基于视频控件的闸站上位机提升方案设计与实现

金浪滨，李钊宝，汤杭森，蒋元中，屠佳佳

（1.杭州定川信息技术有限公司，浙江 杭州 310020；2.浙江机电职业技术学院电气电子技术系，浙江 杭州 310053）

1 问题的提出

在“标准强省”战略要求下，浙江省水利厅于2016年2月印发《全面推进水利工程标准化管理实施方案（2016—2020年）》，启动水利工程标准化管理5 a行动计划。为实现标准化管理目标，对闸站控制的流程化、规范化都提出更高的要求。在以往闸站的自动化控制中，上位机控制系统和视频监控系统一般布置在中控室2台不同的计算机上，运行管理人员需要依靠两者配合完成闸门启闭操作，对操作经验有一定要求，在操作顺序出错或者没有及时查看视频图像的情况下，极有可能酿成安全事故[1-2]。为提高闸门操作的可靠性和安全性，本文设计一种上位机提升方案，将上位机控制系统和视频监控系统融合成一个整体，通过控件接入的方式和流程设计使闸门操作和视频查看形成有效闭环。

2 方案总体设计

上位机提升方案主要包括视频控件开发和流程设计2部分，为了将视频监控查看和闸门实时操作结合起来，提升方案采用控件接入的方式，通过视频控件开发预留的接口调用硬盘录像机，将关键节点的视频信息，如上下游水位图像以及电流电压表、开度仪、闸门启闭机信息等，嵌入到上位机控制系统中。对上位机控制系统中的控制流程进行设计，将闸门操作流程与对应的视频查看进行组合，运行管理人员在操作上位机系统控制闸门之前，必须在系统中调用硬盘录像机，完成对应控制视频的全视角查看。控制完成以后，运行管理人员也需要对操作结果进行确认，以减少视频错看漏看的情况，实现控制—视频确认的闭环。方案总体结构见图1。

图1 方案总体结构图

2.1 视频控件开发

在上位机中接入视频需要借助ActiveX控件。ActiveX控件是一种能够实现一系列特定接口的COM组件，需要借助特定容器运行，通过C++开发的基于ActiveX的视频控件可以嵌入到目前国内常用的几种上位机软件中使用，如组态王、INTOUCH、IFIX、WINCC等[3]。

视频控件开发可以参考利用视频监控设备厂商提供的SDK，目前市场上主流的海康威视和大华都在官方网站提供SDK下载。根据实际需要选择海康威视Windows 64位SDK开发包CHHCNetSDKV6.1.4.42_build20200527_win64。

开发环境选择Microsoft Visual Studio 2010。在VS2010中 创 建ActiveX控 件 有2种 方 法，一种是建立MFC ActiveX控件工程，另外一种是建立ATL项目。MFC ActiveX控件工程需要安装C++依赖库，开发相对简单[4]。由于本次开发的视频控件在Windows环境下运行，因此采用MFC ActiveX控件工程快速建立视频控件。视频控件接口定义见图2。

图2 ActiveX控件接口定义图

将开发包中的库文件加入到工程中，并添加DEMO中对应功能的代码后就能完成视频控件VideoControl.OCX的开发。根据上位机流程设计需求，视频控件主要实现硬盘录像机的登入登出、按通道实时预览图像、云台控制3个方面的功能，用Regsvr32命令注册后，能够作为通用控件插入到上位机中。

2.2 流程设计

参照DB33/T 2109—2018《大中型水闸运行管理规程》中6.2启闭前准备和6.3启闭操作章节中针对闸门、启闭设备和上下游水位检查的要求，对闸门操作流程进行设计[5]。上位机操作流程见图3。

图3 上位机操作流程图

在上位机系统中，通过视频控件将闸门控制的操作和视频查看设计成一个顺序确认流程。开闸前，操作员首先检查闸门开度、闸门周边环境、闸门位置信息以及启闭设备的各类仪表数值，确认各项指标正常后，开始闸门操作；开闸过程中，操作人员观察仪表数值，开闸到指定位置后，对各个阶段的闸门位置如锁定位置、解锁位置等进行确认，开闸结束后确认最终位置以及仪表状态[6]；关闸步骤参考开闸，对关闸前、关闸中、关闸后的状态进行确认。在开闸、关闸过程中，上位机将关键操作节点的确认信息和节点确认人员信息记录到数据库中，最终生成电子台账，方便运行管理人员导出后，录入到标准化平台中，做到关键操作可溯源。

3 实际应用

上位机提升方案实际应用见图4。

图4 上位机提升方案实际应用图

以海盐县某闸站自动控制系统为例，将整个操作分成几个操作块，每个操作块由向下箭头连接，每个向下箭头连接处，都由上位机控制系统提前设置好需要调用的视频信息，操作人员只需要按照箭头指示，在核对视频无误后点击“确认”即可完成开关闸门操作。顺序操作的流程设计，在规范操作流程的同时，可避免因操作人员不熟悉操作顺序而导致的事故，同时对每个关键节点都进行视频查看确认，也提高了闸门操作的可靠性[7]。

以开闸流程为例。首先从视频控件窗口调出上下游监控，操作人员确认闸门位置正常、闸门前后无人员船只后，点击“确认”按钮，闸门自动进入下一个操作块；闸门自动上升至锁定位置，上升过程中，调出闸门控制柜仪表视频，操作人员通过视频观察仪表无异常数据跳动后点击“确认”；闸门到达锁定位置后，调出闸门锁定位置的视频图像，操作人员查看闸门位置无误后，再次进行确认；随后进入锁定电机投入步骤，视频控件调出锁定电机视频查看，确认投入到位无异常后，进入下一步；上位机控制系统自动将闸门下降到锁定位置，再次调用视频查看闸门位置并确认后，完成整个开闸流程。

4 结 语

随着水利标准化的普及，提高闸门操作的安全性和可靠性越来越受到重视，在上位机控制系统中，将闸门操作分解成多个规范步骤，形成顺序流程，同时通过视频控件将视频监控穿插到每个步骤中，对操作步骤完成情况进行确认，在规范操作的同时，显著提高闸门操作的安全性。

目前，闸站上位机软件提升方案已在浙江省多个闸站的上位机控制系统中应用，控制提升方案减少了对操作经验的依赖，降低操作难度的同时，提升闸站操作的规范性和安全性。