低功耗视频监控设备在无人值守水利场景中的续航优化研究

李佐斌¹ 肖博文¹ 李鑫² 姚着喜² 曹堃² 蔡晶晶²

1.长江水利委员会网络与信息中心湖北武汉 430000 2.浙江大华技术股份有限公司浙江杭州 310000

摘要：水利工程作为国家关键基础设施，其监控系统的安全性和可靠性对于保障水利工程安全运行以及保障国家水安全的重要性和战略意义重大[6]，随着智慧水利建设的深入推进，视频监控设备在河道、水库、灌区等无人值守场景的应用日益广泛。然而，偏远地区供电困难、网络传输受限与设备持续运行的高功耗需求之间的矛盾，严重制约了其效能。本文以典型低功耗监控设备“水利夜鹰球”为实证载体，提出并验证了一套融合工作模式切换、随机事件触发与太阳能能量收集的三层续航优化模型。该模型将设备功耗分解为低功耗监控态、高功耗记录态与深度休眠态，引入泊松过程刻画水利场景下的人员/车辆闯入事件，并构建基于天气状态转移的日发电量时序模型。通过联立求解上述子模型，得到最优的低电量休眠阈值与事件响应策略。研究结果表明，通过动态帧率调整、事件驱动唤醒与太阳能能量预算管理的协同优化，可在保证关键事件捕获率不低于98%的前提下，设备相较于未采用AI-ISP的传统AOV模式提升约40%-60%，显著降低了运维成本，为无人值守水利监测节点的长期稳定运行提供了有效的技术路径和理论依据。

关键词：低功耗视频监控；水利场景；续航优化；AOV模式；AI-ISP；能量管理；数据模型

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