 多种输入输出

1、 支持网络编码视频输入、VGA和HDMI信号输入。

2、 支持VGA和HDMI信号输出。

l 解码上墙

1、支持实时视频解码上墙，用户可以用鼠标直接拖拽树形资源上的监控点到解码窗口中，完成该监控点实时视频的解码上墙处理。

2、支持历史录像回放视频解码上墙，用户可查询前端设备或中心存储录像，并将播放的录像视频直接拖拽到解码窗口中，立刻进行该监控点当前回放视频的解码上墙功能。

3、支持动态解码上墙云台控制功能，在监控点实时视频进行解码上墙时，用户对解码窗口进行选中后，点击云台控制操作盘进行云台控制操作。

4、支持多画面分割，解码窗口支持多画面分割，能够支持1、2、4、6等多种分割模式。

l 拼控管理

（1）单屏显示

一个单元显示一路图像，每个单元的输入信号可以任意设制，最多可显示与单元数一样的信号。

 

（2）拼接显示

系统可将多块屏进行拼接显示一个完整图像。

 

（3）组合显示

系统可实现任何几个单元拼接显示一路信号。

 

（4）图像开窗

在现有的视频显示画面中可再打开另外一路视频信号，进行叠加显示。

 

（5）图像漫游

任何一路信号，可在在任何显示单元上显示。

 

l 报警上墙

1、支持单屏报警上墙，用户可以在独立的监视屏或拼接大屏中进行报警上大屏配置，当计划内的报警产生时能够在配置的大屏中进行报警上墙功能，整个配置可按监视屏配置多个报警，各个监视屏可独立配置。

2、支持报警场景切换，用户可以单独配置一个报警场景，当该报警场景上配置的报警触发时，电视墙自动切换到报警场景中，并进行相应的视频解码上墙显示。

l 高分辨率显示

支持PGIS、GIS、CAD等高分辨率矢量图类的地图及图片实现高达4K的分辨率上墙显示； 支持至少一亿分辨率像素的图像实现上墙显示。

l 扩展级联

综合管理平台可通过功能模块进行扩展，实现各种视频接入的业务需求，同时综合管理平台可扩展智能视频分析业务，实现各种智能视频分析功能，如跨线检测、流量统计、进入区域、物品放置拿取等。支持多台级联扩展，满足特殊工程需求。

四.9 水利平台设计

四.9.1 平台特点

水利综合管理平台主要部署在视频专网中，对系统中视音频资源进行统一管理。水利综合管理平台是以视频图像应用为手段，能有效结合数据关联分析等技术手段实现对系统信息的比对、判断以及联动控制操作，集多种管理手段、分析处理手段于一体，最大程度地提高视频监控的作用和效率。智能解析系统可以对前端视频流进行分析，提取分析数据进行汇总与记录，比如水位数据、漂浮物数据监测、水岸垃圾监测等。平台采用新主动模式，通过唯一的ID码进行前端设备与后端平台的连接与通信，然后进行大量的视频数据传输。解码拼控系统对整个系统前端视频进行视频的上墙管理，可以对视频进行拼控、开窗、漫游等操作。数据库服务器为整个平台提供数据支撑。智能运维系统可以对整个系统进行巡检等操作，可以有效的解放人力。

四.9.1.1 稳定性

平台具备工业级的高稳定性，各系统具有抵抗病毒与非法入侵的能力，支持7*24小时连续工作。

平台采用了最新的存储技术保证录像数据的安全，支持RAID、硬盘热插拔和双冗余电源。录像存储服务器可通过网络接收编码器的码流，转发至NVR存储系统，并支持多人同时对历史图像文件进行检索和点播回放，可实现分布式部署，使用专业存储文件系统，有效防止录像碎片，保证视频存储的安全性和稳定性。

四.9.1.2 可管理性

平台提供专业的系统配置管理，完成全网图像资源的系统初始化、批量数据导入、配置数据的调整和复杂权限设置。

平台提供全网一致的管理界面，可对平台中的联网管理控制服务器、流媒体服务器、存储点播服务器、视频编解码器等进行管理，支持远程设置时钟、远程重启、视频状态查询、设备录像状态查询、设备性能参数查询等功能。

四.9.2 视频监控

四.9.2.1 视频预览

水利综合管理平台基于Linux系统部署，可以有效确保安全稳定运行，视频预览界面集成各类视频浏览管理操作，可根据点位信息查看视频图像，并进行电子放大、音频预览、全屏显示、3D控制、视频上墙等操作。

针对不同用户，所关心的点位信息不同，各用户可根据自身关心的点位信息进行点位收藏，将自身常用的监控点位收藏到特定位置，以便进行快速查看。

在视频画面正常预览中，如发现有异常现场需要定位到地图查看视频点位的位置信息，可选择定位到视频将视频点位在地图中进行快速定位，方便可视化操作和直观的调度指挥。

平台中接入多目全景摄像机时，可查看拼接后的全景视频，可根据实际场景进行热点跟踪。

 

视频预览其他功能如下：

l 支持B/S模式客户端，可自定义不同通道组合的个性化视频预览模式，灵活多样。

l 支持手动/自动/分组/定时/报警等多种切换预览方式，可自定义切换策略。

l 可同步监听前端设备采集的声音，并与现场进行语音对讲和广播。

l 可控制前端设备的云台镜头和辅助开关，支持3D场景定位功能。

l 支持视频通道名称关键词和拼音首字母快速检索。

l 支持多标签视频通道浏览，扩展同时浏览的摄像头数量。

l 支持多屏/分屏显示视频预览/录像回放/电子地图。

l 可通过智能网络键盘对软件进行前端控制和预览切换和录像回放等常规操作，支持一键抓拍/录像。

l 多屏图像浏览，支持多个扩展屏输出图像。

l 支持窗口模式、最大化模式的显示方式。

l 发生报警触发后自动弹出相关画面在指定显示窗口进行显示。

l 支持视频图像组轮巡、支持视图组轮巡、支持跨服务器图像轮巡。

l 客户端之间可对讲。

l 可查看录像存储系统的运行状态。

l 可实时查看和统计系统中设备的在线状态和通道的报警状态

l 支持实时浏览的电子放大

四.9.2.2 前端控制

虚拟矩阵架构优化操控设计，高效的屏幕墙集中控制，支持快捷键操作，快速切换视频。通过强大的屏幕墙服务器，可将任意摄像机画面输送到网络中任意工作站链接的任意显示的任意视图中。多种PTZ操作方式，自如灵动，支持数字PTZ功能，充分发挥高清视频设备功能。

实时视频控制

l 支持远程实时控制。

l 快捷键切换显示视频。

l 支持PC键盘，可通过键盘鼠标进行PTZ、切换视频的操作。

l 云台转速，通过拖动标志条，可调节云台转动速度。

l 预置位设置/调用。

l 变焦控制，使用放大或缩小按钮，以达到所需的场景。

l 调节光圈，调节微焦。

l 可通过界面按钮控制前端摄像机的外罩雨刷。

l 可同时选中整个视图中的录像启动或停止录像。

l 手动启动或停止轮巡。

l 客户端可以随时在录像回放和实时视频直接切换。

l 实时显示抓图，便于取证。

四.9.2.3 录像查看

四.9.2.3.1 即时回放

在平台进行正常视频预览时，可针对实时视频进行即时回放，查看当前时刻前10秒的录像画面，方便操作人员查询更多细节。

四.9.2.3.2 录像回放

视频录像是平台中应用的重要部分，是事后查证的重要依据。在平台中可对任意视频点位进行录像查看，可针对任意视频点位按照存储位置、存储时间、录像类型等条件进行精确检索。在回放过程中可根据实际进行快进、慢放、单帧步进、单帧步退等操作，同时可添加录像标签，为录像添加“书签”。当前端摄像机开启智能分析时，在查询的录像中可使用智能检索，对前端采集的录像进行周界、拌线、人脸、车牌等智能录像检索。

 

录像回放模块其他功能：

l 支持1/4/9及自定义多画面同步录像回放和速度调节。

l 支持快进/快退/单帧播放/单帧后退/慢速播放/回放抓拍和电子放大等多种播放功能，便于事后取证管理。

l 通过设备名称模糊检索。支持前端/本地/集中三级录像检索方式，可通过存储位置/录像主机/组名称/通道名称/文件类型等多种方式准确查询录像数据，支持时间棒点播。

l 报警录像检索，可通过事件名称、事件设置、事件优先级和事件类型等检索条件检索报警事件，并回放报警录像。

l 时间检索，输入时间精确定位到录像的某一时刻。

l 起止时间检索，输入起止时间可精确检索出该时间段内的录像片段并回放。

l 画面上时刻显示的是录像条上中间时刻的录像，通过拖拽录像轴，可直观的检索到目标时刻录像。

l 录像档案支持录像档案名称进行模糊检索。

l 录像档案列表默认按时间顺序排列，方便直观的按照

l 秒级回放下载，录像下载支持断点续传、批量下载、人工暂停、人工恢复操作

l 支持报警日志关联录像回放

四.9.2.3.3 录像标签

录像查询回放过程中支持录像标签功能，管理人员可在关键视频节点处添加录像标签，将视频进行标记，以便下次快速查找到该节点。添加后的录像标签可进行集中查询，通过点击操作可快速定位该视频节点。

四.9.2.3.4 录像切片

在录像查询和回放过程中，可对指定时间段内的所有录像文件按关键帧进行切片处理，形成瞬时快照索引。根据这些快照索引，可快速定位回放原始视频，有效节省录像查询时间和工作量，提高管理人员的查询效率。

四.9.2.3.5 抽帧存储

在查询到的录像中，针对某个视频，可选择抽帧存储，减少存储空间，抽帧帧数可选，方便管理人员进行管理和备份。

四.9.2.4 事件管理

在平台中可查询监控点位的事件信息，包括磁盘报警，视频报警，人脸报警等多种类型事件，当监控点位发生报警时，可查询报警详情，并可定位到地图，直观查看报警位置。

四.9.2.5 存档管理

录像查看过程中可进行存档管理，将查询到的重要录像数据进行备份操作。备份的录像文件可根据实际进行本地或异地备份。备份的文件可在存档管理中进行集中查询和管理。

四.9.3 区域概况

四.9.3.1 区域综合信息

在区域综合信息查询界面，可以直观的查看所管辖区域的河流情况，并且可以查看各个地区内的站点，在站点图标上可直接点击查询近7天和当天的水位情况。在列表区域里面，可以详细的查看各个监测站的信息，比如河流所属县市区、河流的名称、测站名称、当前水位、警戒水位、保证水位等。

 

区域综合信息

四.9.3.2 流域综合信息

流域信息查询界面同区域查询界面相似，只是这个界面的分类以河流区域为主，这样可以与区域分类相结合，对当地的河流进行更便利的管理。

 

流域综合信息查询

四.9.3.3 概化空间分布

在概化空间分布界面，可以直观查看各个主河道与分支河道的信息，可以查看各个分支河流与主河流的交汇，同时可以详细查看每个分支河道的信息，各个分支河道的详细河流，同时各个河道上的站点也会体现在河道概化分布图上。

 

四.9.4 站点信息

四.9.4.1 站点综合信息

站点信息查询界面通过左面的树形图可以直接查找想要查看的站点信息，通过检测成果列表，可以查看当前水域上的河流名称，检测水位与警戒水位等，河道断面图可以查看当前水位、警戒水位和保证水位断面图，并且通过河道数据建模，可以查看河床断面情况，河床的海拔高度等，还可以查看当前站点的监测图片，可以验证数据的准确性，通过3D建模数据以后，可以查看当前河道的三维建模图，显示当前水位情况，同时可以手动修改水位上涨与下降情况，模拟水位上涨以后的河流淹没情况，可以对一些防汛情况作预测，提前判断防洪信息。

 

 

四.9.4.2 水位监测

通过水利综合管理平台，可以对前端监测的上下游水位进行监管，通过智能AI技术，配合水尺，可以主动将目前水位读出并进行传输，设备将水位数据读出以后与预设水位数据对比，一旦水位升高到预定位置，可以进行主动预警，监管人员可以迅速介入，确保水位控制在正常范围内，避免出现上下游水位异常。

 

 

四.9.4.3 水质监测

支持水质成果展示，支持对指定站点的指定时间范围内的水质数据进行列表，图表展示，包含酸碱度、电导率、水温、溶解氧、浊度、氨氮、总氮、总磷、化学需氧量，支持选择站点、近七天、近30天、自定义时间段的水质信息图表展示；支持水质数据统计图，可切换展示水质各项子数据的数据变化，及其阈值信息的展示；

 

四.9.4.4 水面漂浮物监控

水面漂浮物视频监测模块的主要功能就是对该断面位置水面上的漂浮物进行监控识别和报警。

水质/漂浮物溯源，可针对水质、漂浮物的报警，进行平台溯源和推导，追溯水污染源头，精准定责。

水质/漂浮物推导，可对水质、漂浮物的报警进行运行轨迹推导，推演经过下一站点的时间，并通知相关人员进行打捞，维护河道清洁。

支持展示该站点最新的漂浮物图片及其相关信息，支持播放漂浮物采集时的历史视频；

模块主要是利用无人值守的全天候的400万44倍超星光全光谱的摄像机，采用AI智能图像检测分析技术，从监控摄像机所捕捉的大量序列图像中排除船只等非污染漂浮物，再检测是否有水葫芦、垃圾、死畜禽等较大体积或面积的漂浮物的存在，并将漂浮物从其他背景中分离出来进行记录和推送报警信息。以便于管理单位及时对河面漂浮物来源情况进行分析处理。

图像的识别需要采用AI智能图像检测分析技术，揉合和图像处理技术、计算机视觉技术、计算机图形学、人工智能、图像分析技术等等多项技术，能从大量视频资源中挖掘有价值的东西，还能通过设置一定的条件和规则，对物体进行判定、分析和报警。要求具有学习功能，可以通过案例和素材不断提升系统的判别能力。

 

四.9.4.5 河湖流速监测

针对不同河流湖泊的监测需求，通过部署可视化流速监测仪，雷达流速仪，对接平台，可实现湖泊流域的流速监测。

 

四.9.4.6 闸门启闭监测

平台还可以进行前端闸门状态监测，支持展示当前站点监控闸门的抓拍图片、水库闸门泄洪曲线图表显示、水库闸门信息列表信息；实时时监管各个闸门的运行状态，确定所有闸门运行平稳，能及时起到蓄水与泄洪的功能，保证不会产生洪涝灾害。

 

四.9.4.7 报警事件（含漂浮物溯源）

四.9.4.7.1 查看报警事件

支持报警事件的查看，根据自定义时间段、报警类型可查询全部、漂浮物、坝前堆积物、站前拦网堆积物、盗采河砂触发的报警视频。

 

四.9.4.7.2 漂浮物溯源

通过漂浮物报警下方溯源按钮，进入漂浮物溯源模块。

 

点击站点，可查看站点该站点在预计时间段的报警图片，若找到与当前漂浮物相同的漂浮物，点击确认漂浮物，若没有找到漂浮物，点击未找到漂浮物，点击后可继续往上游进行溯源。

 

若连续两级上游为发现漂浮物或者连续两级上游没有漂浮物报警数据，则为溯源已完成状态，溯源已完成时，鼠标悬浮到已确认站点上面，可以查看确认过的漂浮物信息，并可以跳转到该站点或者删除此记录。

 

四.9.4.7.3 漂浮物推演

点击漂浮物下方推演按钮，进入漂浮物推演页面。该页面展示了疑似漂浮物位置和各站点预计流经时间段，点击站点，默认播放疑似漂浮物位置下游站点视频，点击站点可查看站点通道视频，并可以进行云台控制。

 

四.9.4.7.4 漂浮物查看结果

已完成的漂浮物溯源，可查看已确认漂浮物站点在地图上的位置信息，点击地图站点，可查看漂浮物图片、播放录像等。

 

四.9.4.8 站点报警（含水质异常报警溯源）

四.9.4.8.1 查看报警信息

支持自定义时间段查询站点报警信息，报警类型包括：暴雨预警、超警戒报警、提高警惕报警、准备转移报警、转移报警、数据异常报警、流量超警戒报警、水质异常报警。

 

 

四.9.4.8.2 水质异常报警溯源

点击水质报警记录“溯源”，进入水质溯源模块。（只有设备自动上报的水质数据才可进行溯源、推演、查看结果等操作，手动发布的水质报警以及其他报警都不可进行溯源、推演、查看轨迹）。

 

 

图 水质溯源

点击站点可在上方折线图展示选中站点的水质数据，点击折线图上的标记点，可确认是否为同一污染物。确认完可跳转到该站点继续溯源，若连续两级上游为发现污染物或连续两级上游没有报警数据，则为溯源已完成状态，溯源已完成时会标注疑似污染物源头。

 

图 确认是否为同一污染物

四.9.4.8.3 水质异常报警推演

点击列表水质数据“推演”，进入水质推演页面。该页面展示了疑似污染物位置和各站点预计流经时间段，点击站点，默认播放疑似污染物位置下游站点视频，点击站点可查看站点通道视频，并可以进行云台控制。

 

图  水质异常报警推演

四.9.4.8.4 水质查看结果

点击列表水质数据“查看结果”，进入查看轨迹页面。该页面展示已确认污染物的站点在地图上的位置。

 

点击地图上的站点，可查看该站点确认过的水质数据信息。

 

四.9.5 首页界面

首页分别展示流域地图、水质数据、水文数据、站点实时视频、漂浮物报警、报警数量、水文水质历史曲线，点击地图站点，大屏整体联动。界面比例、地图内容和信息，根据现场需求定制。

 

四.9.6 河长制页面

河长制分别展示流域地图、站点信息、巡河情况、河流问题、水量信息、专项行动、国考省考断面水质数据。界面比例、地图内容和信息，根据现场需求定制。

 

四.9.7 报警发布

报警发布，支持发布报警、一键消警、开启人员活动警戒、关闭人员活动警戒功能。支持多种报警联动，包括：联动录像、联动预置位、联动电视墙、联动短信通知、联动用户确认、联动电视墙、联动对讲、联动邮件、联动布撤防、联动字符叠加、联动app推送、联动抓拍、联动语音、联动录像回传；

支持警戒管理，提供警戒联动、警戒预案；

支持报警发布，可以发布暴雨报警、超警戒报警、提高警惕报警、准备转移报警、转移报警以及自定义报警，并有多种发布方式可供选择。最多支持100个预警站同时发布报警；

支持批量报警功能：支持在平台上快速批量发布报警、支持在地图上批量发布报警、支持手机客户端批量发布报警；

 

Ø 联动录像

当某通道视频发生报警时可联动录像，记录视频通道报警时刻的录像信息，为时候查证留下证据。

Ø 联动预置位

当某通道视频发生报警时，可联动其周边的球机进行预置位调用，将球机的视野调整至发生报警的视频区域，查看报警场景。

Ø 联动电视墙

当某通道视频发生报警时，可联动电视墙进行输出，在大屏上显示该报警视频画面，直观显示报警情况。同时可联动电视墙进行切换。

Ø 联动用户确认

当某通道视频发生报警时，可联动用户进行确认操作，用户可选择删除、清除所有或上传上级域等操作。

 

联动用户确认

Ø 联动主机对讲

当某通道视频发生报警时，可联动主机进行对讲。

 

其余联动动作如下：

l 联动报警柱

l 联动布撤防

l 联动字符叠加

l 联动上传上级域

l 联动APP推送

l 联动抓拍

l 联动声音

四.9.8 巡检上报

巡检上报主要展示手机端巡河上报的数据，页面分为上方查询区，下方数据列表区。数据列表有操作列。

 

四.9.9 系统设置

水利综合管理平台具备完善的权限管理机制，可针对不同用户设置不同权限，可精确到视频通道进行设备。平台权限管理采用多级管理机制，将用户、角色、组织进行有机串联，简单便捷。

支持在系统设置中，对河道管理、地图配置、报警类型管理、应用场景管理、站点数据管理、水利阈值设置、水质阈值设置、默认站点设置、回传设置等进行水利相关信息管理，同时可录入河长制大屏数据、报警推送以及企业微信配置，支持推送报警消息到企业微信；

 

四.9.10 手机远程客户端

水利综合管理平台支持手机客户端远程访问，APP包含地图、站点、报警、设置四大模块，支持ios和安卓系统,可实现地图显示站点位置及其实时报警状态、批量发布站点报警；手机客户端登录可实现视频实时预览、实时和历史数据查看、站点信息、报警管理、地图定位等功能。

四.9.10.1 地图

用于显示当前用户位置，监控站点位置信息和站点报警提示，还包含了巡检上报功能；支持手势捏合操作可查看到全部监测站点信息，正常情况下站点图标为蓝色。当站点发生报警时站点图标会变为红色闪烁，提示当前站点发送报警。

 

登录界面                 地图展示

点击【我要上报】进入上报页面，可选择上报类型，添加问题描述，上传图片，上传视频。点击【上报记录】进入上报记录页面，可按报警类型、处理状态、开始时间和结束时间等条件查询。

 

巡查上报                   上报记录

四.9.10.2 站点

站点模块中包含站点列表、降雨量统计、发布报警，点击站点可查看该站点的实时数据和历史数据，当前报警状态，可以一键消警，还可发布报警，查看实时监控和回放，支持实时视频3D放大。

四.9.10.2.1 站点列表

 

站点信息

四.9.10.2.2 实时数据

实时数据包含：

1. 站点信息：站点名称，行政区划，水系。

2. 实时数据：当前水位，警戒水位，降雨量，降雨历时。

3. 水质数据：酸碱度，电导率，水温，溶解氧，浊度，氨氮，总磷，总氮，化学需氧量。

 

实时数据

四.9.10.2.3 实时预览

进入实时预览页面，可查看现场视频，可以切换通道，发起实时对讲，发布报警，可查看回放，抓拍，录像，云台控制，3D放大，声音开关。

 

站点实时预览

四.9.10.2.4 发布报警

点击【一键消警】可取消报警。

点击【发布报警】进入发布报警页面，可对该站点发布警情。如下图

 

四.9.10.2.5 历史数据

历史数据：包含降水量，流量、流速，水位和水质数据，可按日、三日、七日和月进行查询。

 

历史数据

四.9.10.2.6 降雨量统计

点击【云朵】进入降雨量统计页面，可查看站点降雨量，支持按区域/水系/站点名称检索，同时支持区域、水系、类型搜索。如下图：

 

四.9.10.3 报警

报警模块中，接收智能水利平台监控下的各种类型报警，如水质异常报警、超警戒报警、暴雨报警等。报警页面展示所有报警消息，默认查询当日报警，可上拉刷新和下拉加载，支持按报警类型、开始时间和结束时间查询。支持报警消息详情查看和消息录像查看。

 

报警列表                       报警详情

四.9.10.4 设置

设置中，可查看实时预览、回放时抓拍的图片和录像文件,本地报警推送设置，退出登录。

 

设置及文件管理

四.9.11 智能运维

高清视频监控系统能否真正发挥在立体治安防控体系中的作用，不仅要重视整体规划、顶层设计、设备选型和建设质量，运行维护也至关重要。设备和系统出现异常甚至故障不可避免，但及时发现故障并准确排除恢复，是系统能够长期稳定运行的关键因素，因此，为视频监控系统配置系统运维管理平台，能够使维护部门在统一管理前端摄像机和NVR的基础上，实时获取设备在线状态，通过可视化的运维管理界面，了解系统及各类设备当前的运行状况，当系统或设备运行异常，如设备异常离线、网络故障甚至图像质量变差时，记录汇总并提供报警提示，用户可根据故障数据和资产管理数据进行统计分析采取维护措施。

在首页页面中可以对设备故障率、监控点在线数、不同设备类型在线率、视频诊断结果统计、录像正常率统计、监控点在线率这些数据做到一目了然。

四.9.11.1 视频诊断

配合视频质量诊断服务器可实时监测图像质量。视频质量诊断服务器通过平台对前端摄像机的采集图像实时轮巡检测，对场景变换、信号缺失、视频模糊、亮度异常、视频偏色、噪声干扰、画面冻结、人为干扰等异常现象进行自动诊断、智能分析和报警提示，使系统维护人员快速了解异常情况，及时排除设备故障，有效预防因图像质量问题带来的损失和影响。视频质量诊断服务器可检测CIF、4CIF、720P、1080P等多种分辨率，可配置多种检测方案和轮巡计划，诊断项阀值可自定义，支持手动诊断视频，对自动诊断无法检测出的视频问题手动复核。搭配系统运维服务器可实现异常诊断结果的自动报警，诊断结果可列表和图片展示，可播放摄像机巡检前后的录像。

四.9.11.1.1 视频诊断功能

视频诊断类型包括场景切换、信号缺失、视频模糊、亮度异常、视频偏色、噪声干扰、画面冻结、人为干扰正常和异常状态。对于异常视频，用户可以查看报警图片、可以报修，还可以查看通道的实时视频、通道在报警时刻一段时间的历史录像；支持Web方式显示，可实现日志管理、信息查询、辅助报警提示，Excel方式导入设备，任务管理。可以只显示异常的视频通道信息数据，还可以导出excel备份。主要功能说明如下：

1、信号缺失检测

自动检测因前端云台、摄像机工作异常、损坏、人为恶意破坏或视频传输环节故障而引发的间发性或持续性的视频缺失现象。

 

2、视频模糊检测

自动检测视频中由于聚焦不当、镜头损坏或异物遮蔽引起的视野主体部分的图像模糊。

 

3、亮度异常检测

自动检测视频中由于摄像头故障、增益控制紊乱、照明条件异常或人为恶意遮挡等原因引起的画面过暗、过亮或黑屏。

  

4、视频偏色检测

自动检测由于线路接触不良、外部干扰或摄像头故障等原因造成的视频中的画面偏色现象，主要包括全屏单一偏色或多种颜色混杂的带状偏色。

  

5、画面冻结检测

自动检测由于视频传输调度等故障引起的视频画面冻结，避免遗漏现场实际视频图像。

6、场景变换检测

对视频场景变化时设置检测灵敏度，场景变化率超过设置的检测值后产生报警提示。

7、人为干扰

自动检测人为恶意破坏或相机突然移动等现象。

8、噪声干扰检测

自动检测视频图像中混有杂乱的“横道”、“波纹”、或一阵阵杂乱的飞点、刺、线状干扰导致的图像模糊、扭曲、雪花、抖动或滚屏等噪声现象。

 

四.9.11.1.2 视频诊断统计分析

进入系统运维模块-视频诊断统计分析页面，选择组织区域，点击【查询】按钮，查询设置时间段内，区域下被诊断通道的诊断结果表格，以及根据三种不同的统计类型和多种异常类型显示异常次数的柱状图和饼图。统计类型分为三种：设备厂商、所属组织、维护组织。时间设置下面，可以选择异常类型，默认为全选。

 

四.9.11.1.3 视频诊断查询

在系统运维模块-视频诊断查询页面，点击诊断结果下拉框，可选全部、正常、异常，可显示查询区域下诊断通道的当前各项状态信息表格。

 

四.9.11.2 录像巡检

系统可实时监测视频录像状态。配合视频诊断服务器自动从NVR/DVR和集中存储阵列中定时查询各通道的录像状态，包括该通道的当前录像状态、每天录像详细状态、最早录像时间、录像跨度天数、录像是否完整、录像计划检查、录像点播状态、当前存储类型，及时发现录像异常状态，可将查询结果导出成表格进行统计分析。

四.9.11.3 设备状态

系统实时监测平台中各类设备的运行状态。通过水利综合管理平台实时获取设备在线状态，当摄像机、编码器、服务器、智能设备、存储设备、卡口设备、电警设备出现异常离线、网络故障时及时报警，可提供详细的统计报表，直观显示系统中所有设备的运行状况。支持统计数据报表的图形化展示。可按照设备类型和所属组织统计系统中的各类设备状态，包括：设备在线数、视频质量诊断、设备在线率、设备故障次数、设备维修及时率、超时报修单等多种报表形式，支持图形化报表的导出。

实时监测服务器/IPSAN阵列/云存储系统状态。通过SNMP协议可实时监控服务器/存储设备的CPU/内存/网络状态，如CPU占用率、内存占用率、网络带宽吞吐量、磁盘I/O等，可实时感知磁盘总空间、剩余空间、磁盘状态（异常/健康）等，及时报警提示，保证系统正常工作和存储录像。可将各类状态信息导出成表格进行统计分析。可通过各类图标形式直观显示服务器当前各项指标状态。

 

四.9.11.4 网络拓扑

显示平台拓扑架构。可自动生成拓扑图，平台内任意资源（如服务器、摄像机、通道等）可抽象为拓扑图中的各类元素并实时显示当前状态。可设置多种监视指标的阈值，负载情况可通过颜色显示。支持子网管理，可展现多级子拓扑图。

网络拓扑显示

网络拓扑图用于显示某一区域下所有的设备，同时可显示设备的状态，若设备故障，则可看到有红色叹号显示，否则正常显示。单击左侧树某一节点或是双击拓扑图中的区域节点可查看该节点下的设备及区域信息，设备过多的情况可滑动滚动条或是直接拖动设备即可看到全部设备。同时，支持滚动放大缩小和拖动。

四.9.11.5 资产运维

四.9.11.5.1 资产管理

资产管理

实现资产从录入到报废的维护，包括资产的录入、报修、派工、派工单、报废、移除等操作，可按照资产编号、资产名称、录入时间、安装地点、负责人、资产类型、资产型号、资产厂商、历史维修履历等查询资产详细信息，支持数据的导出。

数量统计

可以按照资产所属部门和资产类型统计资产数量，支持资产信息的导入导出。

厂商管理

维护资产厂商的数据字典，可对资产厂商名称进行模糊查询和精确查询，提供资产厂商的增加、删除和修改。

资产报备查询

系统支持对各类设备（如摄像机、编码器、服务器、智能设备、存储设备、卡口设备、电警设备）进行资产报备。

类型管理

维护资产类型和资产型号数据字典，每种资产类型可以包含不同型号，支持资产类型和型号的导入导出，以及资产类型和型号的增加、删除和修改。

四.9.11.5.2 故障维修

故障统计

可以选择不同的时间段，按照资产所属部门和资产类型统计资产故障次数，支持资产故障信息的导出。

系统可实现资产的报修管理和派工管理，对资产维修过程进行登记和跟踪，包括对报修单进行派工操作，对派工单记录维修结果。故障申报管理包括自动报障和人工报障，自动报障是系统自动检测到设备故障，如视频丢失、图像异常、录像异常等；人工报障是系统检测不到而人为发现的一些故障。

 

在故障查询页面，在每条报修单的操作区，点击【资产详细】弹出如下图页面。可以查看资产的详细信息。

 

四.9.11.6 电子地图

可通过电子地图实时显示系统中各类设备运行状况。可在电子地图上查看所有设备的运行状况，可按照设备类型、组织、监控类别快速搜索。可在电子地图上直接进行故障报修、报修历史查询、录像回放、实时视频播放和实时抓图等操作。

 

第五章 部署要求

五.1 选点原则

随着视频监控技术越来越多应用在各个场合，对于不同环境和监控目的，监控设备的安装点位选取原则也有所不同。针对本次系统设计，前端设备的安装位置选择应遵循以下原则：

1、避免强光直射，造成曝光过度，画面不清晰等问题；

2、避免周围物体妨碍云台正常旋转；

3、安装位置应适宜取电和施工，避免在水泥和沥青公路的开挖扩建；

4、安装视野避免目标区域存在监控死角，实现全天候、全封闭、无盲点监控；

5、安装位置要避开电缆，便于减少干扰；

6、监控视野内不得有遮挡重要监视目标的物体，例如树枝树叶等；

7、安装位置在监视目标附近且不易受到损坏的地方；

8、安装位置不影响现场其他设备运行和周围人员正常活动；

9、禁止安装位置位于住宅门口，不得壁装；

10、选取视野开阔地带，面对闸口；

11、立杆高度要根据实际情况进行调整；

12、禁止选择土质松软地带取点安装，避免线路敷设或顶管存在的安全隐患。

五.2 安装部署要求

监控杆高度及横杆长度根据现场河道设计安装，可参考安装监控杆高度3米、4米，或根据实际需求设置安装高度，常规情况建议太阳能板安装在摄像机上方。摄像机安装角度上下±30°，左右±10°内可有效识别水尺，需要根据实际场景调试角度。

五.3 水尺兼容说明

水尺材质各有不同，通常采用贴在水库边、桥墩、或水边合适建筑上，请在选择设备时注意水尺兼容性问题。