AI赋能智慧水利大数据信息化平台建设和运营解决方案

AI赋能智慧水利大数据信息化平台建设和运营综合解决方案AI赋能智慧水利大数据信息化平台建设和运营综合解决方案AI赋能智慧水利大数据信息化平台建设和运营综合解决方案系统综述项目背景水是万物造化之本，水是生命运化之源，水多、水少、水脏为水利永恒的三大主题。水域之广泛，设施之广布，涉猎之繁复，历史之悠久，上述李冰都江堰之千年弥新，近看南水北调三峡之智慧陈出，水利科技的发展一直推动着社会的前行，数字化、智能化之智慧水利也时所必须，势所必然。整理制作郎丰利洪水滔滔威胁着我们的生命财产安全；干旱缺水严重影响我们的粮食、饮水安全；绿水青山就是金山银山，水环境污染已经破坏了固有生态，我们的生存环境日趋恶化。三大水问题严重制约着我们社会乃至经济的安全、稳定和发展。整理制作郎丰利。为了治好水，管好水，用好水，趋利避害，造福人民，让有限的水资源更有利于国家社会经济的发展，最大化保障民生的适宜和美好，国家在全面加大水利工程建设的同时，长期而深入的开展水利信息化建设。“国家防汛抗旱指挥系统一期、二期”、“山洪灾害防御非工程措施建设”、“中小河流水文监测能力建设”、“水资源监测及调度管理能力建设”“饮水安全保障信息化”、“水利工程移民信息化”、“水土保持信息化”、“水利工程建设管理信息化”“农村基层防汛预报预警系统建设”、“河长制、湖长制建设及管理”、“智慧水网”、“智慧水利”。林林种种三十年的探索、拼搏与沉淀。融合了现今最先进的信息技术：通讯网络、信息安全、空天地遥感、空间解析（GIS）、虚拟现实（VR\AR）、影像解析、视频监控、遥测监控等等。构建并夯实了水利信息化、数字化基础，在当今互联网、移动互联、云计算、大数据、人工智能等新技术浪潮推动下，水利也正向行业全覆盖信息化、数字化、可视化、智能化的智慧水利迈进。系统概述在水利事件决策档口，给决策者以最小判断逻辑层次的，精准而客观的可视化形势呈现，是智慧水利的要点和生命所在。凭借二十年影像监控技术的深耕和沉淀，从水利具体需求出发，融合AI人工智能、大数据、云计算、互联网等技术，构建水利行业视频监控和影像解析应用管理体系，实现视频影像资源分布式多级管控机制；基于人工智能影像解析的实时自动监测（包括：水位、漂浮物、盗采河沙、河道垃圾等），并实现前端摄像机嵌入算法，真正意义的一机多能，一机多用；传感器监测与视频监测监控一体化整合（前端监测数据通讯总成，后端平台整体管理）。最终实现影像可视化信息与水利信息系统在机理层面的无缝融合。需求分析中心管控需求视频多元融合，统一管理由于一些水利建设标准不一，各个厂家设备也都不同，需要一个大的平台系统来进行综合管理。多级别分布式管理在市、县级分布构建视频管控分中心，本区域用户在本地分中心连接，避免“通讯链路拥塞，视频卡顿”问题。多级制权限管理严密、严谨的权限管理，首先避免视频被外部调取，造成信息泄密；同时权限按重要程度，设置多级别优先级，保证高级别、应急需求马上能抢到视频监控权。基于事件触发的视频联动机制以往一些视频监控实时单单的视频监管，一些简单的联动、报警、视频分析都无法进行，导致前端视频运用效率低下，因此需要提高视频使用效率，通过智能分析联动视频，进行报警等。智能运维管理随着设备的增多，并且河道都比较狭长，如果靠人来去检测与运维，那么会比较浪费资源，因此需要设备换人，需要设备自主去运维整个系统，当发现问题会主动通知监管人员并作记录，实现智能运维。前端监测需求基于影像智能识别的水利自动监测，其中包括：水位、水面漂浮物、水岸垃圾（异物）、盗采河沙监测预警等。水位监测：可以通过水利系统远程监管与查看当前水位的情况。闸门状态监测：通过水利综合管理平台系统进行远程监管与查看，可以实时查看到当前闸门的开启状态，确保在需要排洪或者蓄水的时候，保证闸门的正确开启。河道漂浮物与垃圾监测：一些河道由于垃圾的堆积，不仅对河道的美观造成影响，还会对生态环境造成破坏，甚至会造成河道拥堵，会随时引起河水上溢造成不可挽回的损失。因此需要可以远程实时查看与监管到当前河道的状态，通过智能分析功能，系统可自动判断状态并预警，并通知相关人员进行处理。盗采河沙预防：由于一些利益的驱使，一些违法分子会在河道两边进行河沙的盗采，造成河道两边水土流失严重，河床的升高，严重破坏了当地的生态环境，需要在河道周边进行主动预警，当发现有盗采船只等就会主动预警，同时会周知管理人员，通过远程喊话等及时制止违法行为。野外无光源夜视由于水利系统建设前端大多数都在没有任何光源的室外，因此需要在没有任何光源的情况下，能看清场景的设备。180°/360°广域全景河道监管范围比较大，都属于狭长的区域，想要监控全面，需要建设较多点位，但是这样浪费人力物力，因此需要在河边建设180°/360°广域全景设备。太阳能供电水利前端建设一般都处于无电无网的环境，如果花大价钱来铺设电路与网线，太得不偿失，因此需要前端太阳能或者风光互补等供电设备。设备安全警戒由于设备都在比较偏僻的地段，设备的安全问题需要做好处置，增加警戒设备，安全锁等设备。可以减少财产损失。全面监管由于河道较长，范围广，人力资源比较少，无法进行全覆盖的规模巡检，需要一套完整的全面的监管系统，能对整个需要监管的河道进行更好的覆盖监管。建设目标视频监测监控平台统一管理，实现多元影像资源融合一体，全区域分布式多级接入、控制与管理，保证本地接入，就近访问，降低通讯压力，避免通讯拥塞。通过前端设备与后端平台的整体配合，实现前端主动计算与预警，配合后端平台的智能分析等功能，实现河道水位、闸门启闭等，水面漂浮物、水岸垃圾（异物）、盗采河沙等项目的自动监测监控预警。同时通过整个河道的视频监控，可以远程对各河道进行监管，可以及时发现前端警情，通过视频监管与AI技术的加持，大大减轻监管人员的工作强度。设计原则本系统的总体设计应根据国家、地方相关法规、技术标准规范的要求，立足河道地形地貌的实际情况，秉着积极消化吸收国内外先进经验和技术，安全可靠、节俭实用、便于扩展和管理维护的原则进行。本次建设遵循的原则：整体性：系统整体设计应统一规范，功能模块设计必须清晰合理，并能够有效与省水利监管中心、市水利监管平台相融合，实现全省水利一体化、自动化管理。先进性：水利系统的技术性能和质量指标应达到国际领先水平；同时，系统的安装调试、操作使用又应简便易行，容易掌握。该系统集国际上众多先进技术于一身，体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平，适应时代发展的要求。经济性与实用性：充分考虑水利系统实际需要和信息技术发展趋势，根据河道的现场环境，设计选用目前安防市场上占有率高、功能适合现场情况、符合水利要求的系统配置方案，通过严密、有机的组合，实现最佳的性能价格比，以便节约工程投资，同时保证系统功能实施的需求，经济实用。可靠性：系统基于可靠的网络通信技术，能确保系统级别的高稳定性和可靠性，满足7×24小时、全年365天的全天候长期稳定运行。安全性：系统的建设需要融合以往建设经验，结合水利的具体应用需求，使用具有成熟应用实践的软件平台架构确保系统的健壮性，选用具备高可靠性、高安全性，具有数万小时平均无故障时间的设备，同时为关键设备、关键部件设计冗余备份。建立健全系统安全稳定运行保障机制、建设系统运行故障预案，全方位多角度保障系统的顺利运行。同时，还要考虑对人体的安全。规范性：控制协议、编解码协议、接口协议、视频文件格式、传输协议等应符合相关国家标准、行业标准和行业的技术规范。开放性：由于水利系统涉及多方监管问题，本系统需充分市级水利监管、省级水利监管需求，提供平台对接接口，让各部门共同参与应急事件并进行协同指挥。可维护性：所设计的系统和采用的产品应该是简单、实用、易操作、易维护。系统的易操作和易维护是保证非计算机专业人员使用好本系统的条件。并且，系统应具备自检、故障诊断及故障弱化功能，在出现故障时，应能得到及时、快速的维护。设计依据《视频安防监控系统技术要求》（GA/T367-2001）《视频安防监控系统工程设计规范》（GB50395-2007）《入侵报警系统工程设计规范》（GB50394-2007）《信息技术开放系统互连网络层安全协议》（GB/T17963）《信息安全技术信息系统通用安全技术要求》GB/T20271-2006《计算机信息系统安全》（GA216.1－1999）《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）《安全防范工程技术规范》(GB50348-2004)《安全防范系统雷电浪涌防护技术要求》(GA/T670-2006)《安全防范系统验收规则》（GA308-2001）《水电水利工程施工安全防护设施技术规范》（DL5162-2013）

系统总体设计总体设计思路本着水利系统的高清化、智能化、实用化等原则，前端设备全部使用水利高清前端，做到高清监控，系统能做到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，同时前端与后端配合智能分析功能，实现水位监测、漂浮物与垃圾的监测，盗采河沙船只的监管等。架构设计逻辑架构水利系统逻辑架构图水利综合管理系统组成主要分为：数据采集层、通讯层、平台层、应用层。数据采集层（需要对接传感器）：数据采集层主要负责各种数据的采集，比如流速采集、雨量采集、气象信息采集、水质采集等等，负责将各种数据量化成系统可知的数字数据，通过485等传输协议与前端设备进行连接，通过前端水利设备将数字数据编码成网络数据，与视频信息一起向平台传输。传输层：通讯层主要负责汇聚视频流与数据的传输，前端设备汇聚上来的视频与采集的数据首先进行汇总，然后通过局域网或者公网进行传输，甚至一些项目还要用水利专线进行传输。目前传输介质主要由下面几种方式：1、广域网水利专线传输此种传输方式是最稳定的方案，需要运营商针对项目情况进行专线建设，自建一个较大的局域网，此方案传输视频高清稳定，不会发生网络拥堵情况。但是建设费用比较大，施工周期比较长。2、4G公网传输此种传输方式施工便利、建设费用较低，但是由于公网特性，网络带宽不稳，容易造成网络拥堵、掉线，视频传输质量较差，不能稳定的进行数据的传输。3、AP内部组网由于河道建设铺设网络比较困难，不仅施工难度大而且成本投入较大，因此在内部组网时候可以采用AP无线传输方案，目前AP无线传输比较成熟，并且传输距离也大大增加，并且一般河道建设都是在比较空旷地带，无任何阻碍传输的建筑物等，这种环境可以大大的增加AP的传输距离与稳定性，比如采用点对点方式传输，可达10KM以上的传输距离，这样建设可以大大减轻施工难度，只要在响应杆体上安装好发射端与接收端位置，调好方向，并且可以大大减少施工成本的支出。平台层：平台层主要负责整个系统的硬件支撑，下面汇聚点的视频与数据通过传输层上传到平台端，总控设备管理整个流程，数据经过存储、转发解码、上墙等可以将水利前端视频进行显示，同时针对视频数据还可以做进一步的分析，比如智能分析服务器可以对前端水位视频进行数据的读取。应用层：应用层主要是针对与使用方的交互界面，比如河长制监测系统、灌区监测系统、河道采砂管控系统、山洪灾害监测系统等，都会在应用层进行体现，是我们使用方与底层数据之间的交互桥梁。系统架构本次设计水利监控系统架构图如下图所示，整体系统采用多级分布式管理体系，设置省、市、县三级平台架构，视频节点按就近原则上传，各个水利前端首先接到县级平台，县级平台在通过专线接到市级平台，市级平台通过专线接到省级平台，可以进行本地运行，有效避免通讯阻塞，还能实现视频信息共享。视频上传到监控中心以后，可以使用大屏显示系统与解码拼控系统进行各个监控画面的显示与拼接等。关键技术应用AI智能检测分析技术郎丰利整理制作。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，并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。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。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。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。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。系统特色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、盗采河沙等，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。盗采河沙：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沙活动，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。平台多元融合分布式多级管控平台集成标准规范的视频接口，标准的28181与onvif等视频协议，可以直接对接市面上大部分的前端设备，直接使用。平台支持多级权限管理与级联，各个平台不仅可以连接下面的视频，还能与上级平台做连接，配合权限管理，可以达到分布式多级管理。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。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。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。

系统详细设计水利球智能分析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。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（deeplearning）网络中的卷积神经网络CNN（ConvolutionalNeuralNetworks）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：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-BasedAdaptiveSegmenter)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,HistogramofGradient)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：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。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、河岸垃圾检测、盗采河沙等功能。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。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。系统组成前端系统主要由前端设备、4G无线接入终端、存储等设备组成。系统拓扑图如下：前端系统主要组成部分有：前端设备——安装在电站水库干堤处，作为监控监测河道的前端采集设备，前端为水利球机与水利一体机。网络传输设备——根据现场情况选择使用交换机做有线传输，或者使用4G无线终端进行无线传输。防雷接地装置——针对前端设备及网络传输设备的防雷接地使用，包含网络、电源防雷等设备。4、设备箱——用于放置设备电源、网络传输设备、防雷器、PDU电源插座等设备，尺寸满足设备放置要求。5、立杆、支架——监控设备的安装立杆，高度满足实际要求。监控设备的安装支架，外形满足实际安装要求。6、构件及线缆——设备安装所需的构建和线缆，包含网线，电源线，控制线等部署时所需要的全部线材。7、高速存储卡——放置于前端设备内，存储前端设备采集的各类数据。8、存储NVR——放置于前端设备箱内，进行前端视频的存储。9、太阳能板、电池——前端不方便取电的，可以使用太阳能电池板与蓄电池组合给设备供电。系统功能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。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。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。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。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%。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。安全防范功能前端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。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。太阳能供电子系统设计依据主要依据系统电量平衡进行设计，最大程度的保证负载供电不间断。同时考虑气候、温度等环境条件，设计相应部件的功能和环境适应性。用电需求：太阳能充不上电的情况下，需要支撑5个阴雨天；设备功率40W,每天工作24小时；设备的供电电压为AC24V。系统设计太阳能发电系统工作原理系统原理图负载用电量计算日用电量：40W×24h=960Wh5日用电量：960Wh×5=4800Wh太阳电池组件设计3.3.1太阳电池组件功率根据日耗电量及发电最差季节的有效日照小时数可以计算太阳电池组件的需求量为：960Wh/3.5h=274W。考虑各种损失，系统效率按0.8计算，274W/0.8=342.86W。考虑系统恢复系数，太阳电池组件可以选择180W的类型,数量为2块。当地日照数据3.3.2太阳电池组件倾角根据本项目的使用地点，负载用电为恒功率负载，而冬季时的光照条件最差。所以太阳电池组件倾角按冬季条件进行设计和考虑，太阳电池组件50度的倾角是最佳的。50度及0度倾角条件下的太阳电池组件冬季的辐照情况如下图。50度倾角情况0度倾角情况蓄电池设计根据蓄电池特性，铅酸蓄电池按70%DOD进行计算，锂电池按95%DOD进行计算，本次拟选择铅酸蓄电池方案。根据满足连续5个阴雨天需求及负载耗电需求，即满足连续5个阴雨天需要配置的蓄电池容量为：6857.1Wh，根据系统电压为24V，最小容量为6857.1Wh÷24V=285.7Ah，规划容量300Ah。电池类型选择免维护胶体蓄电池，规格选择180Ah/12V的蓄电池，蓄电池的数量为2块。根据蓄电池的实际工作条件，蓄电池可以满足5年左右的使用需求。蓄电池可以适应室内-15℃使用要求，对应曲线如下图9。蓄电池容量与温度的关系控制器选型为了提高系统效率，控制器选择具有MPPT功能的充电控制器。控制器的额定充电电流选择20A，额定电压24V，根据180W太阳电池组件的电性能参数，可满足要求。太阳能配置参数名称参数设备功率40W设备供电电压24V设备工作时间每天24h不充电能持续工作时间5天电池板功率180W每套需求电池板数量2块电池板倾角50°蓄电池类型铅酸蓄电池蓄电池电压12V蓄电池容量180Ah每套需求蓄电池数量2块控制器充电电流20A控制器额定电压24V24VDC/24VAC模块1台传输系统设计系统架构（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。

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。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。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，相当于水利系统的县级。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，接入下面各县的水利视频，相当于水利系统的市级。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，接入下面各市的水利视频，相当于水利系统的省级。存储系统设计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。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2Mbps码流计算，存放1天的数据总量2Mbps÷8×3600秒×24小时×（1天）÷1024≈21GB高清200万统一按平均2M码流进行计算：视频存储时间按30天计算，存储容量=21G/天×30×XXX台/0.8≈XXXXTB。显示系统设计LCD大屏显示系统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。LCD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。LCD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(LiquidCrystal)采用此类液晶制造的液晶显示器也就称为LCD(LiquidCrystalDisplay)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。LCD拼接屏优势及特点高亮度与TV和PC液晶屏相比，LCD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LCD液晶屏的亮度可以达到800cd/㎡(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。更宽的视角PVA（PatternedVerticalAlignment）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)。亮度均匀，影像稳定不闪烁由于LCD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，LCD亮度均匀、画质高而且绝对无闪烁。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。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。环保健康与背投式(包括CRT背投、DLP等)拼接墙相比，天地伟业LCD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。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。120HZ倍频刷新频率天地伟业LCD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。更长使用寿命普通的NB、PC及TV使用的LCD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LCD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。LCD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：建设效果示意图解码拼控系统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。系统功能多种输入输出支持网络编码视频输入、VGA和HDMI信号输入。支持VGA和HDMI信号输出。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。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。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。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。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。

水利平台设计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、河道垃圾监测等。目录服务器系统对前端进行公网传输的设备进行注册，利用ID码来进行设备的识别，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。分布式架构水利综合管理平台拥有分布式体系架构设计，多级架构，每一级平台均可实现局部自治，在结构上不存在系统故障点，当上级平台出现故障，下级单位仍可继续工作，任意局部故障不会影响系统的正常工作。平台服务器之间可以灵活设定上下级关系，按照行政隶属关系划分层级，全网中的层级数没有限制，设计上没有系统容量的限制。平台采用目录分布式对象管理技术，将各种图像资源对象（用户、摄像机、监视器、编码器、矩阵、配置等）都存储在目录数据库中，每个对象在全网中都有唯一的名称，真正实现统一资源和统一编号。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（存储点播服务器）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。兼容性平台采用开放式分层的组件化的软件体系结构，能够在不改变上层应用软件的基础上，通过加载驱动，实现和多个厂家不同型号编码格式的视频编码器、硬盘录像机进行互通；实现和多个厂家不同型号多码流方式的网络摄像机的互通。平台采用统一的设备控制接口，可兼容国内外主流DVR及IPC产品。其他品牌的数字平台提供相应的通信接口与SDK包后，本联网平台可级联其他品牌的数字平台，实现其他品牌的数字平台级联的图像资源在本平台的调看与控制，且不破坏原系统的稳定性。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。

视频监控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：支持B/S和C/S双模式客户端，可自定义不同通道组合的个性化视频预览模式，灵活多样。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。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。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。支持视频通道名称关键词和拼音首字母快速检索。支持多标签视频通道浏览，扩展同时浏览的摄像头数量。支持多屏/分屏显示视频预览/录像回放/电子地图。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。多屏图像浏览，支持多个扩展屏输出图像。支持窗口模式、最大化模式的显示方式。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。任意显示窗口可以接收从任意客户端推送过来的显示画面。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。客户端之间可对讲。可查看录像存储系统的运行状态。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支持实时浏览的电子放大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。实时视频控制支持远程实时控制。快捷键切换显示视频。支持PC键盘，可通过键盘鼠标进行PTZ、切换视频的操作。支持专业键盘，可兼容专业键盘进行PTZ、切换视频的操作。云台转速，通过拖动标志条，可调节云台转动速度。预置位设置/调用。变焦控制，使用放大或缩小按钮，以达到所需的场景。调节光圈，调节微焦。可通过界面按钮控制前端摄像机的外罩雨刷。可同时选中整个视图中的录像启动或停止录像。手动启动或停止轮巡。客户端可以随时在录像回放和实时视频直接切换。实时显示抓图，便于取证。支持矩阵宏命令调用。录像查看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。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：支持1/4/9及自定义多画面同步录像回放和速度调节。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。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。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。时间检索，输入时间精确定位到录像的某一时刻。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。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。录像档案支持录像档案名称进行模糊检索。录像档案列表默认按时间顺序排列，方便直观的按照秒级回放下载，录像下载支持断点续传、批量下载、人工暂停、人工恢复操作支持报警日志关联录像回放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。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。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。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。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。区域概况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。单站综合信息单站综合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。报警联动报警联动可根据监控点位的报警情况进行不同类型的联动操作，可将电子地图、电视墙、声音、短信等监控中心常用报警动作进行串联，提示管理人员。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。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。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。联动电子地图当某通道视频发生报警时，可联动电子地图进行提示，提示类型可以为闪烁，视频，信息等。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：联动报警柱联动布撤防联动字符叠加联动上传上级域联动APP推送联动抓拍联动声音权限管理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。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，手机客户端登录可实现视频预览、远程回放、报警管理、文件管理等功能。视频预览远程回放平台数据监测水位监测通过水利综合管理平台，可以对前端监测的水位进行监管，通过智能AI技术，配合水位尺，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。闸门启闭监测平台还可以进行前端闸门状态监测，实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。水面漂浮物监测利用智能AI技术，平台配合水利前端可以实现水面漂浮物监测分析，水利前端设备首先会对采集到的画面进行初步分析，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。前端设备建模以后，将数据传输到后端分析平台，平台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，进而确定水域漂浮物状态而报警。水岸垃圾监测前端设备在巡检的过程中，会设定预置位，周期性的巡检所关注的河道周边，监管人员可以在监控中心时刻关注着前端河道情况，如果发现有较多的垃圾堆积以后，平台可以直接查到相关河段的第一负责人，并且会显示相关负责人的详细信息，监管人员可以第一时间进行任务通知，各保洁人员会收到相关的任务信息，然后将此河道周边垃圾进行处理。盗采河沙监测预警针对存在较大风险盗采的地方，可以进行盗采布控，首先在前端划定监测区域，并且静止时间可设，当正常航行船只经过时，小于设置监控事件船只正常通过，但是当有盗采船只在盗采并且停留时间超过预设时间，前端设备会开启声光预警，警示盗采人员，同时警情上传平台，可以联动弹窗，第一时间通知监管人员，监管人员可以远程喊话制止，如果仍不停止违法行为，那么监管人员可以进行出警围捕，同时对违法行为进行证据保留。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。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。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。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。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。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。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。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。资产运维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。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。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