水文气象与视频监控在海事监管中的融合应用

    樊亚军

    

    

    摘 要：本文提出通过定制化的混合器将水文气象信息与视频监控融合，搭建水文气象信息采集与分析平台，实现了水文气象要素与视频监控画面结合后同时显示并存储在网络硬盘录像机中，达到所见即所得状态，且信息存储满足后期查询、分析、辅助决策等。

    关键词：水文气象;视频监控;融合

    中图分类号：TP277 ? ? ? ? ? ?文献标识码：A ? ? ? ? ? ?文章编号：1006—7973（2019）06-0042-02

    1 引言

    张家港海事局围绕巡航救助一体化目标，完成了二级监控中心、二级流媒体和三级存储架构的视频监控系统建设，同步完成了辖区重点水域水文气象采集及展示系统。上述两套系统独立运行，信息整合需要人工完成，这种方式给指挥中心工作人员带来不便，主要表现在以下三个方面：

    （1）视频图像与水文气象不能按统一时间标签同时直观显示;

    （2）两套系统中的视频图像与水文气象时间匹配无权威性;

    （3）視频图像与水文气象数据不能存储在同一文件中。

    2 需求分析

    通过对存在问题的深入思考和指挥中心业务发展趋势分析，海事视频监控系统将从前期监控布点解决盲区、解决视频图像显示的需求逐步进入到对业务数据深入挖掘，实现跨行业数据融合，达到各种数据所见即所得和对已有数据进行深层次分析，对当前态势做出预判和辅助决策的新层次。

    根据上述需求分析，水文气象与视频监控的融合应用方案主要是解决水文气象与视频监控融合、存储、分析问题，把指挥中心需要的不同水文气象要素（温湿度、风速风向、水位、水流速、能见度等）与当前位置视频监控画面融合后同时显示并存储在网络硬盘录像机中，达到所见即所得状态，再通过专业软件平台把水文气象要素信息存储后供查询与预判使用。

    3 融合方案

    3.1系统拓扑

    如图1所示，融合方案主要设备包括温湿度传感器、超声波风速风向传感器、水位计传感器、流速传感器、能见度传感器、高清网络摄像机、水文气象信息与视频混合器、水文气象信息采集与分析平台等。

    3.2 水文气象信息与视频混合器

    该混合器采用MODBUS协议来采集前端传感数据。MODBUS协议是一项应用层报文传输协议，通过不同类型网络或总线连接的设备之间的客户/服务器通信[1]。混合器作为MODBUS协议的服务器端，前端水文气象传感器作为MODBUS协议的客户机端。前端传感器按定义好的数据格式给视频数据混合器发送采集到的数据。同时采用ONVIF协议实现混合器与前端摄像机之间的搜寻、实时视频、音频、元数据和控制信息交互。

    该混合器有效解决了水文气象传感数据与视频图像结合显示与存储的问题，对于该设备的使用者大大提高了工作效率，打开图像即能所见即所得的看到相关的水文气象数据;增加了存储单元，提高了数据的完整性与安全性，特别是在网络断开时临时性保存;增加了3G/4G传输模块，在有线网断开后还可以通过备份链路把数据传回中心平台。

    3.3水文气象信息采集与分析平台

    该平台通过对水文气象信息与视频混合器上采集的数据存储、分析后以网页的形式展现，用图表的形式展示温度、湿度、能见度、水位、风速、风向等数据，使得内容更加直观，可读性更高，也可以对累积的各项数据进行同比、环比等方式对比显示，用于辅助决策。

    主要功能包括前端信息采集与存储、监控点实时与历史数据过滤查询、各监控点状态详细信息（图表展示）、数据的备份与恢复、大数据分析（数据统计与预判）等。

    4 应用情况

    本次融合应用选择在张家港海事局的溢油应急设备库配套码头和沪通大桥水域，两处位置均属于通航环境比较复杂区域，同时张家港段的江水距离出海口较近，受潮汐影响大，每天的江水涨落潮都会造成水流和水位的巨大变化。

    溢油应急设备库配套码头因前端水流改道、航道较浅、水流变化多端，需要实时了解此处的水流和水位情况，便于精准指挥，科学决策，故配置一台混合器，通过485线路与前端水位计和流速仪相连。混合器和环境摄像机通过有线网络接入采集交接箱的工业交换机，工业交换机通过无线接入到海事专网中。

    沪通大桥点位因建设过江大桥，对江水的流速与流向产生了一定的影响;大桥目前还在施工作业，对来往船只通航产生了直接的影响;同时江面较宽，易产生江雾，江面开阔风力变化多样，所以该处不仅需要对水文信息进行实时测量，而且还要对气象环境实时检测供指挥中心工作人员参考。故配置一台混合器，通过485线路与前端水位计、流速仪、风向风速仪、能见度仪相连。混合器和环境摄像机通过有线网络接入采集交接箱的工业交换机，工业交换机通过无线接入到海事专网中。

    在局中心机房的服务器上部署水文气象信息采集与分析平台，可以实时查看前端所有传感器信息并存储在服务器，以保障后期查询、分析和辅助决策使用。

    5 结束语

    本次融合应用有效解决了溢油应急设备库配套码头和沪通大桥水域水文气象信息与视频监控融合、存储分析问题。把指挥中心所需的水文气象要素，如水流速、水位、温湿度、风速风向、能见度与当前位置视频监控画面结合后同时显示并存储在网络硬盘录像机中，达到所见即所得状态，再通过专业软件平台把水文气象要素信息存储后供查询与预判使用。

    参考文献：

    [1] 张雷，徐洪浩.MODBUS协议及其在横河DCS上的通讯[J].化工管理，2013（02）：70.