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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

智慧水利大数据信息化平台建设和运营综合解决方案

智慧水利大数据信息化平台建设和运营综合解决方案
目 录
第一章 系统综述 16
1.1 项目背景 16
1.2 系统概述 17
1.3 需求分析 17
1.3.1 中心管控需求 17
1.3.2 前端监测需求 18
1.4 建设目标 20
1.5 设计原则 20
1.6 设计依据 22
第二章 系统总体设计 23
2.1 总体设计思路 23
2.2 架构设计 23
2.2.1 逻辑架构 23
2.2.2 系统架构 25
2.3 关键技术应用 26
2.4 系统特色 28
2.4.1 一机多能 一机多用 28
2.4.2 平台多元融合 分布式多级管控 29
2.4.3 超星光监控 29
2.4.4 多功能预警 29
2.4.5 全景覆盖 30
第三章 系统详细设计 34
3.1 水利球智能分析 34
3.1.1 水位监测 35
3.1.2 漂浮物堆积智能监测 37
3.1.3 盗采船只智能检测 40
3.1.4 闸门启闭监测 42
3.2 前端采集系统设计 43
3.2.1 选点原则 43
3.2.2 系统组成 44
3.2.3 系统功能 45
3.2.3.1 视频智能处理 45
3.2.3.2 透雾功能 47
3.2.3.3 超宽动态功能 48
3.2.3.4 强光抑制功能 49
3.2.3.5 低照智能分析 50
3.2.3.6 全光谱智能补光 50
3.2.3.7 安全防范功能 51
3.2.3.8 远程语音对讲 52
3.2.4 太阳能供电子系统 53
3.2.4.1 设计依据 53
3.2.4.2 系统设计 53
3.2.4.2.1 太阳能发电系统工作原理 53
3.2.4.2.2 负载用电量计算 53
3.2.4.2.3 太阳电池组件设计 54
3.2.4.2.4 蓄电池设计 55
3.2.4.2.5 控制器选型 56
3.2.4.2.6 太阳能配置参数 56
3.3 传输系统设计 57
3.3.1 系统架构（公网） 57
3.3.2 系统架构（局域网） 59
3.4 存储系统设计 60
3.4.1 分布存储重点备份 60
3.4.2 存储容量计算 61
3.5 显示系统设计 61
3.5.1 LCD大屏显示系统 61
3.5.1.1 系统概述 61
3.5.1.2 LCD液晶拼接屏简介 62
3.5.1.3 LCD拼接屏优势及特点 64
3.5.1.4 LCD液晶拼接屏组成 66
3.5.2 解码拼控系统 66
3.5.2.1 系统结构 66
3.5.2.2 系统功能 67
第四章 水利平台设计 71
4.1 平台特点 71
4.1.1 分布式架构 71
4.1.2 稳定性 72
4.1.3 兼容性 72
4.1.4 可管理性 72
4.2 视频监控 74
4.2.1 视频预览 74
4.2.2 前端控制 75
4.2.3 录像查看 76
4.2.3.1 即时回放 76
4.2.3.2 录像回放 76
4.2.3.3 录像标签 78
4.2.3.4 录像切片 78
4.2.3.5 抽帧存储 78
4.2.4 事件管理 78
4.2.5 存档管理 78
4.3 区域概况 78
4.3.1 区域综合信息 78
4.3.2 流域综合信息 79
4.3.3 概化空间分布 79
4.4 单站综合信息 80
4.5 报警联动 81
4.6 权限管理 83
4.7 手机远程客户端 83
4.8 平台数据监测 85
4.8.1 水位监测 85
4.8.2 闸门启闭监测 85
4.8.3 水面漂浮物监测 86
4.8.4 水岸垃圾监测 86
4.8.5 盗采河沙监测预警 87
4.9 智能运维 87
4.9.1 视频诊断 88
4.9.1.1 视频诊断功能 89
4.9.1.2 视频诊断统计分析 91
4.9.1.3 视频诊断查询 92
4.9.2 录像巡检 92
4.9.3 设备状态 93
4.9.4 网络拓扑 94
4.9.5 资产运维 94
4.9.5.1 资产管理 94
4.9.5.2 故障维修 95
4.9.6 电子地图 96
第五章 项目实施管理方案 97
5.1 项目组织管理 97
5.1.1 建立项目组织管理机构 97
5.1.2 确定项目分工角色职责 99
5.1.3 建立项目组织相关管理制度 102
5.2 项目管理计划 103
5.2.1 综合管理计划 103
5.2.1.1 项目计划编制 103
5.2.1.2 项目计划执行 104
5.2.2 综合变更控制 104
5.3 范围控制计划 105
5.3.1 范围定义及跟踪 105
5.3.2 变更管理 105
5.3.3 变更控制工具 105
5.4 进度控制计划 107
5.4.1 项目进度跟踪 107
5.4.2 项目进度分析 108
5.4.3 项目进度控制 108
5.5 组织机构和人员管理计划 109
5.5.1 人力资源规划 109
5.5.2 项目团队建设 109
5.5.3 项目团队管理 109
5.6 质量保障计划 110
5.6.1 质量保证目标 110
5.6.2 质量保证角色与职责 110
5.6.3 质量保证流程 111
5.6.4 质量保证活动 113
5.7 沟通管理计划 113
5.7.1 沟通计划 113
5.7.2 报告形式 114
5.7.3 相关工具文档 114
5.8 配置管理计划 115
5.8.1 配置管理目标 115
5.8.2 配置管理角色与职责 115
5.8.3 配置管理流程 115
5.8.4 配置项定义 117
5.8.5 配置管理活动 118
5.8.6 配置管理工具 124
5.9 风险控制计划 125
5.9.1 风险识别 125
5.9.2 风险分析 125
5.9.3 风险控制 126
5.10 变革管理计划 128
5.10.1 变革管理方法 128
5.10.2 变革管理成功的关键策略 128
5.11 项目进度计划 129
5.11.1 影响项目进度的因素 129
5.11.2 项目进度制定的原则 129
5.11.3 项目实施进度计划 129
5.11.4 项目里程碑 132
5.12 安全保密计划 133
5.13 文档编制计划 134
5.13.1 项目管理类 134
5.13.2 软件工程类 134
5.13.3 项目支持类 135
5.14 质量保障计划 141
5.14.1 确定质量保证目标 141
5.14.2 质量保证角色与职责 142
5.14.3 质量保证流程 143
5.14.4 质量保证活动 144
5.15 产品交付计划 144
5.15.1 背景介绍 145
5.15.2 客户管理 145
5.15.3 服务人员管理 147
5.15.3.1 服务人员 147
5.15.3.2 服务文化 149
5.15.4 服务流程管理 151
5.15.4.1 前期介入 151
5.15.4.2 系统部署 152
5.15.4.3 数据迁移 153
5.15.4.4 试用 154
5.15.4.5 正式上线 155
5.15.4.6 项目验收 155
5.15.4.7 应急处理 156
5.15.5 服务实体设施 156
5.15.6 产品详细交付计划 158
5.16 项目培训计划 167
5.16.1 培训组织管理 167
5.16.2 培训队伍要求 167
5.16.3 培训对象 167
5.16.4 培训内容及要求 168
5.17 实施风险管理 170
5.17.1 风险计划 170
5.17.2 风险监视 172
5.17.3 风险管理 173
第六章 售后服务及培训 173
6.1 售后服务说明 173
6.1.1 售后服务及响应级别 173
6.1.2 定期现场巡检服务 177
6.1.3 专人值守服务 177
6.1.4 本地化服务 177
6.2 运维服务保障措施 178
6.2.1 项目运维组织机构及职责 178
6.2.2 运维风险预防措施 180
6.2.3 运维突发事情应急措施 180
6.3 服务质量保障措施 180
6.3.1 完善的售后服务体系 181
6.3.2 运行维护制度建立 181
6.3.3 运维知识库系统 181
6.3.4 运行维护队伍建设 182
6.3.5 闭环式服务 182
6.3.6 服务监督机制 183
6.3.7 试运行期间的运维保障 184
6.3.8 免费质保期间的运维保障 185
6.3.9 免费质保期后的运维保障 185
6.4 质量保证范围 186
6.5 售后服务承诺书 186
6.6 售后服务机构网点清单、服务电话 187
6.6.1 售后服务人员配置 187
6.6.2 人员培训计划 188
第七章 施工组织设计方案 190
7.1 施工组织设计 190
7.1.1 综合说明，质量、服务、安全文明施工目标 190
7.1.1.1 质量目标 190
7.1.1.2 服务目标 191
7.1.1.3 安全生产目标 191
7.1.1.4 文明施工目标 192
7.1.1.5 文明环境施工目标 192
7.1.2 主要施工方法；新技术、新材料、新工艺、新设备的应用 193
7.1.2.1 从技术上保证进度 193
7.1.2.2 用现代化技术设备 194
7.1.2.3 建立完善的技术管理体系 195
7.1.2.4 新技术、新工艺、新材料、新设备的应用和计划 195
7.1.3 工程投入的主要物资和施工机械设备情况、主要施工机械进场计划 196
7.1.4 施工设备进场计划 196
7.1.5 工程所用产品进场计划 196
7.1.6 确保工程质量的技术组织措施 196
7.1.7 确保安全生产的技术组织措施 197
7.1.7.1 安全教育制度 197
7.1.7.2 安全检查制度 197
7.1.7.3 安全活动制度 197
7.1.7.4 设备安全管制 198
7.1.7.5 做好施工现场管理 198
7.1.8 确保文明施工的技术组织措施 198
7.1.9 施工顺序、总进度安排及总形象进度示意图 199
7.2 项目管理机构配备 199
7.3 质量及保修服务 199
7.3.1 保修期与保修范围 199
7.3.2 保修责任 199
7.3.3 售后培训 199
7.3.4 售后维护服务 199
7.3.5 接口对接服务 200
7.4 组织管理 200
7.4.1 项目管理方法 200
7.4.2 项目质量管理 202
7.4.2.1 质量管理计划 202
7.4.2.2 质量管理过程 202
7.4.3 系统测试计划 204
7.4.4 测试方案 205
7.4.4.1 单元测试 206
7.4.4.2 集成测试 207
7.4.4.3 系统测试 208
7.4.4.4 用户测试（试运行测试） 210
7.4.5 测试管理 211
7.4.5.1 测试组织 211
7.4.5.2 测试准备 212
7.4.5.3 测试执行 213
7.4.5.4 测试问题跟踪 214
7.4.5.5 文档核查 214
7.4.5.6 测试技术 215
7.5 项目风险管理 216
7.5.1 主要风险列表 218
7.5.2 风险影响分析 218
7.5.3 关键风险分析 220
7.5.4 风险控制计划 220
7.5.5 风险应对措施 221
7.5.5.1 风险应对措施 221
7.5.5.2 其他风险措施 223
7.5.6 项目沟通管理 223
7.5.7 项目决策制度 224
7.5.8 问题与争议管理办法 225
7.6 上线后支持期 225
7.7 施工总体布署 225
7.7.1 施工部署原则 225
7.7.2 2施工准备阶段 226
7.7.3 施工阶段 226
7.7.4 调试交接阶段 227
7.8 施工顺序及工艺安排 227
7.8.1 施工方法 229
7.8.2 质量标准 229
7.8.3 操作工艺 230
7.8.4 应注意的质量问题 231
7.8.5 设备安装要求 232
7.8.6 施工布线规格要求 233
7.9 项目工作流程 235
7.9.1 配电工程 236
7.9.2 抗静电防尘处理 236
7.9.2.1 节能 236
7.9.2.2 防火 237
7.9.2.3 防尘 237
7.9.2.4 防静电 237
7.9.2.5 防水 238
7.9.2.6 防鼠、虫 238
7.9.3 隐蔽工程 239
7.9.4 吊顶工程 239
7.9.4.1 施工准备 239
7.9.4.2 质量要求 240
7.9.4.3 工艺流程 240
7.9.4.4 施工工艺 240
7.9.4.5 施工记录 241
7.9.4.6 安全措施 242
7.9.5 彩钢板墙面工程 243
7.9.5.1 作业条件 243
7.9.5.2 材质要求 243
7.9.5.3 施工机具 243
7.9.6 防静电地板施工准备 244
7.9.6.1 作业条件 244
7.9.6.2 材料准备 244
7.9.6.3 施工机具 244
7.9.6.4 质量要求 244
7.9.6.5 工艺流程 244
7.9.6.6 施工工艺 244
7.9.6.7 成品保护 245
7.9.6.8 安全措施 245
7.9.7 防静电接地及防雷 245
7.9.8 消防系统搬迁 246
7.9.8.1 火灾自动报警系统安装流程图 246
7.9.8.2 电线管敷设及管内穿线工程 247
7.9.8.3 管内绝缘导线的额定电压不应低于500V 248
7.9.8.4 火灾自动报警装置安装 248
7.9.8.5 手动报警装置安装 249
7.9.8.6 火灾报警控制器安装 250
7.9.8.7 消防联动控制装置安装 251
7.9.8.8 系统接地装置的安装 251
7.9.8.9 火灾自动报警系统调试 252
7.9.8.10 气体灭火系统 253
7.9.9 机房环境动力监测系统工程 260
7.9.9.1 机房施工方法 260
7.9.9.2 监测点设备安装位置示意图 261
7.9.9.3 操作间施工方法 261
3.9.9.3.1. 安装设备清单 261
3.9.9.3.2. 设备安装位置示意图 262
7.9.9.4 UPS设备间施工方法 262
3.9.9.4.1. 安装设备清单 262
3.9.9.4.2. 监测点设备安装位置示意图 263
7.9.10 机房精密空调搬迁安装调试 264
7.9.10.1 安装工程界面总则 264
7.9.10.2 现场机组搬运，就位工作 265
7.9.10.3 现场搬运机组时的保护 265
7.9.10.4 场地基本要求 265
7.9.10.5 底座制造与安装 266
7.9.10.6 制冷管道的安装概要 266
7.9.10.7 管道焊接 268
7.9.10.8 管道压力测漏 269
7.9.10.9 加湿，冷凝水管道安装 270
7.9.10.10 室外冷凝器安装 270
7.9.10.11 空调机组安装验收标准 271
7.9.11 设备搬迁 272
7.9.12 DLP系统 273
7.9.12.1 设计联络计划 273
7.9.12.2 项目进度安排 274
7.9.12.3 工程现场环境要求 275
7.9.12.4 项目施工 277
7.9.12.5 系统测试方案 277
7.9.12.6 项目培训、验收 279
7.9.13 呼叫中心系统 279
7.9.13.1 工程前期准备阶段 279
7.9.13.2 项目进度计划和项目目标审核确认阶段 279
7.9.13.3 需求整理阶段 279
7.9.13.4 开发阶段 280
7.9.13.5 系统建设阶段 280
7.9.13.6 系统测试联调阶段 281
7.9.13.7 系统初步验收阶段 281
7.9.13.8 上线割接试运行阶段 281
7.9.13.9 项目移交总结阶段 281
7.9.13.10 正式运行阶段 281
7.9.13.11 平台终验 282
7.9.14 音响系统 282
7.9.14.1 首先要进行管线和挂接件的预埋。 282
7.9.14.2 其次要进行各种棚，架的焊接和安装。 283
7.9.14.3 再下面就要进行各种线缆的铺设。 283
7.9.14.4 再后面应该进行各种设备的安装 284
7.9.14.5 最后就是供电线路，控制线路和信号线路的连接。 284
7.9.14.6 另外就是对安装、供电线路、连接情况的检查。 286
7.9.14.7 待以上施工步骤都确信完成后，准备进行设备的调试。 286
7.9.15 智慧安防系统IMOS 286
7.9.15.1 成立项目组 287
7.9.15.2 明确工程界面 287
3.9.15.2.1. 设备材料责任划分 288
3.9.15.2.2. 实施职责划分 289
3.9.15.2.3. 工程界面 290
7.9.15.3 用户工前准备 293
7.9.15.4 设备到货验收 293
7.9.15.5 现场安装调试 293
7.9.15.6 全网联调及内部测试 293
7.9.15.7 系统初验（可选） 294
7.9.15.8 客户技术培训 294
3.9.15.8.1. 试运行 294
3.9.15.8.2. 竣工验收 295
第八章 保证安全文明、文明施工措施 296
8.1 安全文明施工目标 296
8.2 安全文明施工管理措施 296
8.2.1 安全教育 296
8.2.2 安全检查 297
8.2.3 技术措施 297
8.2.4 安全事故调查处理 299
8.3 各级人员安全生产职责 299
8.4 安全防火措施 304
8.5 应急保证措施 305
8.6 保证文明施工管理措施 306
8.6.1 文明施工原则 306
8.6.2 文明施工管理职责 306
8.6.3 现场文明施工管理内容 307
8.6.4 检查与考核 308
8.7 保证施工安全管理措施 308
8.7.1 安全管理 308
8.7.2 施工现场 309
8.7.3 施工器材 310
8.7.4 安全用火及防火规定 310
8.7.5 安全用电 311

XV
第一章 系统综述
1.1 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。
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。
1.2 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。
1.3 需求分析
1.3.1 中心管控需求
1、 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。
2、 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。
3、 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。
4、 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。
5、 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。
1.3.2 前端监测需求
1、 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。
2、 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。
3、 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。
4、 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。
5、 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。
6、 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。
1.4 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。
1.5 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：
l 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。
l 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。
l 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。
l 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。
l 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。
l 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。
l 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。
l 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。
1.6 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/T 17963）
《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》（GA 216.1－1999）
《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）
《安全防范工程技术规范》(GB 50348-2004)
《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》（GA 308-2001）
《水电水利工程施工安全防护设施技术规范》（DL 5162-2013）

第二章 系统总体设计
2.1 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。
2.2 架构设计
2.2.1 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。
2.2.2 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。

2.3 关键技术应用
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，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。
2.4 系统特色
2.4.1 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。
2.4.2 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。
2.4.3 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。

2.4.4 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。

2.4.5 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