316页11万字AI赋能智慧水利大数据信息化平台建设和运营解决方案

第一章 系统综述

1.1 项目背景

1.2 系统概述

1.3 需求分析

1.3.1 中心管控需求

1.3.2 前端监测需求

1.4 建设目标

1.5 设计原则

1.6 设计依据

第二章 系统总体设计

2.1 总体设计思路

2.2 架构设计

2.2.1 逻辑架构

2.2.2 系统架构

2.3 关键技术应用

2.4 系统特色

2.4.1 一机多能 一机多用

2.4.2 平台多元融合 分布式多级管控

2.4.3 超星光监控

2.4.4 多功能预警

2.4.5 全景覆盖

第三章 系统详细设计

3.1 水利球智能分析

3.1.1 水位监测

3.1.2 漂浮物堆积智能监测

3.1.3 盗采船只智能检测

3.1.4 闸门启闭监测

3.2 前端采集系统设计

3.2.1 选点原则

3.2.2 系统组成

3.2.3 系统功能

3.2.3.1 视频智能处理

3.2.3.2 透雾功能

3.2.3.3 超宽动态功能

3.2.3.4 强光抑制功能

3.2.3.5 低照智能分析

3.2.3.6 全光谱智能补光

3.2.3.7 安全防范功能

3.2.3.8 远程语音对讲

3.2.4 太阳能供电子系统

3.2.4.1 设计依据

3.2.4.2 系统设计

3.2.4.2.1 太阳能发电系统工作原理

3.2.4.2.2 负载用电量计算

3.2.4.2.3 太阳电池组件设计

3.2.4.2.4 蓄电池设计

3.2.4.2.5 控制器选型

3.2.4.2.6 太阳能配置参数

3.3 传输系统设计

3.3.1 系统架构（公网）

3.3.2 系统架构（局域网）

3.4 存储系统设计

3.4.1 分布存储重点备份

3.4.2 存储容量计算

3.5 显示系统设计

3.5.1 LCD大屏显示系统

3.5.1.1 系统概述

3.5.1.2 LCD液晶拼接屏简介

3.5.1.3 LCD拼接屏优势及特点

3.5.1.4 LCD液晶拼接屏组成

3.5.2 解码拼控系统

3.5.2.1 系统结构

3.5.2.2 系统功能

第四章 水利平台设计

4.1 平台特点

4.1.1 分布式架构

4.1.2 稳定性

4.1.3 兼容性

4.1.4 可管理性

4.2 视频监控

4.2.1 视频预览

4.2.2 前端控制

4.2.3 录像查看

4.2.3.1 即时回放

4.2.3.2 录像回放

4.2.3.3 录像标签

4.2.3.4 录像切片

4.2.3.5 抽帧存储

4.2.4 事件管理

4.2.5 存档管理

4.3 区域概况

4.3.1 区域综合信息

4.3.2 流域综合信息

4.3.3 概化空间分布

4.4 单站综合信息

4.5 报警联动

4.6 权限管理

4.7 手机远程客户端

4.8 平台数据监测

4.8.1 水位监测

4.8.2 闸门启闭监测

4.8.3 水面漂浮物监测

4.8.4 水岸垃圾监测

4.8.5 盗采河沙监测预警

4.9 智能运维

4.9.1 视频诊断

4.9.1.1 视频诊断功能

4.9.1.2 视频诊断统计分析

4.9.1.3 视频诊断查询

4.9.2 录像巡检

4.9.3 设备状态

4.9.4 网络拓扑

4.9.5 资产运维

4.9.5.1 资产管理

4.9.5.2 故障维修

4.9.6 电子地图

第五章 项目实施管理方案

5.1 项目组织管理

5.1.1 建立项目组织管理机构

5.1.2 确定项目分工角色职责

5.1.3 建立项目组织相关管理制度

5.2 项目管理计划

5.2.1 综合管理计划

5.2.1.1 项目计划编制

5.2.1.2 项目计划执行

5.2.2 综合变更控制

5.3 范围控制计划

5.3.1 范围定义及跟踪

5.3.2 变更管理

5.3.3 变更控制工具

5.4 进度控制计划

5.4.1 项目进度跟踪

5.4.2 项目进度分析

5.4.3 项目进度控制

5.5 组织机构和人员管理计划

5.5.1 人力资源规划

5.5.2 项目团队建设

5.5.3 项目团队管理

5.6 质量保障计划

5.6.1 质量保证目标

5.6.2 质量保证角色与职责

5.6.3 质量保证流程

5.6.4 质量保证活动

5.7 沟通管理计划

5.7.1 沟通计划

5.7.2 报告形式

5.7.3 相关工具文档

5.8 配置管理计划

5.8.1 配置管理目标

5.8.2 配置管理角色与职责

5.8.3 配置管理流程

5.8.4 配置项定义

5.8.5 配置管理活动

5.8.6 配置管理工具

5.9 风险控制计划

5.9.1 风险识别

5.9.2 风险分析

5.9.3 风险控制

5.10 变革管理计划

5.10.1 变革管理方法

5.10.2 变革管理成功的关键策略

5.11 项目进度计划

5.11.1 影响项目进度的因素

5.11.2 项目进度制定的原则

5.11.3 项目实施进度计划

5.11.4 项目里程碑

5.12 安全保密计划

5.13 文档编制计划

5.13.1 项目管理类

5.13.2 软件工程类

5.13.3 项目支持类

5.14 质量保障计划

5.14.1 确定质量保证目标

5.14.2 质量保证角色与职责

5.14.3 质量保证流程

5.14.4 质量保证活动

5.15 产品交付计划

5.15.1 背景介绍

5.15.2 客户管理

5.15.3 服务人员管理

5.15.3.1 服务人员

5.15.3.2 服务文化

5.15.4 服务流程管理

5.15.4.1 前期介入

5.15.4.2 系统部署

5.15.4.3 数据迁移

5.15.4.4 试用

5.15.4.5 正式上线

5.15.4.6 项目验收

5.15.4.7 应急处理

5.15.5 服务实体设施

5.15.6 产品详细交付计划

5.16 项目培训计划

5.16.1 培训组织管理

5.16.2 培训队伍要求

5.16.3 培训对象

5.16.4 培训内容及要求

5.17 实施风险管理

5.17.1 风险计划

5.17.2 风险监视

5.17.3 风险管理

第六章 售后服务及培训

6.1 售后服务说明

6.1.1 售后服务及响应级别

6.1.2 定期现场巡检服务

6.1.3 专人值守服务

6.1.4 本地化服务

6.2 运维服务保障措施

6.2.1 项目运维组织机构及职责

6.2.2 运维风险预防措施

6.2.3 运维突发事情应急措施

6.3 服务质量保障措施

6.3.1 完善的售后服务体系

6.3.2 运行维护制度建立

6.3.3 运维知识库系统

6.3.4 运行维护队伍建设

6.3.5 闭环式服务

6.3.6 服务监督机制

6.3.7 试运行期间的运维保障

6.3.8 免费质保期间的运维保障

6.3.9 免费质保期后的运维保障

6.4 质量保证范围

6.5 售后服务承诺书

6.6 售后服务机构网点清单、服务电话

6.6.1 售后服务人员配置

6.6.2 人员培训计划

第七章 施工组织设计方案

7.1 施工组织设计

7.1.1 综合说明，质量、服务、安全文明施工目标

7.1.1.1 质量目标

7.1.1.2 服务目标

7.1.1.3 安全生产目标

7.1.1.4 文明施工目标

7.1.1.5 文明环境施工目标

7.1.2 主要施工方法；新技术、新材料、新工艺、新设备的应用

7.1.2.1 从技术上保证进度

7.1.2.2 用现代化技术设备

7.1.2.3 建立完善的技术管理体系

7.1.2.4 新技术、新工艺、新材料、新设备的应用和计划

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

7.1.4 施工设备进场计划

7.1.5 工程所用产品进场计划

7.1.6 确保工程质量的技术组织措施

7.1.7 确保安全生产的技术组织措施

7.1.7.1 安全教育制度

7.1.7.2 安全检查制度

7.1.7.3 安全活动制度

7.1.7.4 设备安全管制

7.1.7.5 做好施工现场管理

7.1.8 确保文明施工的技术组织措施

7.1.9 施工顺序、总进度安排及总形象进度示意图

7.2 项目管理机构配备

7.3 质量及保修服务

7.3.1 保修期与保修范围

7.3.2 保修责任

7.3.3 售后培训

7.3.4 售后维护服务

7.3.5 接口对接服务

7.4 组织管理

7.4.1 项目管理方法

7.4.2 项目质量管理

7.4.2.1 质量管理计划

7.4.2.2 质量管理过程

7.4.3 系统测试计划

7.4.4 测试方案

7.4.4.1 单元测试

7.4.4.2 集成测试

7.4.4.3 系统测试

7.4.4.4 用户测试（试运行测试）

7.4.5 测试管理

7.4.5.1 测试组织

7.4.5.2 测试准备

7.4.5.3 测试执行

7.4.5.4 测试问题跟踪

7.4.5.5 文档核查

7.4.5.6 测试技术

7.5 项目风险管理

7.5.1 主要风险列表

7.5.2 风险影响分析

7.5.3 关键风险分析

7.5.4 风险控制计划

7.5.5 风险应对措施

7.5.5.1 风险应对措施

7.5.5.2 其他风险措施

7.5.6 项目沟通管理

7.5.7 项目决策制度

7.5.8 问题与争议管理办法

7.6 上线后支持期

7.7 施工总体布署

7.7.1 施工部署原则

7.7.2 2施工准备阶段

7.7.3 施工阶段

7.7.4 调试交接阶段

7.8 施工顺序及工艺安排

7.8.1 施工方法

7.8.2 质量标准

7.8.3 操作工艺

7.8.4 应注意的质量问题

7.8.5 设备安装要求

7.8.6 施工布线规格要求

7.9 项目工作流程

7.9.1 配电工程

7.9.2 抗静电防尘处理

7.9.2.1 节能

7.9.2.2 防火

7.9.2.3 防尘

7.9.2.4 防静电

7.9.2.5 防水

7.9.2.6 防鼠、虫

7.9.3 隐蔽工程

一.1 架构设计

一.1.1 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。

一.1.2 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。

一.2 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。

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