【正文】 森林防火數(shù)字無線監(jiān)控系統(tǒng)方案 一、 前言 森林火災(zāi)是世界性的重要林業(yè)災(zāi)害之一，每年都有一定的數(shù)量發(fā)生，造成森林資源的重大損失 ,并給環(huán)境帶來嚴(yán)重污染。多年來 ,國內(nèi)外都在為預(yù)防、減少和控制森林火災(zāi)而努力。 隨著我國造林事業(yè)的不斷發(fā)展，林地面積、林業(yè)蓄積量正呈現(xiàn)逐年增加的趨勢，森林防火安全工作的任務(wù)量越來越大，發(fā)展自動化的防火監(jiān)控技術(shù)已是當(dāng)務(wù)之急。 森林火災(zāi)的發(fā)生具有突發(fā)性、隨機性的特點，短時間內(nèi)能造成巨大的損失。減少損失的一個決定性因素是必須及時的發(fā)現(xiàn)火警，并迅速作出準(zhǔn)確合理的分析判斷，只有這樣才能及時的作出正確的決策，快速采取撲救措施 ,防止火災(zāi)的擴大和蔓延。 在森林防火工作中，有效的利用最新的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、視頻監(jiān)控等技術(shù)，將有效的提高森林防火防災(zāi)的工作水平。先進技術(shù)的應(yīng)用將處進森林防火工作的規(guī)范化、科學(xué)化、信息化，有效的貫徹“預(yù)防為主，積極撲救的方針”，真正做到早發(fā)現(xiàn)、早解決。 在森林防火工作中，采用視頻監(jiān)控技術(shù)可起到如下作用： 1．采用視頻監(jiān)控系統(tǒng)有利于及時發(fā)現(xiàn)森林火情，以便及時采取措施。 2．在發(fā)生森林火災(zāi)時，視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠及時的把現(xiàn)場的圖像傳回指揮中心，便于指揮中心通過監(jiān)控畫面指揮調(diào)度救火，以最大限度的減小火災(zāi)造成的損失。 3．視頻監(jiān)控系統(tǒng)能真實的記錄火災(zāi)發(fā)生前 、 救火過程中以及火災(zāi)撲滅后現(xiàn)場的真實情況，為火災(zāi)的后續(xù)分析處理提供有效真實的資料。 多年以來一直致力于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成和數(shù)字視頻監(jiān)控產(chǎn)品的開發(fā)和工程實施，在視頻監(jiān)控和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗。針對 森林防火工作中的實際需要，我們提出了 森林防火數(shù)字無線監(jiān)控系統(tǒng)方案，以期為森林防火工作提供更新的技術(shù)手段，在減災(zāi)防災(zāi)工作中盡一份力。 森林防火數(shù)字無線監(jiān)控系統(tǒng)方案 本方案提出的森林防火視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了圖像傳輸網(wǎng)絡(luò)化和控制管理數(shù)字化 、 網(wǎng)絡(luò)化。在系統(tǒng)內(nèi)部，采用當(dāng)前先進的壓縮技術(shù) , 在實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時高分辨率 圖像傳輸?shù)耐瑫r， 使圖像的傳輸占用較少的帶寬。系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在全市森林防火監(jiān)控網(wǎng)內(nèi)，各分監(jiān)控中心和總監(jiān)控中心之間可相互調(diào)看圖像資料，實現(xiàn)圖像雙向傳輸 ， 做到 信息共享 。在圖像資料的存儲方面，采用分布式存儲方案。對有權(quán)限的人員提供遠(yuǎn)程資料查詢和圖像下載與回放的功能。 網(wǎng)絡(luò)化 森林防火 視頻 監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、性能符合國內(nèi)、國際標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范， 即 滿足 了 目前 森林防火工作的需要，也為 未來 的擴展提供了方便的條件 。系統(tǒng)采用符合國內(nèi)、國際標(biāo)準(zhǔn)的名牌產(chǎn)品，技術(shù)領(lǐng)先，經(jīng)過 了 國內(nèi)、國際廣泛和較長期的使用，具有良好的技術(shù)支持和服務(wù)。 系統(tǒng)先進、可靠、實 用、操作簡單，維修方便，故障率低，使用壽命長，性能價格比合理，確保 了森林防火監(jiān)控 系統(tǒng)工程的高質(zhì)量和高可靠性 ，能夠 充分發(fā)揮 視頻監(jiān)控 的優(yōu)勢， 更好 地 提高工作效率。 二．森林防火 視頻監(jiān)控 系統(tǒng)的設(shè)計和建設(shè)原則 森林防火 視頻 監(jiān)控系統(tǒng) 的建設(shè)應(yīng)滿足如下要求： 合理性：這是系統(tǒng)建設(shè)的基本原則。 森林防火 視頻 監(jiān)控系統(tǒng) 的建設(shè)要堅持合理規(guī)劃，合理布局，減少設(shè)備投資。 先進性：系統(tǒng) 應(yīng) 采用 當(dāng)前 國際上技術(shù)先進、性能優(yōu)良、工作穩(wěn)定、 有信譽保證并得到廣大用戶認(rèn)可 的監(jiān)控設(shè)備，使整個系統(tǒng)的應(yīng)用在 未來 相當(dāng)長的一段時間內(nèi)保持領(lǐng)先的水平 。 可靠性：系統(tǒng)的可靠性原則應(yīng)貫穿于系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備選型、軟硬件配置到系統(tǒng)施工的全過程。只有可靠的系統(tǒng)，才能發(fā)揮有效的作用。 開放性和兼容性 : 采用標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化設(shè)計，使得系統(tǒng)具有開放性和良好的兼容性，以便于設(shè)備、器材的選型，能夠在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上進行有效的利用和開發(fā)，并為以后的發(fā)展提供便利條件。 在新系統(tǒng)建設(shè)的過程中 ,最大可能地保護已有模擬設(shè)備的投資。 方便性：監(jiān)控系統(tǒng)的操作應(yīng)具有靈活簡便 、 易于掌握的特點，操作人員能夠方便 的 進行使用及維護，使整個系統(tǒng)的功能得以最大實現(xiàn)。 森林防火數(shù)字無線監(jiān)控系統(tǒng)方案 擴展性：系統(tǒng) 的建設(shè)應(yīng)為未來的發(fā) 展 留有充分的余地，以便日后比較方便地進行系統(tǒng)擴充。 所選設(shè)備應(yīng) 采用模塊式結(jié)構(gòu)，在需要時可隨時補充 ， 使系統(tǒng)具備靈活的擴展性。 經(jīng)濟性： 力爭做到在盡可能減少一次性投資的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)好近期使用和長期發(fā)展的關(guān)系， 盡可能減少系統(tǒng)建成后的使用費用， 建立起一個技術(shù)先進、開放式的智能 型 系統(tǒng)。 使得整個系統(tǒng)所需投資合理，達到功能和經(jīng)濟的優(yōu)化設(shè)計，從而構(gòu)成一個性能價格比優(yōu)化的系統(tǒng)。 森林防火數(shù)字無線監(jiān)控系統(tǒng)方案 三． 森林防火 視頻 監(jiān)控系統(tǒng) 建設(shè)方案設(shè)計依據(jù) 視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求 (GA/T3672020) 安全防范系統(tǒng)通用圖形符號 (GA/T741994) 工業(yè)電視系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范 (GBJ115— 87) 安全防范電視監(jiān)控系統(tǒng)圖像信號有線傳輸設(shè)備技術(shù)要求 (GB/T166771996) 安全防范工程程序與要求 (GA/T751994) 應(yīng)用電視攝像機云臺通用技術(shù)條件 (GB/T1541294) 電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范 (GB502545025996) 安全防范系統(tǒng)驗收規(guī)則 (GA3082020) 森林防火數(shù)字無線監(jiān)控系統(tǒng)方案 四．系統(tǒng)架構(gòu)方案 系統(tǒng)的基本架構(gòu)如下圖所示： 為達到全局監(jiān)控、重點盯防、快速反應(yīng)的目標(biāo)，將森林防火 視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計為分級架構(gòu) ， 即建立市級監(jiān)控中心 區(qū)級監(jiān)控中心 前端監(jiān)控點三級層次結(jié)構(gòu)。 系統(tǒng)設(shè)總監(jiān)控中心一個，并按需要設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的分控中心?？偙O(jiān)控中心設(shè)在市級（地區(qū)級） 森林防火 管理單位，分監(jiān)控中心可設(shè)在區(qū)級 森林防火 管理單位。 前端監(jiān)控點負(fù)責(zé)對其覆蓋區(qū)域內(nèi)的森林火情進行監(jiān)控，配置高等級的攝像機和云臺，可實現(xiàn) 24 小時的圖像監(jiān)控。前端監(jiān)控點按其受管轄區(qū)域?qū)⒌玫降膱D像信號上傳到分監(jiān)控中心。 分監(jiān)控中心對前端監(jiān)控點上傳來的圖像予以匯集，并接收 總監(jiān)控中心 下傳的圖像，分 監(jiān)控中心 對圖像予以處理和存儲，選擇圖像信號送電視墻顯示，并能夠?qū)Ω鞣N前 端設(shè)備（如：前端的云臺，鏡頭等）予以控制。各 分監(jiān)控中心 的圖像經(jīng)處理后上傳到 總監(jiān)控中心 。 總監(jiān)控中心對各分監(jiān)控中心上傳來的圖像予以匯集，并 對各分 監(jiān)控中心 上傳圖像的內(nèi)容予以選擇控制，同時 對圖像予以處理和存儲，選擇圖像信號送電視墻顯示，并能夠?qū)Ω鞣N前端設(shè)備（如： 前端的 云臺，鏡頭等）予以控制。 總監(jiān)控中心擁有公網(wǎng)出口，可對 Inter 網(wǎng)絡(luò)上的客戶提供實時監(jiān)控圖象 森林防火數(shù)字無線監(jiān)控系統(tǒng)方案 信息。 總監(jiān)控中心能夠?qū)⒛陈沸盘柼幚砗?，上傳到省和國家森林防火管理部門。 連接到分監(jiān)控中心網(wǎng)絡(luò)上的用戶，可按相應(yīng)的操作權(quán)限，觀看有關(guān)實時圖像，并能夠?qū)Ω?種前端設(shè)備（如： 前端的 云臺，鏡頭等）予以控制。 連接到森林防火監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)上的用戶，可按相應(yīng)的操作權(quán)限，對存儲的歷史圖像資料查詢、下載和回放。 森林防火數(shù)字無線監(jiān)控系統(tǒng)方案 五．網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方案 森林防火監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)須按照森林防火工作的實際需要，結(jié)合現(xiàn)場情況具體確定。只有合理的構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)才能使其適宜于大規(guī)模視頻流的傳輸。 1．采用數(shù)字微波技術(shù)構(gòu)建 全數(shù)字化遠(yuǎn)程 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng) 在遠(yuǎn)程監(jiān)控圖象的傳輸方面，目前主要有有線和無線兩種方式。在森林防火工作中，前端現(xiàn)場監(jiān)控點的分布具有點 多、面廣、距離遠(yuǎn)等特點，而且監(jiān)控點均位于林區(qū)，許多地方比較偏遠(yuǎn)。在這種情況下，采用有線的方式實施監(jiān)控圖象的遠(yuǎn)距離傳輸幾乎是不可能的，而只能采用無線傳輸?shù)姆绞健? 用無線方式實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控圖象的傳輸，目前主要有兩中方式：一種是采用模擬微波技術(shù)，在發(fā)送端將圖象信息調(diào)制在不同的頻率上，然后發(fā)射出去。在接收端將接收到的不同頻率的圖象信號下變頻后送普通電視機顯示，或直接還原為基帶信號送監(jiān)視器顯示。另一種方式是采用數(shù)字微波技術(shù)，在發(fā)送端將圖象信息數(shù)字化，并進行壓縮處理后形成 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)信號，再經(jīng)無線微波網(wǎng)橋發(fā)射出去。在 接收端通過無線微波網(wǎng)橋?qū)⒔邮盏降膲嚎s圖象網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)送到 LAN/WAN 上，供網(wǎng)絡(luò)用戶觀看，或經(jīng)解碼后送電視墻顯示。 模擬微波技術(shù)與數(shù)字微波技術(shù)兩者即有許多相似，又有很大的不同。由于兩者都采用微波傳輸，所以兩者同時具有微波技術(shù)的優(yōu)缺點。而兩者的根本差異在于模擬和數(shù)字的區(qū)別。 數(shù)字 微波技術(shù)相比于模擬微波技術(shù)具有許多優(yōu)勢。 數(shù)字代替模擬， 已經(jīng)是 歷史發(fā)展 的必然 趨勢。數(shù)字 微波技術(shù) 是大型的、分散的地理區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)的最佳選擇。 本方案采用 數(shù)字 微波技術(shù)構(gòu)建全數(shù)字化遠(yuǎn)程 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)。 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)是基于傳統(tǒng)模擬監(jiān)控系統(tǒng)和 數(shù)字硬盤錄像監(jiān)控系統(tǒng)后最新發(fā)展的第三代監(jiān)控系統(tǒng)，它正以無可比擬的絕對優(yōu)勢取代著前二代監(jiān)控系統(tǒng)。全數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)為平臺、以計算機為核心，集成當(dāng)今最先進的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字視頻技術(shù)、計算機技術(shù)以及數(shù)字處理技術(shù)，結(jié)合視頻監(jiān)控的實際要求以及多年來不斷完善的監(jiān)控理論和經(jīng)驗，采用全新的設(shè)計理念，是一套軟硬件相結(jié)合、嶄新的、完整的安防系統(tǒng)，優(yōu)化了內(nèi)部結(jié)構(gòu)，減少了不必要的環(huán)節(jié)，提高了整體性能和反應(yīng)速度，滿足新技術(shù)不斷發(fā)展的需要，并能提供全面的增值服務(wù)。 森林防火數(shù)字無線監(jiān)控系統(tǒng)方案 2．網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 結(jié)合森林防火工作的特點，前端監(jiān)控地點與分監(jiān)控中 心之間的通信采用數(shù)字微波傳輸方式；分監(jiān)控中心與總監(jiān)控中心之間的通信可采用有線網(wǎng)絡(luò)（ TCP/IP網(wǎng)絡(luò)）方式，也可采用數(shù)字微波傳輸方式。從節(jié)省后期運行費用的角度考慮，本方案建議采用數(shù)字微波傳輸方式。 森林防火監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成如下圖所示： 上圖中各部分說明如下： 前端現(xiàn)場監(jiān)控點采用 TCP/IP 無線網(wǎng)橋，利用 公開頻段，通過數(shù)字微波技術(shù)建立與管轄區(qū)域的分監(jiān)控中心之間的 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)連接。如前端監(jiān)控點與分監(jiān)控中心之間無障礙物，可直接將前端監(jiān)控點的微波信號發(fā)往分監(jiān)控中心，如上圖中監(jiān)控中心 1 管轄的前端監(jiān)控點即屬 于這種情況。如前端監(jiān)控點與分監(jiān)控中心之間有障礙物，則需要選擇一個中繼點，該中繼點對前端監(jiān)控點和分監(jiān)控中心都可見，此時利用該中繼點對前端監(jiān)控點與分監(jiān)控中心之間的通信進行轉(zhuǎn)發(fā)，如上圖中監(jiān)控中心 2 管轄的前端監(jiān)控點即屬于這種情況。 森林防火數(shù)字無線監(jiān)控系統(tǒng)方案 同樣 ,分監(jiān)控中心采用 TCP/IP 無線網(wǎng)橋，利用 公開頻段，通過數(shù)字微波技術(shù)建立與管轄區(qū)域的前端現(xiàn)場監(jiān)控點之間的 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)連接。各分監(jiān)控中心與總監(jiān)控中心之間也采用 TCP/IP 無線網(wǎng)橋，利用 公開頻段，通過數(shù)字微波技術(shù)建立 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)連接。 在通過數(shù)字微波技術(shù)組建 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)時 ,均采用點對點方式 ,在工程中大量使用定向天線。采用數(shù)字微波技術(shù)實現(xiàn)的點對點通信，要求兩個之間視距可見，即兩點之間沒有障礙物。在野外可選擇制高點（如山頂?shù)鹊兀┌?