视频监控系统在水利行业中的应用趋势
2013/1/10 09:44   中国安防行业网      关键字:视频监控系统,水利行业      浏览量:
水利是国民经济的基础行业,我国地域辽阔,水利资源分布区域较广,大小江河、湖泊、水库和附属的堤坝、闸门、涵洞众多,要管理和利用好这些水资源和水利设施,做到日常管理与防汛指挥、抗洪抢险并用,远程的调度、检测和维护是必不可少的,这些是水利信息化即数字水利的主要内容,是带动水利现代化的重要措施。
  ·现有的智能视频检测产品主要有两种形态,一种是采用集中检测方式,在软件平台处完成检测,一种是采用分布式检测方式,在摄像机视频处接入嵌入式设备完成检测,在应用中推荐采用后一种模式;

  ·智能视频检测技术在现有条件下已经可以代替人工完成大部分工作,不过要完全代替人工还需时日,因而在应用中最好的模式是在智能视频检测的基础上适当辅以人工。

  对于水利行业而言,在技术上须对着重解决以下问题。

  ·一般地,视频图像中运动对象是需要检测的感兴趣目标,因此智能视频检测常以检测图像内容的变化为主,对于水利监控而言,由于画面同时包含水面,而水面在动态变化,因此提高了视频检测的难度。但是,水面波纹具有形状不固定、相邻帧运动方向连续、纹理特殊等特点,基于这些特点,水面波纹的干扰可被排除;

  ·水利视频监控系统在夜间的应用较频繁,因而智能视频检测应针对光线条件不是很好的状况进行特别设计;

  ·在获取到异常情况后及时作出联动,例如当人员违规进入坝区时,可在通过软件平台进行远程自动喊话进行吓阻,在系统建设中突出预防优先的策略。

  水利行业中智能视频检测技术的应用可细分为以下几个方面,针对不同应用需对算法进行适应性设计。

  1、闸门开闭检测

  水利工程中闸门各种各样,有分洪闸、冲沙闸、节制闸、船闸等,由于闸门在开闭过程中受力巨大,容易损坏,常会出现开闭不到位、卡死等情况,一种解决方案是采用闸门开闭检测开关,但有时闸门需要运行在半闭状态,此时开闭检测开关就不易检测了。智能视频监控能有效地解决这个问题,使得闸门不间断自动监测成为可能。由于闸门在开闭状态下图像内容不同,通过检测与闸门开启有关的特征点在图像上的位置,如检测闸门上部传动部分,就可利用视频分析检测闸门状态。

  系统还可以采用基于分割的跟踪算法检测闸门处的水位高低,在应用中先用分水岭算法等进行图像分割,而后基于模型进行区域合并和跟踪。一旦检测到闸门状态异常,或水位超过设定值(通过对水位标尺的比对实现),则立即发出报警信号。

  2、决堤、漫溢检测

  在汛期中,决堤或水漫过溢出堤坝会引起严重后果,必须密切监视,视频监控使得无须在现场就可不间断监视,但长长的堤坝需要大量的摄像机和监视器,也就需要大量的监控值班人员,智能视频监控可实现决堤、漫溢自动检测和预警。由于在发生决堤或水漫出堤坝时,图像内容会发生改变,通过对图像内容的分析,包括差分检测、纹理分析等手段,就可检测是否出现决堤、水漫堤坝的现象。系统通过水位检测,并与设定的警戒线比较,也可在水漫堤坝前发出预警,为工作人员提供一定的处理时间。

  3、人体检测

  现实生活中,每年都有人因越过堤坝游泳或进入水利禁区造成人员伤亡,如每年在钱塘江堤坝处由于违规观潮导致人员伤亡的事故屡见不鲜,人体检测技术可在有人翻越堤坝时及时报警,从而避免恶性事故的发生。

  人体检测主要采用活动目标分割、跟踪、检测等技术。一般为静止场景,容易采用高斯模型或差分检测实现背景提取,从而利用减背景方法实现活动目标分割,实现警戒区域入侵检测和报警。进一步,对于检测到的活动目标采用Harr特征分析,利用AdaBoost和支持向量机等技术可实现是否是人体的判别,从而实现只对活动人体目标的检测。通过对人体目标的进行一步特征分析,如服饰颜色、人脸特征等,还可实现多摄像机间的目标交接和跟踪。可以在堤岸和禁区设置视频警戒线并应用以上技术,从而检测到有人翻越堤坝、进入堤岸或水域时及时发出报警。

  总结

  随着系统应用的逐渐深化和扩展,水利行业视频监控系统将逐渐朝数字化、网络化和智能化方向发展,应用面越来越广,大规模联网的流域监控成为发展趋势,利用各种无线通信技术扩展监控范围和预案提高快速决策和应急指挥能力,利用智能视频检测技术提高视频监控系统的自动化程度,将成为未来水利视频监控系统的重要特征。特别是智能化技术使大规模视频监控更具实用意义,可大幅节省人力和监视设备,在水利行业的应用将有广阔的前景,并推进水利视频监控系统向智能化的综合管理系统发展。在此过程中,各个参与其中的厂家应针对水利行业的特殊需求和环境进行深入开发并推出适用的设备和软件平台,和水利管理部门一起推进视频监控系统在水利行业的应用和发展。

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