【正文】 巡護(hù)面積小 、 巡邏慢 、 死角多 、 視野狹窄 ；確定著火位置時(shí)，常因地形地勢(shì)崎嶇、林場(chǎng)茂密而出現(xiàn)較大誤差；在交通不便、人煙稀少的偏遠(yuǎn)山區(qū)，無(wú)法進(jìn)行地面巡護(hù)；需用各種交通工具費(fèi)用及人員工資費(fèi)用。 在我國(guó)，基于北方是火災(zāi)頻發(fā)區(qū)，內(nèi)蒙古、陜西、山東、山西、黑龍江、云南等地在相繼出臺(tái)各種法令防治林場(chǎng)火災(zāi)之余，更先后引進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)林場(chǎng)防火的有效監(jiān)控、但是出現(xiàn)很多令人不能滿意的結(jié)果。 （ 3）系統(tǒng)火災(zāi)誤報(bào)高， 不能自動(dòng)計(jì)算出林場(chǎng)火災(zāi)發(fā)生地的經(jīng)緯度，對(duì)于大面積的林區(qū)，單靠人工辨識(shí)不能準(zhǔn) 確分析出位置，造成人力財(cái)力的浪費(fèi) 。 （ 6）在設(shè)備安裝以后，由于現(xiàn)場(chǎng)缺乏人員看管，沒(méi)有防盜設(shè)施，經(jīng)常發(fā)生電池、太陽(yáng)能、風(fēng)力發(fā)電風(fēng)機(jī)等設(shè)備被盜情況。 究其原因： 一是由于近幾年勞山林業(yè)局林業(yè)工作開(kāi)展順利，林區(qū)面積大量增加并且?guī)谉o(wú)大的森林火災(zāi)的發(fā)生，現(xiàn)在林下植被和枯枝落葉越來(lái)越多，林下可燃 物載量逐漸加大，發(fā)生森林火災(zāi) 的機(jī)會(huì)在不斷增加； 二是目前勞山林業(yè)局林區(qū)森林主要以桉林、松林為主，且多為幼中齡林，森林結(jié)構(gòu)還豐富多樣，火災(zāi)自 控能力低，易燃性較強(qiáng)； 三是隨著陜西省經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，從事林業(yè)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)顯著增多，林區(qū)內(nèi)人員流動(dòng)頻繁，游玩用火、上墳祭祖 等帶來(lái)了大量的火災(zāi)隱患，使火源的管理難度 加大； 四是在市場(chǎng)大環(huán)境下，動(dòng)員群眾撲火困難不斷增加； 五是相對(duì)于其他省市和其他行業(yè)陜西省目前的森林火災(zāi)預(yù)警撲救綜合機(jī)制尚未 健全，指揮決策信息化能力有待進(jìn)一步提高，各區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平不平衡等。 3. 項(xiàng)目建設(shè)條件分析 建設(shè)目標(biāo) 森林防火聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，是勞山林業(yè)局林業(yè)局森林防火工作革命升級(jí)的重要工作，工 程建設(shè)應(yīng)滿足以下幾個(gè)要求： 投資省 ：工程建設(shè)應(yīng)充分考慮設(shè)備選型的性價(jià)比，同時(shí)不能犧 牲設(shè)備和系統(tǒng)的先進(jìn)性，保證系統(tǒng)在一段時(shí)間內(nèi)不落伍。 穩(wěn)定性 ：系統(tǒng)能滿足 7179。最好具備一鍵開(kāi)機(jī)功能。詳細(xì)情況如下： 15 / 169 府村林場(chǎng)（共 4個(gè)點(diǎn)） ⑴上吊咀點(diǎn) 序號(hào) 名 稱 情況說(shuō)明 備 注 1 塔高 沒(méi)有現(xiàn)成可用鐵塔，擬建四角塔 四角塔 2 經(jīng)緯度 N:36 度 17 分 24秒， E: 109 度 1 分 44 秒 海拔： 1570 米 3 監(jiān)控范圍 360 度 4 供電方式 擬采用風(fēng)光互補(bǔ) 5 傳輸方式 擬建微波傳輸 6 路況環(huán) 境說(shuō)明 車行 21 公里至山底，小道上山 公里 陡坡，不能通車，雜草為主 ⑵康莊點(diǎn) 序號(hào) 名稱 情況說(shuō)明 備注 1 塔高 沒(méi)有現(xiàn)成可用鐵塔，擬建四角塔 四角塔 2 經(jīng)緯度 黑龍溝黃窯點(diǎn) 海拔： 1288 米 3 監(jiān)控范圍 360 度 4 供電方式 擬采用風(fēng)光互補(bǔ) 5 傳輸方式 擬建微波傳輸 6 路況環(huán) 境說(shuō)明 車行 30 公里至山底，小道上山 2 公里 不能通車，雜草為主 ⑶袁莊點(diǎn) 序號(hào) 名稱 情況說(shuō)明 備注 1 塔高 沒(méi)有現(xiàn)成可用鐵塔，擬建四角塔 四角塔 2 經(jīng)緯度 N:36 度 14 分 30秒， E: 109 度 3 分 50 秒 海拔： 1432 米 3 監(jiān)控范圍 360 度 4 供電方式 擬采用風(fēng)光互補(bǔ) 5 傳輸方式 擬建微波傳輸 6 路況環(huán) 境說(shuō) 路 況環(huán)境說(shuō)明：車行 10 公里至山底， 不能通車，雜草為 16 / 169 明 小道 公里上山 主 ⑷東溝點(diǎn) 序號(hào) 名稱 情況說(shuō)明 備注 1 塔高 沒(méi)有現(xiàn)成可用鐵塔，擬建四角塔 四角塔 2 經(jīng)緯度 N: 36 度 11 分 02 秒 E:109 度 13 分 18 秒 海拔： 1288 米 3 監(jiān)控范圍 360 度 4 供電方式 擬采用風(fēng)光互補(bǔ) 5 傳輸方式 擬建微波傳輸 6 路況環(huán) 境說(shuō)明 路況環(huán)境說(shuō)明：車行 20 公里至山底，小道 公里上山 不能通車，雜草為主 高哨林場(chǎng)（共 6個(gè)點(diǎn)） ⑴黑龍溝黃窯點(diǎn) 序號(hào) 名稱 情況說(shuō)明 備注 1 塔高 沒(méi)有現(xiàn)成可用鐵塔，擬建四角塔 四角塔 2 經(jīng)緯度 N:36 度 19 分 42 秒， E: 109 度 07 分21 秒 海拔： 1388 米 3 監(jiān)控范圍 360 度 4 供電方式 擬用風(fēng)光互補(bǔ) 5 傳輸方式 擬建微波傳輸 6 路況環(huán) 境說(shuō)明 路況環(huán)境說(shuō)明：車行 17 公里至山底，小道 3 公里上山 不能通車，雜草為主 ⑵雄黃塌點(diǎn) 序號(hào) 名稱 情況說(shuō)明 備注 1 塔高 沒(méi)有現(xiàn)成可用鐵塔，擬建四角塔 四角塔 2 經(jīng)緯度 N: 36 度 24 分 17 秒 E: 109 度 11 分15 秒 海拔： 1284 米 3 監(jiān)控范圍 360 度 17 / 169 4 供電方式 擬采用風(fēng)光互補(bǔ) 5 傳輸方式 擬建微波傳輸 6 路況環(huán) 境說(shuō)明 路況環(huán)境說(shuō)明：車行 25 公里至山底，小道 公里上山 不能通車，雜草為主 ⑶石橋裕點(diǎn) 序號(hào) 名稱 情況說(shuō)明 備注 1 塔高 沒(méi)有現(xiàn)成可用鐵塔，擬建四角塔 四角塔 2 經(jīng)緯度 N: 36 度 25 分 08 秒 E: 109 度 16 分 26 秒 海拔： 1245 米 3 監(jiān)控范圍 360 度 4 供電方式 擬采用風(fēng)光互補(bǔ) 5 傳輸方式 擬建微波傳輸 6 路況環(huán) 境說(shuō)明 路況環(huán)境說(shuō)明：車行 公里至山底，步行 300 米小道上山 不能通車，雜草為主 ⑷ 林場(chǎng)對(duì)面山點(diǎn) 序號(hào) 名稱 情況說(shuō)明 備注 1 塔高 沒(méi)有現(xiàn)成可用鐵塔，擬建四角塔 ,塔高20 米。 系統(tǒng)能夠精確定位火點(diǎn)位 置，并能自動(dòng)報(bào)警。甚至能對(duì)災(zāi)后重建提供輔助決策的數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 前端設(shè)備 7179。 日常辦公 林業(yè)防火管理工 作人員可通過(guò)本系統(tǒng)進(jìn)行日常防火工作的自動(dòng) 化辦公，并能根據(jù)相應(yīng)權(quán)限對(duì)系統(tǒng)信息進(jìn)行管理和維護(hù)。希望能提供一種供電方式，能保證前端設(shè)備全年無(wú)間斷可靠運(yùn)行。 需求綜述 通過(guò)認(rèn)真研究和論證，本項(xiàng)目建設(shè)基礎(chǔ)條件較好，組織保障有力，建設(shè)方案和技 術(shù)路線可行，建設(shè)規(guī)模適宜，資金投入適當(dāng)，后期運(yùn)行費(fèi)用少，生態(tài)效益和社會(huì)效益巨大。 29 / 169 第三部分 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1. 系統(tǒng)組成概述 智能林火監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要由森林防火指揮中心、影像傳輸系統(tǒng)、及前端視頻監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成。 森林防火指揮中心 森林防火指揮中心由數(shù)字微波系統(tǒng)、視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)、 GIS地理信息系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)、視頻會(huì)議系統(tǒng)、指揮中心 大屏幕系統(tǒng)等構(gòu)成。初始時(shí)對(duì)每個(gè)前端監(jiān)控點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行地理定位，將相關(guān)信息導(dǎo)入地理信息系統(tǒng)中，形成初始設(shè)置。 ? 獲取信息：利用建立分布在了望塔野外監(jiān)控點(diǎn)，獲取覆蓋范圍內(nèi)的監(jiān)控視頻圖像，實(shí)現(xiàn)全天候不間斷監(jiān)控； ? 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)：在數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)系統(tǒng)的支持下，將視頻圖像及其它信息實(shí)時(shí)、同步傳輸?shù)椒?火監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)真實(shí)觀測(cè)林區(qū)的動(dòng)態(tài)情況； ? 火警識(shí)別：通過(guò)專門的森林火災(zāi)識(shí)別軟件對(duì)林火林煙進(jìn)行有效識(shí)別； 勞山林業(yè)局 嶗山林業(yè)局指揮中心 31 / 169 ? 與 GIS系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)：如確認(rèn)火情，系統(tǒng)將聯(lián)動(dòng) GIS地理信息系統(tǒng)，立即對(duì)火災(zāi)發(fā)生的地理位置進(jìn)行提調(diào)，并提供其他相關(guān)信息；同時(shí)通過(guò)專門的林業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)分析，得出一套切實(shí)可行的撲火方案，確定撲火的人、機(jī)、物力量的配置，得出撲救具體措施和最佳路線方案； ? 預(yù)報(bào)分析：參考林區(qū)物候、可燃物特性數(shù)據(jù) ,利用專家數(shù)據(jù)庫(kù)模型進(jìn)行綜合分析 ,預(yù)測(cè)出相應(yīng)地區(qū)的森林火災(zāi)等級(jí)數(shù)據(jù)。 2. 遠(yuǎn)程林火監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)計(jì) 林區(qū)前端監(jiān)控系統(tǒng)包括視頻采集部分（含林火識(shí)別系統(tǒng)）、無(wú)線微波收發(fā)系統(tǒng)、基站供電系統(tǒng)、基站防雷系統(tǒng) 、基站防盜系統(tǒng)、基塔等構(gòu)成 , 固定安裝在林區(qū)各制高點(diǎn)位置。下圖為前端監(jiān)控點(diǎn)的組成示意圖： 32 / 169 工作原理 彩色低照度 攝像機(jī)（配合電動(dòng)長(zhǎng)焦鏡頭）采集到的視頻信號(hào)分為兩路，一路直接通過(guò)無(wú)線微波系統(tǒng)往指揮中心（或下一個(gè)基站或中繼站）實(shí)時(shí)傳輸，另一路通過(guò)前端煙火識(shí)別智能處理器對(duì)攝像所捕捉到的圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，如發(fā)現(xiàn)可疑火情，第一次識(shí)別后處理器智能控制攝像機(jī)和鏡頭推近到火點(diǎn)進(jìn)行第二次識(shí)別，如果處理器確認(rèn)為煙火，即可通過(guò)無(wú)線微波傳輸系統(tǒng)向指揮中心進(jìn)行報(bào)警通知管理員。旋轉(zhuǎn)無(wú)死角。 ⑵林區(qū)視頻、參數(shù)采集 33 / 169 通過(guò)前端基站的數(shù)字云臺(tái)控制長(zhǎng)焦攝像機(jī)，攝像機(jī)可水平 360176。 上圖顯示了前端基站的工作原理圖，從圖中可以看出，數(shù)字云臺(tái)的相關(guān)參數(shù)是同視頻信號(hào)同步采集同步發(fā)送的。 前端通過(guò)視頻處理模塊對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼、壓縮、傳輸。 采用的煙火識(shí)別智能識(shí)別產(chǎn)品的靈敏度要求：煙火在視頻圖像中的最小靶面面積為 10*10 象素即可識(shí)別。 電動(dòng)長(zhǎng)焦鏡頭： 為了滿足要求的可 監(jiān)控 半徑 5km 范圍的煙火、 3km 范圍內(nèi)的人員活動(dòng)，應(yīng)推薦采用（ 1/2″ 10300mm ）長(zhǎng)焦鏡頭， 10300mm 長(zhǎng)焦距完全可以滿足甲方要 求的可監(jiān)控 5Km 范圍內(nèi)的煙火以及 3 公里以內(nèi)的人員活動(dòng)。 設(shè)備防盜： 由于系統(tǒng)設(shè)備造價(jià)較高，又處于野外無(wú)人地帶，所以設(shè)備安全至關(guān)重要，配置高壓脈沖設(shè)備防盜報(bào)警系統(tǒng)可以保護(hù)用戶投資，保護(hù)設(shè)備安全，并能對(duì)入侵目標(biāo)觸發(fā)報(bào)警，對(duì)發(fā)生的破壞事件進(jìn)行全程錄像，支持語(yǔ)音對(duì)講、為挽回?fù)p失提供有力證據(jù)； 風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)： 由于施工困難，所以野外設(shè)備供電采用 風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)方式逐漸被人們青睞，我們通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)光伏供電系統(tǒng)的改進(jìn)，利用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率，為前端設(shè)備提供穩(wěn)定可靠的不間斷供電系統(tǒng)，我們?cè)诒O(jiān)控指揮 36 / 169 系統(tǒng) GIS平臺(tái)上可以實(shí)時(shí)的看到每套前端系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)動(dòng)機(jī)與太陽(yáng)能發(fā)電情況； 無(wú)線傳輸： 可依據(jù)實(shí)際情況主干網(wǎng)絡(luò)采用 、 300Mbps 遠(yuǎn)距離無(wú)線數(shù)字微波傳輸多路圖像、網(wǎng)絡(luò)、電話系統(tǒng)，避免野外系統(tǒng)施工的難度，縮短系統(tǒng)建設(shè)周期，移動(dòng)靈活，同時(shí)可以搭配單兵巡邏系統(tǒng)和無(wú)人駕駛飛機(jī)系統(tǒng) . 網(wǎng)絡(luò)綜合視頻管理平臺(tái)： 對(duì)前端視頻進(jìn)行解碼，并做視頻流轉(zhuǎn)發(fā)、錄像、回放、設(shè)備 管理、多用戶權(quán)限管理等服務(wù)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的集中管理和維護(hù)； GIS（地理信息系統(tǒng)）： 實(shí)現(xiàn)地圖點(diǎn)與實(shí)際監(jiān)控位置的協(xié)調(diào)一致，可以讓您快速地從地圖概念切換到實(shí)際的視頻圖像，或者從視頻圖像快速切換到地圖位置，并可獲得各類地形、地貌等信息； 林火自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)： 利用專門定制開(kāi)發(fā)的林火自動(dòng)識(shí)別報(bào)警軟件， 通過(guò)對(duì)被監(jiān)測(cè)對(duì)象的視頻數(shù)據(jù)流進(jìn)行處理，根據(jù)林場(chǎng)背景圖像和火災(zāi)、空間幾何特征、紋理特征進(jìn)行比較，選擇合理方式、設(shè)定報(bào)警門限值進(jìn)行判決報(bào)警， 并控制云臺(tái)對(duì)火點(diǎn)的跟蹤。 與傳統(tǒng)林場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)比： 方式 /比較 林場(chǎng)防火無(wú)線數(shù)字化預(yù)警系統(tǒng) 傳統(tǒng)林場(chǎng)監(jiān)控 系統(tǒng) 部署復(fù)雜度 安裝快捷 一 個(gè) 激 光 夜 視 透 霧 攝 像 機(jī)覆蓋大面積區(qū)域、同時(shí)具備透霧功能 安裝快捷 大 面 積 區(qū) 域 需 要 大 量 攝像機(jī)，且某些地方根本無(wú)法覆蓋，如港口、海灣、山林 霧 天 正 常 監(jiān) 通過(guò)專用的透霧成像技術(shù)， 霧 天 超 出 能 見(jiàn) 度 無(wú) 法 監(jiān) 37 / 169 控能力 霧天也可以正常監(jiān)控 控 夜 間 監(jiān) 控 能力 利用星光級(jí)攝像機(jī)，通過(guò)激光光源，在夜間可清晰看到遠(yuǎn)處 35 公里圖像 多采用一體機(jī)，照度差，無(wú)法監(jiān)控，即使增加紅外燈 仍 然 距 離 可 以 看100200 米 變 速 物 體 跟蹤能力 適 應(yīng) 不 同 距 離 和 速 度 目 標(biāo)移動(dòng)，準(zhǔn)確跟蹤 對(duì) 于 遠(yuǎn) 距 離 運(yùn) 動(dòng) 物 體 跟蹤困難 和應(yīng)用軟 件結(jié)合能力 標(biāo) 準(zhǔn) 通 訊 協(xié) 議 提 供 和 各 類應(yīng)用軟件結(jié)合 單一的應(yīng)用軟件，擴(kuò)展性差 GIS 聯(lián)動(dòng)能力 整合功能，可實(shí)現(xiàn)雙向互動(dòng) 無(wú)，僅能單一的監(jiān)控，無(wú)法實(shí)現(xiàn)視頻和地圖聯(lián)動(dòng) 林 火 報(bào) 警 能力 利 用 專 用 林 火 自 動(dòng) 識(shí) 別 軟件，識(shí)別率 85%以上，并可結(jié)合人工識(shí)別 人工識(shí)別 火 點(diǎn) 定 位 能力 系 統(tǒng) 自 動(dòng) 對(duì) 火 點(diǎn) 經(jīng) 緯 度 進(jìn)行精確定位，并在地圖上進(jìn)行標(biāo)注，可結(jié)合人工定位 對(duì) 于 大 面 積 的 林 區(qū) 人 工定位不準(zhǔn)確，不直觀 網(wǎng)絡(luò)功能 可 以 通 過(guò) 無(wú) 線 數(shù) 字 微 波 可以 實(shí) 現(xiàn) 林 區(qū) 監(jiān) 控 點(diǎn) 和 林 場(chǎng)管理站通信和上網(wǎng) 沒(méi)有這個(gè)功能 氣 象 環(huán) 境 接口 我們預(yù)留了，氣象接口和環(huán)境探測(cè)接 口 沒(méi)有這個(gè)功能 4. 設(shè)計(jì)原則 “林場(chǎng)防火無(wú)線數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”項(xiàng)目設(shè)