【正文】 技術(shù)有限公司 第 14 頁(yè) 前端系統(tǒng) 前端系統(tǒng) 對(duì) 林區(qū) 現(xiàn)場(chǎng)的圖像 及環(huán)境信息 等信息進(jìn)行采集、編碼 及 上傳 ，并根據(jù)制定的規(guī)則進(jìn)行自動(dòng)化聯(lián)動(dòng) 。通過(guò)安裝紅外熱成像、可見(jiàn)光攝像系統(tǒng)全天候監(jiān)控林區(qū) ，觀測(cè)森林火情、對(duì)初發(fā)火情，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)救護(hù)。 系統(tǒng)預(yù)留了其它功能接口（如電子地圖等），系統(tǒng)設(shè)計(jì)留有充分余地，以方便今后系統(tǒng)的擴(kuò)充和升級(jí)。整個(gè)系統(tǒng)必須具有高度的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。 2) 采用與環(huán)境信息相結(jié)合的綜合監(jiān)測(cè) ，可以實(shí)時(shí)的了解當(dāng)前監(jiān)控點(diǎn)的風(fēng)力、風(fēng)向、溫濕度 、 煙霧 等數(shù)據(jù)，為森林防火指揮提供有力數(shù)據(jù)信息 ， 滿足當(dāng)前森林防火的各種要求 。 6) 系統(tǒng)需支持視頻和地圖的結(jié)合，管理員可在地圖上明確林火位置。而采用 視頻 監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)火情，可以防止森林大火的形成，做到早發(fā)現(xiàn)、早消滅，實(shí)現(xiàn)真正意義上的打早、打小、打了，能有效地保護(hù)十分珍貴的森林資源，具有巨大的生態(tài)效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。能夠發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn)，監(jiān)測(cè)火場(chǎng)蔓延的情況、及時(shí)提供火場(chǎng)信息，用遙感手段 制作森林火險(xiǎn)預(yù)報(bào)，用衛(wèi)星數(shù)字資料估算過(guò)火面積。存在的不足是巡護(hù)面積小、視野狹窄、確定著火位置時(shí)，常因地形地勢(shì)崎嶇、森林茂密而出現(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 森林防火視頻監(jiān)控 系統(tǒng)解決方案 杭州海康威視系統(tǒng)技術(shù)有限公司 第 8 頁(yè) 交通工具費(fèi)用及人員工資費(fèi)用，只能用視頻監(jiān)測(cè)方法來(lái)彌補(bǔ) 。目前全國(guó)大部分重點(diǎn)林區(qū)、市都已建成或正在建設(shè)這一工程 ， 在整個(gè)林區(qū)建立一套完善的森林防火體系。因此一旦有火警發(fā)生，就必須以極快的速度采取撲救措施 。 森林防火長(zhǎng)期以來(lái)基本上采取較落后的傳統(tǒng)防火指揮手段，一直未建立科學(xué)先進(jìn)的森林防火指揮中心，與日益繁重的防火任務(wù)和火災(zāi)日趨增多的形勢(shì)不相適應(yīng)，常常因?yàn)榉罁浠鹗侄温浜蠖幱诒粍?dòng)應(yīng)付的局面，加大了火災(zāi)的損失?？h級(jí)以上森林防火指揮部的總指揮由當(dāng)?shù)卣闹饕?fù)責(zé)人擔(dān) 任。 另外 瞭 望員人身安全受雷電、野生動(dòng)物、森林腦炎等的威脅。在接到熱點(diǎn)監(jiān)測(cè)報(bào)告 2 小時(shí)內(nèi)應(yīng)反 饋核查情況和結(jié)果。 2) 當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，能夠精確定位火點(diǎn)位置，并能夠自動(dòng)產(chǎn)生報(bào)警。 9) 利用有效的傳輸方式，能把前端監(jiān)控視頻傳輸?shù)胶笈_(tái)指揮中心。 設(shè)計(jì)原則 1) 可靠性： 硬件可靠性：系統(tǒng)按照監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境要求選用圖像監(jiān)控設(shè)備，能夠適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境。 系統(tǒng)在穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，充分考 慮到信息社會(huì)迅猛發(fā)展的趨勢(shì)積極采用當(dāng)前國(guó)際上較先進(jìn)的技術(shù)裝備?？傮w結(jié)構(gòu)具有兼容性和可擴(kuò)展性，既可以包容不同廠家不同類型的先進(jìn)產(chǎn)品，又便于升級(jí)、換代，使整個(gè)智能化系統(tǒng)可以隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，不斷得到充實(shí)、完善、改進(jìn)和提高。 系統(tǒng) 架構(gòu) 森林防火監(jiān)控系統(tǒng) 由 前端系統(tǒng) 、 傳輸網(wǎng)絡(luò)、 各級(jí) 指揮中心 等幾個(gè) 部分組成 。 指揮中心 區(qū)縣 指揮中心 可 管理 所轄林區(qū)的 所有 設(shè)備，接收由 林區(qū) 上報(bào)的 視音頻及環(huán)境信息 ， 同時(shí)可以 滿足用戶視頻信息查看、 林區(qū) 設(shè)備控制 的需求 。該技術(shù)基于大氣光學(xué)原理，區(qū)分圖像不同區(qū)域景深與霧濃度進(jìn)行濾波處理，獲得準(zhǔn)確、自然的透霧圖像。 視頻質(zhì)量診斷 視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)能夠?qū)η岸嗽O(shè)備的圖像質(zhì)量進(jìn)行智能分析，并 對(duì)視頻圖像的 清晰度（圖像模糊） 、 噪聲干擾（ 雪花點(diǎn)、條紋、滾屏） 、 亮度異常（過(guò)量、過(guò) 森林防火視頻監(jiān)控 系統(tǒng)解決方案 杭州?？低曄到y(tǒng)技術(shù)有限公司 第 17 頁(yè) 暗）、偏色、畫面凍結(jié)、視頻丟失、云臺(tái)失控 等常見(jiàn)攝像機(jī)故障 進(jìn)行檢測(cè)。且 克服雨雪霧的能力較高， 所以在夜間以及較惡劣氣候條件下，采用紅外熱成像監(jiān)控設(shè)備可以對(duì)各種目標(biāo)進(jìn)行可靠監(jiān)控及預(yù)警。 當(dāng)檢測(cè)到有異常行為時(shí)，報(bào)警主機(jī)將報(bào)警信息傳輸?shù)胶蠖似脚_(tái)，后端平臺(tái)聯(lián)動(dòng)球機(jī)跟蹤目標(biāo)對(duì)象，實(shí)時(shí)放大現(xiàn)場(chǎng)畫面，起到防范報(bào)警作用。 森林防火視頻監(jiān)控 系統(tǒng)解決方案 杭州?？低曄到y(tǒng)技術(shù)有限公司 第 23 頁(yè) 太陽(yáng)能板 風(fēng)能供電 選擇風(fēng)能方式之前要考慮安裝的地方是否具備 使用 風(fēng)能的條件，是否處于大風(fēng)比較多的地區(qū)，選擇什么類型的風(fēng)能發(fā)電機(jī)組。 鋰電池 ： 鋰電池綜合了上述兩種電池的優(yōu)點(diǎn)，而且放電電壓平穩(wěn)，持續(xù)放電時(shí) 間較長(zhǎng) ， 但是價(jià)格較高 。 2) 接地 森林防火視頻監(jiān)控 系統(tǒng)解決方案 杭州?？低曄到y(tǒng)技術(shù)有限公司 第 25 頁(yè) 攝像機(jī)外殼、攝像機(jī) 支架 及場(chǎng)地 終端盒 等應(yīng)進(jìn)行 可靠接地，接入 接地系統(tǒng)。隨著電子政務(wù)應(yīng)用的不斷發(fā)展需要打開(kāi)越來(lái)越多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備端口，從而降低了安全性，讓越來(lái)越多的政府部門不敢使用其承載業(yè)務(wù)信息。數(shù)字無(wú)線視頻傳輸與模擬相比，設(shè)備造價(jià)低，延遲較大，圖象質(zhì)量相比下較差。 微波是一種頻率超過(guò) 1GHz 的電磁波 ，波長(zhǎng)范圍在毫米～厘米數(shù)量級(jí)，其波長(zhǎng)比普通無(wú)線電波更短。它能夠處理圖像、音樂(lè)、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁(yè)瀏覽、電話會(huì)議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)。 5 代移動(dòng)通信技術(shù)。 森林防火監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，將實(shí)現(xiàn)一下功能需求： 1) 實(shí)時(shí)視頻監(jiān)視 利用建立分布在各野外監(jiān)控點(diǎn)，獲取覆蓋范圍內(nèi)的監(jiān)控紅外及可見(jiàn)光視頻圖 像，實(shí)現(xiàn)全天候不間斷監(jiān)控。 管理員不必到達(dá)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)，就可修改設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)，提高的設(shè)備維護(hù)效率。 3) 火情識(shí)別報(bào)警： 當(dāng)監(jiān)控?cái)z像機(jī)撲捉到林火時(shí)，系統(tǒng)具有的火情識(shí)別功能，可及時(shí)告警并聯(lián)動(dòng)報(bào)警錄像，提醒值班人員察看顯示畫面，及早發(fā)現(xiàn)火情及火點(diǎn)位置； 4) 火災(zāi)定位： 利用前端采集系統(tǒng)中的數(shù)字云臺(tái)，在地理信 息系統(tǒng)里將每一個(gè)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行地址編碼，同時(shí)將每一個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的坐標(biāo)直接綁定在電子地圖上，這樣地理信息系統(tǒng)一旦接收到特定編碼的數(shù)字云臺(tái)回傳的位置數(shù)據(jù)，通過(guò)建立特定的位置轉(zhuǎn)換數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)定位功能。 通過(guò)專網(wǎng)線路和 市級(jí) 指揮中心連接，通過(guò)光纖線路或微 波跟監(jiān)控前端 連接。 5) 語(yǔ)音對(duì)講 在 瞭 望臺(tái)可 配置語(yǔ)音對(duì)講設(shè)備，通過(guò)對(duì)講設(shè)備中心工作人員可指導(dǎo)日常林區(qū)巡檢員巡檢工作及應(yīng)急搶險(xiǎn)滅火工作 。在正常情況下攝像頭工作在自動(dòng)巡航掃描方式，觀 測(cè)人員在 指揮中心 可觀測(cè)到一定范圍內(nèi)的林木地貌、道路、人員等紅外及可見(jiàn)光 視頻 圖像，系統(tǒng)可進(jìn)行全程錄像，若遇異常情況，工作人員可及時(shí)將紅外及可見(jiàn) 攝像頭從自動(dòng)狀態(tài)下轉(zhuǎn)為手動(dòng)狀態(tài)，并對(duì)相關(guān)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤、定位、放大（可見(jiàn) 光），以便仔細(xì)全面地進(jìn)行觀測(cè)分析。 7) 配置維護(hù) 能對(duì) 林區(qū)攝像機(jī) 進(jìn)行校時(shí)、 重新啟動(dòng)、修改 參數(shù) 、軟件升級(jí)、遠(yuǎn)程維護(hù)等功能 。 市 級(jí) 指揮中心 架構(gòu)圖 森林防火視頻監(jiān)控 系統(tǒng)解決方案 杭州?？低曄到y(tǒng)技術(shù)有限公司 第 34 頁(yè) 指揮中心 效果圖 指揮中心 大屏能夠觀看到如下圖象效果，確保對(duì)森林火災(zāi)進(jìn)行發(fā)現(xiàn)、監(jiān)控、控制。同時(shí)，系統(tǒng)具備實(shí)現(xiàn)人工定位功能。 在使用的過(guò)程中主要參考運(yùn)營(yíng)商在項(xiàng)目區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)覆蓋以及質(zhì)量情況 。 GPRS 是 General Packet Radio Service (通用分組無(wú)線業(yè)務(wù) )的簡(jiǎn)稱， EDGE 是 Enhanced Data rate for GSM Evolution (增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率的 GSM 演進(jìn) )的簡(jiǎn)稱，這兩種技術(shù)被稱為 2。當(dāng)前使用的頻率是 赫茲波段 （民用波段）。 目前比較流行的數(shù)字無(wú)線微波有 GSM， CDMA， WIFI， WIMAX， 3G 等形 森林防火視頻監(jiān)控 系統(tǒng)解決方案 杭州?？低曄到y(tǒng)技術(shù)有限公司 第 28 頁(yè) 式。 有 線傳輸 為確保信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量，在有條件使用有線傳輸?shù)那闆r下建議 森林防火監(jiān)控系統(tǒng) 從前端到后端指揮中心的 傳輸 采用光纜傳輸。 森林防火視頻監(jiān)控 系統(tǒng)解決方案 杭州海康威視系統(tǒng)技術(shù)有限公司 第 26 頁(yè) 第 5章 傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 森林防火視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，省、市、區(qū)縣三級(jí) 指揮中心 通過(guò)專網(wǎng)連接。這種方式能夠部分替代風(fēng)光互補(bǔ)方式供電。 UPS 還有個(gè)優(yōu)點(diǎn)是 反應(yīng)迅速（響應(yīng)時(shí)間短），如果采用后備式，而且蓄電池配置合理的話，可以有效延長(zhǎng)用電設(shè)備的 “續(xù)航 ”時(shí)間 。用于監(jiān)控點(diǎn)太陽(yáng)能電源系統(tǒng)，根據(jù)地區(qū)環(huán)境的太陽(yáng)能輻射數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，整個(gè)設(shè)計(jì)按照負(fù)載功率 50W，連續(xù)日工作時(shí) 森林防火視頻監(jiān)控 系統(tǒng)解決方案 杭州?？低曄到y(tǒng)技術(shù)有限公司 第 22 頁(yè) 數(shù)為 24 小時(shí)，即使在陰雨天也能獨(dú)立供電 3 天。 風(fēng)速 傳感器 風(fēng)速 傳感器 顧名思義是測(cè)量空氣流速的儀器 ， 儀器內(nèi)的轉(zhuǎn)速傳感器 能把風(fēng) 速轉(zhuǎn)換成 420mA 電流環(huán) 信號(hào) 上傳連接至環(huán)境監(jiān)控報(bào)警主機(jī)，能把現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)速 實(shí)時(shí) 上傳主控中心， 控制中心 能 隨時(shí) 查閱林區(qū) 的 風(fēng)速，并做出相應(yīng)的處理。旋轉(zhuǎn)，為了確保圖像不抖動(dòng)，攝像機(jī)的固定方式都將進(jìn)行最牢固穩(wěn)定的安裝。 報(bào)警 信息 統(tǒng)計(jì) 系統(tǒng)支持報(bào)警統(tǒng)計(jì)功能，提供對(duì)平臺(tái)報(bào)警數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，分析的結(jié)果通過(guò)圖表方式展示。 前端 防 結(jié)霧 一些 時(shí)節(jié) 容易 發(fā)生 多云多霧 現(xiàn)象，特別是秋冬時(shí)節(jié)有恰好屬于防火期，屬于森林火險(xiǎn)高發(fā)時(shí)期。前端系統(tǒng)通過(guò)光纖線路連接到區(qū)縣級(jí) 指揮中心 ，無(wú)法通過(guò)光纖線路連接的前端 系統(tǒng)，通過(guò)微波方式連接到 區(qū)縣級(jí)指揮中心 。 設(shè)計(jì)目標(biāo) 1) 遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控以直觀 、 真實(shí) 、 有效而被廣泛應(yīng)用在許多重點(diǎn)防范地區(qū)。 4) 可擴(kuò)展性： 靈活的組網(wǎng)方式，方便監(jiān)控點(diǎn)的增加。 充分考慮到森林防火工作的連續(xù)性要求。 1) 采用 紅外熱成像 攝像機(jī) 利用熱成像原理， 探測(cè)林區(qū)熱輻射，通過(guò)不同目標(biāo)溫差實(shí)時(shí)成像，搭配了測(cè)溫模 塊可全天候?qū)?林區(qū)掃描檢測(cè)，當(dāng)測(cè)得溫度及溫差數(shù)據(jù)符合林火特征時(shí)，系統(tǒng)發(fā)生報(bào)警，及時(shí)讓防火值班人員掌握林區(qū)火災(zāi)隱患，及時(shí)制定災(zāi)害撲救方案等 。 5) 林火發(fā)生后，通過(guò)系統(tǒng)可對(duì)受災(zāi)面積、災(zāi)害損失做出相對(duì)準(zhǔn)確的評(píng)估。許多火情往往因發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，耽誤了撲救時(shí)間，使小火釀成大火。 采用 衛(wèi)星遙感 衛(wèi)星遙感，利用極軌氣象衛(wèi)星、陸地資源衛(wèi)星、地球靜止衛(wèi)星、 低軌衛(wèi)星探測(cè)林火。對(duì)來(lái)往人員及車輛，野外生產(chǎn)和生活用火進(jìn)行檢查和監(jiān)督。為了免遭損失，必須進(jìn)一步加大森林管護(hù)的基礎(chǔ)設(shè)施和隊(duì)伍建設(shè)的力度，用科學(xué)的手段來(lái)強(qiáng)化防火工作 ， 微波圖像監(jiān)控作為森林防火的重要手段 已 列為國(guó)家和省重點(diǎn)投資項(xiàng)目。森林火災(zāi)具有突發(fā)性，災(zāi)害發(fā)生的隨機(jī)性 ， 短時(shí)間內(nèi)能造成巨大損失的特點(diǎn)。為了適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下森林防火撲火工作的需要，急需建立一個(gè)高科技含量的省級(jí)森林防火指揮中心，采用新的現(xiàn)代化的林火管理技術(shù)，提高組織指揮決策水平，確保發(fā)生 火情后，能迅速報(bào)警，科學(xué)調(diào)度指揮，最快撲滅，最大限度地減少林火損失。林業(yè)局監(jiān)控指揮架構(gòu)如下圖： 林業(yè)局監(jiān)控中心 架構(gòu)圖 現(xiàn)狀 描述 目前森林防火工程中采用地面巡護(hù)、瞭望臺(tái)監(jiān)測(cè)、航空巡護(hù)、衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)為主。 采用 航空巡護(hù) 航 空巡護(hù)，是利用巡護(hù)飛機(jī)進(jìn)行林火的探測(cè)。衛(wèi)星遙感監(jiān)控森林防火的其不足是： 1) 熱點(diǎn)達(dá)到 3 個(gè)像素時(shí)，火已基本成災(zāi)。 3) 林區(qū)監(jiān)控管理指揮中心通過(guò)觀看。 森林防火視頻監(jiān)控 系統(tǒng)解決方案 杭州?？低曄到y(tǒng)技術(shù)有限公司 第 10 頁(yè) 第 2章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思路 森 林 防火 監(jiān)控 系統(tǒng) 是 集硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)于一體 的聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，以 森林防火 平臺(tái)軟件 iVMS8800 為核心，在 指揮 中心 能夠 實(shí)現(xiàn)對(duì) 各個(gè) 林區(qū)防火監(jiān)控系統(tǒng) 的 全方位管理 。攝像機(jī)和鏡頭采用專業(yè)產(chǎn)品。 在技術(shù)應(yīng)用上適度超前，所采用的技術(shù)和設(shè)備完全能保證 先進(jìn)性 。 5) 易操作： 監(jiān)控系統(tǒng)的操作具有靈活簡(jiǎn)便，易于掌握的特點(diǎn)，操作人員能夠方便地進(jìn)行使用及維護(hù)，使整個(gè)系統(tǒng)發(fā)揮最大的功能。 森林防火視頻監(jiān)控 系統(tǒng)解決方案 杭州?？低曄到y(tǒng)技術(shù)有限公司 第 13 頁(yè) 系統(tǒng) 架構(gòu) 圖 省級(jí) 指揮中心 部署視頻 監(jiān)控平臺(tái) 軟件，通過(guò)專網(wǎng)線路連接國(guó)家林業(yè) 指揮中心 、市級(jí) 指揮中心 和部分其他單位。 市級(jí) 指揮中心 可接收下屬林區(qū) 上報(bào)的 視音頻及環(huán)境信息 ， 同時(shí) 可以 滿足用戶視頻信息查看、 林區(qū) 設(shè)備控制 的需求 。 火情自動(dòng)報(bào)警 設(shè)備利用遠(yuǎn)紅外熱成像設(shè)備實(shí)時(shí)探測(cè)目標(biāo)環(huán)境 的輻射強(qiáng)度 ，通過(guò)嵌入式 DSP對(duì)輻射強(qiáng)度進(jìn)行分析，篩選出輻射強(qiáng)度比較異常的點(diǎn)， 當(dāng)檢測(cè)出有超出設(shè)定的熱點(diǎn)閥值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)， 通過(guò)自動(dòng)報(bào)警裝置產(chǎn)生報(bào)警。 森林防火視頻監(jiān)控 系統(tǒng)解決方案 杭州?？低曄到y(tǒng)技術(shù)有限公司 第 18 頁(yè) 第 4章 前端系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)概述 前端系統(tǒng)主要以紅外