北京金涛思创：水文监控方案

　　一、问题提出

　　水文事业是国民经济建设和社会发展的基础性公益事业。水文是水资源开发利用管理与保护、防治水害以及工程建设规划、设计、施工、管理、调度的依据。水文站是收集水信息的基本站点，因此水文站网又是水文工作的基础。

　　科学地布设水文站网，利用有限数量的测站，依靠其整体功能，提供水文要素空间具有一定精度的水文特征资料，是整个水文工作的重要基础。通常把水文站网的规划、建设看作是整个水文工作的全局性战略部署工作。

　　水文站网按照统一的技术标准，持续地对我国江、河、湖、库的地表水、地下水的水量、水质等进行观测，并对资料进行整编;每年收集 6 亿多条水文水资源数据，到目前已积累了大量宝贵的水文水资源资料，在工程建设规划、设计、施工、管理、调度和水资源开发、利用、管理和保护等方面发挥了十分重要的作用。

　　水文测报是防汛抗旱的耳目和参谋，每年汛期，由于水文系统提供了准确而及时的水文情报预报，为防汛指挥决策提供了重要的依据，为防汛减灾做出了重要的贡献。据统计，仅在一九九八年长江、嫩江、松花江等流域大洪水和特大洪水期间，水文测报减灾效益达800多亿元。

　　二、水文站网目前存在的问题

　　1、站网密度低且分布不均

　　我国水文站网密度低，为每万平方公里3.8站(按流量站计)，总体站网密度低于或接近世界气象组织提出的"容许最稀密度"(即收集防汛抗旱和水资源开发、利用、管理、保护所需基本信息而需要的最低水文站网密度)，与发达国家相比则差距更大(美国平均每万平方公里19站，是我国的5倍)。

　　全国站网发展不平衡，西部待开发地区站点稀少;随着国民经济的建设和社会的发展，水文站网调整补充滞后，站网布局不能适应形势的发展和环境的变化，东部平原区现有站网不能控制水量和水质的变化情况，城市水文监测站网不能满足城市防洪和城市水资源管理的要求。

　　2、水文基础设施设备薄弱

　　水文信息采集的基础设施是水文工作的基础和重要手段，目前我国水文基础设施薄弱，存在的主要问题是：水文信息采集仪器设备落后，品种、性能、数量满足不了现代化的需要;长期自记及其实时传输、计算机数据处理的配套系统还有待推广普及;测站设备老化、失修，许多水文站测洪能力低，不能适应防汛要求。

　　全国有一半以上水文站建于50年代以前，80%以上建于70年代以前，站房中危房很多;缆道、过河索大多建于六、七十年代;水文测船中70%以上打造于80年代以前，甚至还有人力木船;水文(位)站的水位自记井集中建于七、八十年代 ，占总数70%以上。

　　我国水文系统测报仪器设备年久失修、老化落后现象十分严重，全国有35%水文缆道二十年未大修，79.4%的测船无动力设备，51.2%的机动测船带病作业;常规测验仪器落后，仍维持在七八十年代的水平上。根据有关规定，大多仪器设备都已达到或超过使用年限。

　　水文基础设施设备测洪标准低，直接影响到测报的精度和成果质量。全国大部分测站主要测流设备缆道和测船的测洪能力只能抵御10年一遇的洪水，能抵御20年一遇以上洪水的测站仅占42.5%，能抵御30年一遇以上洪水的测站不到10%。

　　3、站队结合及巡测工作进展缓慢

　　按照规划，全国站队结合基地为 480 个，据统计道目前已建成 315 个基地，但由于经费不能完全到位及建设标准低，很多基地为"半拉子工程";水文巡测仪器设备、交通工具等配备标准低、数量少，不能满足巡测工作的需要。

　　4、西部有大片的空白区

　　我国广大的西部地区，到 1999 年底，共有国家基本水文站 1138 处，每万平方公里只有 2.07 个站，是我国东部地区站网密度的三分之一，许多河流和防洪城市无水文站控制。由于站点偏稀，难以掌握区域内水资源分布状况，难以控制水量和水质变化情况。

　　5、平原区和受工程影响严重的地区存在水帐不清现象

　　例如，珠江三角洲、上海黄浦江流域等，存在着水帐不清现象，影响了国家经济规划。

　　6、雨量、地下水井委托观测资料质量下降

　　由于我国的委托观测费普遍偏低，造成雨量站数量萎缩，资料观测质量滑坡，有个别省甚至影响了报讯。

　　部分数据摘自"中国水文信息网"

　　三、网络监控的解决方案

　　基于目前水文站遇到的诸多问题、譬如水文监测站稀少、设备相对落后等现状，尤其大部分站点均不能实现将现场的水情图像实时传回决策中心(如省水资源科、三防指挥部等)，因此出现重大的讯情、旱情不得不花费大量的时间前往现场了解情况，浪费了宝贵的决策时间,关键时刻：时间就是生命。

　　金涛思创通过高科技手段将有限的人力资源投入到服务于更多的水文站点的远距离水文监控，最重要的 视频监控 LE系列能够将远端被监控点的全实时图像实时传回您的面前。她能够适应于24 小时全天候工作、无论白天和晚上，当您需要监视某水文站现场图像时，你可以在省级水文局、或者是市级水文局，乃至现场站点的任一计算机上显示相应水文站的现场图像，而这一切，仅需您移动一下鼠标即可实现。

　　下图为 视频监控 应用于水文站点远程实时图像监控的系统组成图。

　　四、系统描述

　　系统组成

　　1、 现场视频采集单元

　　2、 传输网络

　　3、 视频存储单元

　　4、 远程监视单元

　　模块功能

　　现场视频采集单元 由高倍变焦可遥控摄像机(比如220倍变焦、水平355度、垂直90度范围移动)、高亮度探射灯、云台/射灯控制解码器、视频传输服务器构成。它能够将现场几十米至壹千几百米范围的图像清晰的采集和传输,并且能够清晰的看清位于 200 米内的深水尺桩的标记，而高亮度的探射灯能够使你在夜间仍然能够看清现场实况包括水尺桩的读数。探射灯通过远程开关指令实现接通与断开。

　　安装于全天候防雨箱内的 LE Series网络视频服务器将摄像机模拟图像以高清晰度、低带宽占用传送到市级水文局。LE Series网络视频服务器 采用目前最先进的 MPEG4 压缩方式，实现在极低的带宽占用下传输高品质的图像成为可能。实测：在图像相对静止、每秒传送 25 帧情况下仅占用约 70k~100kbps/秒的网络带宽，传输全动态视频图像情况下，也仅为200k~380kbps/s 的带宽占用。

　　由于极低的带宽占用和高清晰度的图像，LE Series 适合大面积范围的布署。

　　传输网络

　　可采用DDN专线、帧中继以及光纤网络，对于网络未敷设的地区，您也可以选择通过 ISDN 以及ADSL、PSTN 来传输现场图像。保证传输较好图像品质，建议网络带宽不低于 256k。

　　视频存储单元

　　LE Series 提供长期视频存储与回放，使用自定义后台数据库方式管理存储录像文件以及各类事件、报警情况。支持多路同时存储、回放及图像按时间快速搜索。录像文件25帧/秒情况下，每天约占用 500MB 硬盘空间。