【正文】 精選資料森林防火視頻監(jiān)控 解決方案浙江大立科技股份有限公司2014年5月目 錄第一章 項目總體概述 4 方案背景 4 系統(tǒng)概述 6第二章 系統(tǒng)建設方案 9 某市監(jiān)控模擬布點 9 某市模擬覆蓋效果圖 10 系統(tǒng)技術特點及優(yōu)勢 11 系統(tǒng)技術特點 11 系統(tǒng)技術優(yōu)勢 13 系統(tǒng)核心技術及價值 14 系統(tǒng)結構組成 15 視頻監(jiān)控終端 15 信號傳輸與通訊 16 處理服務器 16 監(jiān)測、控制與分析客戶端 17 系統(tǒng)功能設計 17 前端智能監(jiān)測基站設計 24 智能監(jiān)測基站設計要求 24 智能監(jiān)測基站整體設計 25 基站前端組成 25 視頻采集系統(tǒng)設計 25 供電系統(tǒng)設計 32 防盜系統(tǒng)設計 32 基站控制系統(tǒng)設計 34 防雷接地系統(tǒng)設計 35 傳輸系統(tǒng)設計 36 UPS系統(tǒng)設計 38 森林防火指揮中心建設 43 防火指揮中心建設要求 43 聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理軟件結構 44 聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理軟件功能模塊 44 GIS管理軟件設計 45第三章 系統(tǒng)設備 51 遠紅外熱成像儀 51 高清攝像儀選型 52 高清鏡頭 52 野外護罩 53 野外數(shù)字重型云臺 54 基站工控機 55 微波傳輸基站與天線 56 前端交換機 56 后端路由器 57 UPS后備電源系統(tǒng) 58 內(nèi)置定位防盜裝置 59第一章 項目總體概述 方案背景針對森林防火的薄弱問題，有必要建立智能化的森林火險綜合管理系統(tǒng)，彌補人工防范的不足，采取有效的手段能夠對林區(qū)進行大范圍、大視野的全天候24小時實時監(jiān)測，能夠自動發(fā)現(xiàn)林區(qū)火源并自動報警，并且能夠將火點的位置準確定位，通過這種方式可以解決因人工護林造成的森林防火的不足。森林火險綜合管理系統(tǒng)以現(xiàn)代地理學、大氣科學、林學、火災科學等為理論基礎，以地理信息系統(tǒng)（GIS）、數(shù)字高程圖（ASTERDEM）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、空間決策支持系統(tǒng)以及計算機網(wǎng)絡、現(xiàn)代通訊技術等為技術支撐，突破傳統(tǒng)的林火預防和撲救模式，運用系統(tǒng)工程的理論方法，融專家經(jīng)驗、現(xiàn)代信息技術、科學計算于一體，對森林防火信息管理，林火監(jiān)測、火險預報、火行為預測、撲火方案輔助決策、林火損失評估等工作具有很大的幫助。系統(tǒng)的設計思路主要體現(xiàn)以下幾個方面：1. 強化森林防撲火信息的綜合管理提高森林防撲火信息綜合管理能力的目的，是使林業(yè)部門在森林火災到來之前和出現(xiàn)之后能夠做到信息來源暢通、信息處理及時、應急反應敏捷。具體地可分為以下幾種情況：（1）在非防火期做好以下工作：信息日常管理：包括信息發(fā)布、文獻管理、報表管理、值班調度、熱點分布、信息查詢、態(tài)勢信息、信息專遞和報表統(tǒng)計等。防火設施規(guī)劃：主要是對觀測點的位置進行優(yōu)化，保證其監(jiān)測網(wǎng)的監(jiān)視覆蓋區(qū)最大。火險知識訓練：通過本系統(tǒng)培訓各級管理人員判斷火險指標的能力。林火行為知識訓練：通過在計算機上點“假想火”，模擬各種條件下火蔓延過程，使管理人員了解并掌握林火行為特征。林火撲救決策訓練：通過向指揮者提供各種圖文資料，使其能針對各種模擬火場制定撲救方案。（2）在防火期能夠順利完成以下工作：火險天氣預測預報：為用戶提供火險天氣預報?；痣U等級預測預報：進行分地區(qū)的火險等級預測預報。林火監(jiān)測輔助決策：根據(jù)各地區(qū)的火險天氣預報和火險等級預報，為各地分別提供各自不同的火災預防措施、火源管理措施、撲火隊伍戰(zhàn)備措施等輔助決策意見。（3）林火發(fā)生時能夠完成以下工作：林火行為預測。林火一旦發(fā)生，系統(tǒng)可迅速向決策者提供預測的火蔓延速度、火場擴展趨勢、火線強度等重要的火行為特征參量值。視頻實時監(jiān)測。通過視頻監(jiān)控技術對林火的自動定位，為林火的預警、接警提供快速準確實時的依據(jù)。林火撲救輔助決策。系統(tǒng)針對不同火情幫助指揮者制定決策方案，包括確定撲救方式、撲救力量配置和撲救隊伍行軍路線等。2. 提高森林防撲火機制和手段的智能化和自動化程度本系統(tǒng)從管理模型、管理方法、管理軟件到人機界面，全面提高森林防火機制和手段的智能化和自動化程度。具體如下：（1）管理模型：不局限于運籌學的數(shù)學模型，而且引入人工智能的知識模型。由系統(tǒng)的總控模塊把多種模型進行集成，完成不同的管理任務。（2）管理方法：系統(tǒng)擬實現(xiàn)的預測、規(guī)劃、優(yōu)化、決策等功能，都建立在科學的理論模型基礎上，在地理信息系統(tǒng)和計算機仿真平臺上完成。（3）多庫協(xié)同：管理軟件不僅使用數(shù)據(jù)庫、模型庫、知識庫，還引入圖形庫、圖像庫、文字庫等多媒體文檔庫，由庫管理子系統(tǒng)對它們進行協(xié)調管理。這種多庫協(xié)同的方式便于儲存、管理、查詢、維護多模式的林火信息和模型，為智能管理提供靈活高效的支持環(huán)境。（4）人機界面：系統(tǒng)應建立多種智能導航界面，為管理人員和計算機通信提供友好直觀的接口。當用戶選取某一菜單或執(zhí)行某一功能時，智能向導將一步步提示用戶進行下一步操作，給出輸入?yún)?shù)的含義和取值范圍等等。當用戶熟悉軟件后，也可把智能向導選項關閉以加快速度。（5）地理信息系統(tǒng)基礎平臺：除完成基礎的和常規(guī)的地理信息采集、信息存儲與管理、信息處理與分析、信息顯示和輸出等任務外，還應為各應用子系統(tǒng)提供模型接口和數(shù)據(jù)接口，并能夠完成以下特殊功能：矢量、柵格和TIN等多種數(shù)據(jù)格式之間的相互轉換；多源、多類數(shù)據(jù)的融合與匹配；進行三維分析，生成和顯示火險區(qū)地面的3D圖，計算了望臺監(jiān)測覆蓋區(qū)等；進行網(wǎng)絡分析，優(yōu)化撲救隊伍調度路線；用2D和3D方式顯示林火預測和決策結果，如林火蔓延趨勢、撲救隊伍行軍路線等；3. 提高全市范圍內(nèi)森林防撲火行動的整體協(xié)調性、聯(lián)動機制和反應速度在多區(qū)域同時出現(xiàn)森林火災時，應采用GIS管理平臺技術，以一個總中心、多個分中心、分級監(jiān)視與信息反饋、統(tǒng)一指揮調度的方式對全局的森林防撲火行動進行整體協(xié)調，保持相互之間的聯(lián)動，以此提高全局范圍內(nèi)森林防撲火行動的整體反應速度。為此，本系統(tǒng)按照控制中心與各區(qū)、片分中心，控制中心與普通用戶，以及控制中心與現(xiàn)場救災人員之間的關系機制不同，劃分為三種不同的體系結構：（1）控制中心與分中心之間的客戶/服務器體系結構（2）信息中心與普通用戶之間的瀏覽器/服務器體系結構（3）移動用戶的單機運行模式 系統(tǒng)概述森林是世界的主要碳庫，對于維持全球氣候與環(huán)境的穩(wěn)定性起著關鍵作用；而森林大火則會燒毀大量林木，帶來包括加劇碳排放和全球暖化等嚴重的環(huán)境問題，以及導致生命及財產(chǎn)損失。國家林業(yè)局數(shù)據(jù)顯示，中國每年大約有2%的森林因火災而遭受嚴重破壞，林火災具有突發(fā)性、災害發(fā)生的隨機性、短時間內(nèi)可造成巨大損失的特點。因此迅速發(fā)現(xiàn)和撲滅林火，就成為了森林防火的重中之重。傳統(tǒng)視頻監(jiān)控的現(xiàn)狀 無論是傳統(tǒng)的第一代模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)，還是第二代、第三代部分或完全數(shù)字化網(wǎng)絡化的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，都具有一些固有的局限性：由于人類自身的弱點，易導致漏報。 一般在很多情況下，人類并非一個可以完全信賴的觀察者，他們在觀察實時的視頻流或觀察錄像回放的時候，由于監(jiān)控人員個體條件的不同以及自身生理上的弱點，經(jīng)常無法察覺到安全威脅，從而可能導致漏報現(xiàn)象的發(fā)生。 各個監(jiān)控點不能每時每刻都處于監(jiān)控 除了一些規(guī)模較小的視頻監(jiān)控應用之外，很少有視頻監(jiān)控系統(tǒng)會按照1∶1的比例為監(jiān)控攝像機配置監(jiān)視器。因此，對于機場、港灣等大型的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，各個監(jiān)控點并非每時每刻都處于監(jiān)控當中。 數(shù)據(jù)分析困難 報警發(fā)生后對錄像數(shù)據(jù)進行分析通常是安全人員必須要做的工作之一，而誤報和漏報現(xiàn)象則進一步加劇了對數(shù)據(jù)分析的需求。安全人員經(jīng)常被要求找出與報警事件相關的錄像資料，找到肇事者、確定事故責任或評估該事件的安全威脅。 由于傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)缺乏智能因素，錄像數(shù)據(jù)無法被有效地分類存儲，最多只能打上時間標簽，因此數(shù)據(jù)分析工作變得極其耗時，并且很難獲得全面的信息，而經(jīng)常發(fā)生的誤報現(xiàn)象使無用數(shù)據(jù)進一步增加，從而給數(shù)據(jù)分析工作帶來更大的難度。 響應時間長 對于安全威脅的響應速度關系到一個安全系統(tǒng)的整體性能。傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)通常都由安全工作人員對安全威脅作出響應和處理，這對于處理一般性的、實時響應要求較低的安全威脅來說已經(jīng)足夠。 但是很多情況下，在威脅發(fā)生時，需要安全系統(tǒng)的多個功能 部分，甚至多個安全相關的部門在最短的時間內(nèi)協(xié)調配合，共同處理危機。這時候，監(jiān)控系統(tǒng)的響應速度將直接關系到用戶的人身或財產(chǎn)的損失情況。 我們認為森林火災難以完全避免，因此保護林木的最佳方法，便是縮短火災偵察的時間，防止火勢蔓延及失控。因此我們本著保護國家山林及天然資源的使命，建設智能森林火險綜合管理系統(tǒng)，并根據(jù)不同林業(yè)的需求提供度身訂造及針對性的解決方案。 「智能森林火險綜合管理系統(tǒng)」是偵察森林火災技術的突破?，F(xiàn)時常用的偵察火災方法大多依靠森林內(nèi)瞭望臺當值人員及游客的報告，但這樣既非自動化，亦太依賴個人的判斷力。另外亦有機構使用紅外線人造衛(wèi)星影像系統(tǒng)，但這方法只能反映已擴散蔓延的森林大火，卻難以偵測小規(guī)模的山火。而且要為紅外線圖片進行分析亦不容易，機構最少要用一至兩小時，才能偵測到火災位置。我們設計的「智能森林火險綜合管理系統(tǒng)」，正是要跨越這些限制。 視頻監(jiān)控是最直觀最有效的方式，從最開始的人員巡邏到現(xiàn)在的攝像機監(jiān)控都是想通過視覺畫面來直接監(jiān)控，但是由于人眼容易疲勞和其他畫面太多等因素導致視頻監(jiān)控不能發(fā)揮應有的效果，更多的成為了事后的查詢記錄，雖然也能幫助解決一些問題，但是我們更多的希望是防止非正常事件的發(fā)生，把他們消滅在萌芽之中。要做到這些，就要解決用人眼監(jiān)控的弱點，我們將提供智能視頻分析技術，通過機器眼+機器腦來防范，真正做到24小時有效監(jiān)控。先進性原則系統(tǒng)應充分考慮科學技術的迅猛發(fā)展趨勢，應用國內(nèi)外業(yè)界較先進和標準的主流技術來保證智能化系統(tǒng)各項功能的實現(xiàn)；采用以“數(shù)模結合”的系統(tǒng)結構，使得系統(tǒng)可以方便靈活地在處理能力、系統(tǒng)容量、功能點等方面進行擴充和升級換代，從而確保系統(tǒng)可以支撐未來一段較長的時間內(nèi)形勢和業(yè)務發(fā)展的需要。實用性原則系統(tǒng)的設計應使智能化系統(tǒng)能夠最大限度地滿足派出所的各項業(yè)務需求。以監(jiān)控各信息系統(tǒng)作為指揮的主要手段，為其它的各項業(yè)務職能提供所需的信息。系統(tǒng)的輸入設備和系統(tǒng)軟件還應具有良好的操作性，使一般文化水平的民警，在略懂電腦操作的情況下通過基本的培訓就能掌握系統(tǒng)的操作要領，達到勝任值班和監(jiān)控任務的水平?？煽啃栽瓌t系統(tǒng)應采用以模擬信息傳輸為主、數(shù)字信號傳輸為輔，并相結合的方式，在關鍵節(jié)點保證系統(tǒng)的可靠性；采用成熟的技術和優(yōu)質品牌的配套設備，并充分考慮系統(tǒng)實施地點的使用環(huán)境進行選擇，以提高系統(tǒng)的可靠性和使用壽命；系統(tǒng)設計時還應考慮數(shù)據(jù)的備份保存和快速恢復，以便在系統(tǒng)出現(xiàn)問題時能以最快的速度恢復正常運作?？蓴U展維護性系統(tǒng)中采用的硬件設備及軟件產(chǎn)品應支持國際工業(yè)標準以及行業(yè)相關標準，以便能和不同廠家的開放型產(chǎn)品在同一系統(tǒng)中共存。在系統(tǒng)設計中，應選擇具有可擴展性的系統(tǒng)結構和產(chǎn)品，特別是通過模塊化設計的設備和可升級的系統(tǒng)軟件，使系統(tǒng)能靈活增減或更新各個子系統(tǒng)的功能來滿足業(yè)務發(fā)展的需要。安全性和保密性在系統(tǒng)設計中，既考慮信息資源的充分共享，更要注意信息的保護和隔離，因此系統(tǒng)應分別針對不同的應用和不同的通訊環(huán)境，采取不同的措施，包括系統(tǒng)安全機制、數(shù)據(jù)存取的權限控制等。第二章 系統(tǒng)建設方案 某市監(jiān)控模擬布點根據(jù)前期摸查和調研，發(fā)現(xiàn)某市森林火險事件多發(fā)生在市東西面的兩個部位，而東西兩組團范圍廣闊，最遠距離達90公里，監(jiān)控難度較大。結合某市規(guī)劃任務與過往實際災害數(shù)據(jù)，森林防火體系現(xiàn)計劃分別于1區(qū)、2區(qū)、3區(qū)、4區(qū)建設10個森林防火視頻監(jiān)控點，具體分布區(qū)域見下表：序號單位森林防火視頻采集系統(tǒng)數(shù)量和位置數(shù)量簡要描述位置信息11區(qū)5模擬覆蓋圖（1）的右手邊分布著某市的主要公園以及接近市中心位置，利用5個點的交叉覆蓋，達到最佳的覆蓋率。對某市內(nèi)的所有主題公園進行了高密度的監(jiān)控范圍。22區(qū)2模擬覆蓋圖（1）的左上角主要分布了某市的重點山林，位于市郊，人煙偏小。利用了兩個點進行了大部分的覆蓋，最佳的保護了山林林區(qū)。33區(qū)2模擬覆蓋圖（1）的左下角主要分布了靠海的兩個森林公園，存活了大量的珍稀木材與野生動物。利用了兩個點對森林公園進行了大范圍的覆蓋，達到目的。44區(qū)1模擬覆蓋圖（2）主要是海邊上的獨立海島，島上人煙稀少，滿足了野生動物的生活條件。而林區(qū)是野生動物生存的必要條件，以一個點的覆蓋對島上林區(qū)進行保護，提供良好的條件給野生動物。合計10　 某市模擬覆蓋效果圖根據(jù)軟件技術的地形模擬功能，對某市進行模擬選點（坐標位置）。下列（1）（2）兩張模擬覆蓋圖更真實的體