主頁(http://www.by236.com):視頻監控系統在水利行業中的應用趨勢(2) 結合水利部門預案系統 基于運營商的無線網絡傳輸技術也就是利用現有無線網絡運營商平臺進行網絡傳輸,主要有中國移動的GPRS/EDGE網絡和中國聯通(600050,股吧)的CDMA網絡。這些網絡的實際數據上傳速度一般在60kbps左右,在這樣的帶寬下視頻效果不夠理想,為更好的在該網絡條件下進行數據傳輸,系統應針對視頻編碼及網絡傳輸流控部分進行優化。而新推出的3G網絡理論上可基本滿足傳輸實時視頻的要求,但由于種種原因其穩定應用尚需時日。 無線局域網可以滿足實時視頻傳輸的要求,同時現有的無線局域網通過中繼等方式顯著提高了覆蓋半徑,已經可以滿足中小型水利設施的網絡覆蓋要求。最新的WiMAX技術可實現城鎮無線覆蓋的要求,當然WiMAX技術成本還比較高,大規模推廣尚有一定難度。 在水利行業中,建議采用無線局域網和基于運營商的無線網絡傳輸技術相結合的方式,在較易鋪設網絡處建設無線局域網,在某些難點或不便鋪設處通過CDMA或者EDGE傳輸視頻。 另外通過無線方式也可對車輛和人員進行移動視頻監控,實現可視化的調度和指揮,在水利行業抗洪搶險作業中,人員、車輛的調度是重中之重,而在調度過程中,人員和車輛的位置和實時視頻是關鍵信息,因而在系統中需要對GPS定位系統和GIS 系統進行重點設計,確保調度人員快速確定相關人員和車輛的位置。 結合水利部門預案系統 根據原有經驗并參考行業要求對一些突發事件預先做出資源人力調配,并規定相應的處理流程即為預案,不同的現場信息會導致不同的預案。預案處理在水利部門是一個標準的工作流程,特別是在防汛抗洪過程中,預案能指導快速決策從而起到了至關重要的作用。其可分為幾種等級,最低等級為報警聯動,稍復雜的是固定處理流程,最復雜的是建立專家人工智能庫,對現場獲取的某些信息進行綜合考慮并給出專家意見。在現有技術條件下,專家預案使用較少,主要采用固定處理流程的預案。 視頻監控系統在獲知現場情況的同時,應根據預案提供相應的資源分布圖,例如汛期的物資儲備情況、人員配備情況等并進一步通過系統實現現場指揮。在系統設計過程中,應做到和資源數據庫的結合并實現雙向的語音對講,在條件允許的情況下,應和水利行業視頻會商系統相結合,真正做到監控指揮一體化。 智能化技術的逐漸應用 智能搜索引擎 以往錄像檢索等工作是通過時間檢索,此種方式搜索時所花時間往往很長,為確定某個場景需要進行多次檢索,給工作人員帶來較多的工作負擔。為解決這一問題,在水利行業中逐漸出現了以事件檢索為主的檢索模式,如對一些專用水利事件(開關閘門等)進行分類檢索并連動回放。這些事件信息可存放在專門的數據庫文件中,并與視頻信息關聯,也可作為附加信息或用戶信息嵌在視頻流中,通過數據庫檢索或視頻流搜索獲得事件信息。該事件信息也可通過智能視頻檢測獲得,從而實現更為有效和智能化的事件記錄和檢索模式。 水利專用的智能視頻檢測技術 智能視頻檢測技術近幾年逐漸從理論階段走向實用并成為未來視頻監控系統的核心技術,視頻檢測已經在很多行業中獲得了應用,根據筆者的經驗,在行業應用中要推進智能視頻檢測技術需要注意以下幾個方面: 技術特點分析 ·針對某個行業的應用進行特別設計,現有的通用視頻處理算法往往只能對某些特定場景有較好的效果,因而在應用過程中,需要針對行業應用和現場環境進行優化設計,選擇適應行業環境條件的應用,例如在水利應用中必須對水波紋干擾進行特別處理; ·在應用前對場景進行充分的學習和適應,視頻處理算法往往需要預設某些閾值靈敏度和參數,一些自適應算法可以對此過程進行自動學習,但是也存在學習時間過長,有時甚至出現無法收斂的情況,因而在應用中需對該過程進行適當的人工干預,確保針對現場環境設置合適參數; ·現有的智能視頻檢測產品主要有兩種形態,一種是采用集中檢測方式,在軟件平臺處完成檢測,一種是采用分布式檢測方式,在攝像機視頻處接入嵌入式設備完成檢測,在應用中推薦采用后一種模式; ·智能視頻檢測技術在現有條件下已經可以代替人工完成大部分工作,不過要完全代替人工還需時日,因而在應用中最好的模式是在智能視頻檢測的基礎上適當輔以人工。 對于水利行業而言,在技術上須對著重解決以下問題。 ·一般地,視頻圖像中運動對象是需要檢測的感興趣目標,因此智能視頻檢測常以檢測圖像內容的變化為主,對于水利監控而言,由于畫面同時包含水面,而水面在動態變化,因此提高了視頻檢測的難度。但是,水面波紋具有形狀不固定、相鄰幀運動方向連續、紋理特殊等特點,基于這些特點,水面波紋的干擾可被排除; ·水利視頻監控系統在夜間的應用較頻繁,因而智能視頻檢測應針對光線條件不是很好的狀況進行特別設計; ·在獲取到異常情況后及時作出聯動,例如當人員違規進入壩區時,可在通過軟件平臺進行遠程自動喊話進行嚇阻,在系統建設中突出預防優先的策略。 水利行業中智能視頻檢測技術的應用可細分為以下幾個方面,針對不同應用需對算法進行適應性設計。 1、閘門開閉檢測 水利工程中閘門各種各樣,有分洪閘、沖沙閘、節制閘、船閘等,由于閘門在開閉過程中受力巨大,容易損壞,常會出現開閉不到位、卡死等情況,一種解決方案是采用閘門開閉檢測開關,但有時閘門需要運行在半閉狀態,此時開閉檢測開關就不易檢測了。智能視頻監控能有效地解決這個問題,使得閘門不間斷自動監測成為可能。由于閘門在開閉狀態下圖像內容不同,通過檢測與閘門開啟有關的特征點在圖像上的位置,如檢測閘門上部傳動部分,就可利用視頻分析檢測閘門狀態。 水位分析與檢測 系統還可以采用基于分割的跟蹤算法檢測閘門處的水位高低,在應用中先用分水嶺算法等進行圖像分割,而后基于模型進行區域合并和跟蹤。一旦檢測到閘門狀態異常,或水位超過設定值(通過對水位標尺的比對實現),則立即發出報警信號。 2、決堤、漫溢檢測
在汛期中,決堤或水漫過溢出堤壩會引起嚴重后果,必須密切監視,視頻監控使得無須在現場就可不間斷監視,但長長的堤壩需要大量的攝像機和監視器,也就需要大量的監控值班人員,智能視頻監控可實現決堤、漫溢自動檢測和預警。由于在發生決堤或水漫出堤壩時,圖像內容會發生改變,通過對圖像內容的分析,包括差分檢測、紋理分析等手段,就可檢測是否出現決堤、水漫堤壩的現象。系統通過水位檢測,并與設定的警戒線比較,也可在水漫堤壩前發出預警,為工作人員提供一定的處理時間。
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