【導讀】森林防火及調(diào)度指揮系統(tǒng)。北京高普樂光電科技有限公司。北京高普樂光電科技有限公司電話：010-88470008

　　

【正文】 數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)是以數(shù)字視頻處理技術(shù)為核心，綜合利用光電傳感器、計算機網(wǎng)絡、自動控制和人工智能等技術(shù)的一種新型監(jiān)控系統(tǒng)。 在人類感官接受的各種信息中約有 80%來自視覺。視頻、圖像是對客觀事物形象、生動的描述，是直觀而具體的信息表達形式，是人類最重要的信息載體。特別是在今天的信息社會， 隨著網(wǎng)絡、通信和微電子技術(shù)的快 森林防火監(jiān)控及調(diào)度指揮系統(tǒng) 北京高普樂光電科技有限公司 電話： 01088470008 22 速發(fā)展和人民物質(zhì)生活水平的提高，視頻監(jiān)控以其直觀、方便和內(nèi)容豐富等特點，日益受到人們的青睞，監(jiān)控產(chǎn)品也正經(jīng)歷著從模擬化向數(shù)字化、網(wǎng)絡化的革命。 根據(jù)森林防火的需要，前端監(jiān)控點必須具備 360度全方位、 24小時全天候監(jiān)控的特點，因此選擇的設備必須符合森林防火的實際需求。 前端監(jiān)控點的功能是采集視頻、音頻信號后，利用成熟的視頻、音頻處理技術(shù)，對視頻、音頻信號進行壓縮、分析、 IP化處理，然后通過傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。 前端視頻采集配置示意圖 （ 2） 設備配置 數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)除 了具有傳統(tǒng)閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)的所有功能外，還具有遠程視頻傳輸與回放、自動異常檢測與報警、結(jié)構(gòu)化的視頻數(shù)據(jù)存儲等功能。與數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)的主要技術(shù)有視頻數(shù)據(jù)壓縮，視頻的分析與理解，視頻流的傳輸與回放和視頻數(shù)據(jù)的存儲。 “ 濟南軍區(qū)黃河三角洲 森林防火及調(diào)度指揮系統(tǒng) 工程 ”項目建設的前端視 森林防火監(jiān)控及調(diào)度指揮系統(tǒng) 北京高普樂光電科技有限公司 電話： 01088470008 23 頻采集部分主要完成視頻圖像的采集和對森林著火點的定位，每個前端采集站主要設備包括：定位云臺、低照度攝像機、 紅外熱成像、 傳輸設備、智能太陽能供電系統(tǒng)、野外保溫箱等設備。 攝像機輸出的模擬視頻信號通過視頻線纜聯(lián)接到視頻編碼設備再通過以太網(wǎng)連至傳輸設備發(fā)送至中心控制室，通過傳輸設備可以傳輸多種需求的信號，為實現(xiàn)系統(tǒng)的音視頻信號、報警信號、定位云臺角度數(shù)據(jù)回傳、前端設備控制信號等傳輸提供了一個更為方便的平臺。 低照度 透霧 攝像機 由于森林防火監(jiān)控系統(tǒng)安裝在林區(qū)的山上，山區(qū)經(jīng)常山霧彌漫，普通的攝像無法達到正常的監(jiān)控效果，所以我們?yōu)橛脩敉扑]低照度透霧攝像機具有透霧、深化云煙功能。低照度透霧攝像機與特制鏡頭配套，該攝像機與普通攝像機的比較如下： 低照度透霧攝像機 普通攝像機 遠程切換 支持遠程切濾光片功能 不支持遠程切換功能 雙電 路 CCD芯片 有 無 最低照度 (Night)。(Day) 黑白攝像機： ～ 配套鏡頭 內(nèi)部透霧電路設計，配套透霧鏡 頭，防火專用 無透霧功能，一般無專用 配套鏡頭 透霧攝像機透霧效果對比 : 森林防火監(jiān)控及調(diào)度指揮系統(tǒng) 北京高普樂光電科技有限公司 電話： 01088470008 24 正常彩色狀態(tài)畫面 透霧開啟狀態(tài)畫面 透霧攝像機深化云煙效果（用于識別煙火，增加識別準確性）： 正常彩色狀態(tài)畫面 透霧開啟后 對云層溶化效果 電動長焦透霧鏡頭 由于可見光與紅外光的波長不同，所以當攝像機切換到黑白紅外模式和透霧模式時，用普通鏡頭會出現(xiàn)偏焦、無法聚焦的問題。我們采用 FUJINON透霧鏡頭通過切換多種紅外波長的功能對焦點進行修正，配合透霧像機實現(xiàn)更清晰的監(jiān)控效果。 電動長焦透霧鏡頭與普通鏡頭比較表： 電動長焦透霧鏡頭 普通鏡頭 遠程切換 鏡頭內(nèi)置轉(zhuǎn)盤使濾色片中心始終與主光軸保持一致，并且支持遠程切換濾色片修正焦點，從而達到透霧清晰成像功能 不支持遠程切換濾色片，無焦點修正功能 濾色片 多柵格濾光片 850nm、 880nm、 950nm 無濾色片 森林防火監(jiān)控及調(diào)度指揮系統(tǒng) 北京高普樂光電科技有限公司 電話： 01088470008 25 配套攝像機 專門配套雙電路 CCD芯片攝像機，防火專用 一般無專用配套 攝像機 電動變焦 鏡頭五公里監(jiān)控效果圖片 : 廣 角時 變焦到中間時 最遠焦時 野外 變速 定位 回傳 云臺 森林防火監(jiān)控系統(tǒng)前端采集部分建立在高山上，野外條件惡劣，對云臺的各項指標有嚴格的要求。例如：機械傳動部分具有良好的抗風性能，山上雷電較多，云臺自身要有避雷功能，云臺要抗腐蝕，云臺擔負著定位功能，機械加工精度要求較高。我 公司 GPIV50T重型數(shù)字萬向云臺采用軍工技術(shù)，結(jié)合軍工雷達的工作原理，按照軍工級別的制造標準生產(chǎn)。保證每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都控制在軍工標準之內(nèi)，每一根導線、每一顆螺絲都由專家精心設計。 云臺采用不銹鋼材料鑄造，具有防水、耐高溫、耐老化、抗腐蝕的特點；選用高性能電機；大載重量，專為特殊環(huán)境設計；可內(nèi)置溫控電路、寬范圍溫度工作；云臺可以結(jié)合地理信息系統(tǒng)實現(xiàn)準確定位。 重型數(shù)字回顯云臺與市面上普通云臺的比較： 定位云臺 普通云臺 顯示角度 實時回傳角度值 不能實時回傳角度值，僅能預 制位轉(zhuǎn)動 旋轉(zhuǎn)角度 水平 0176。 ～ 360176。 俯仰 0176。 ～ 177。45176。 水平 0176。 355176。 俯仰 10176。 ―60176。 旋轉(zhuǎn)速度 水平垂直 ~25度 /S（或更高）變速 水平 11度 /S。垂直 4度 /S 森林防火監(jiān)控及調(diào)度指揮系統(tǒng) 北京高普樂光電科技有限公司 電話： 01088470008 26 承重 50kg 20kg 定位功能 結(jié)合 GIS能實現(xiàn)精度為水平 /176。 /176。 定位 預制位定位，無法與 GIS結(jié)合 工作溫度 50176。 C－＋ 70176。 C（內(nèi)置加熱器） － 25℃ ～ 55℃（加熱） 加工工藝 特制軍用級 普通工業(yè)級 傳動方式 渦輪蝸桿傳動（帶滑環(huán)） 齒輪減速傳動 抗腐蝕 抗酸、堿、鹽等腐蝕 無抗腐蝕功能 抗 風等級 89級 4級 接線方式 控制線纜與視頻線纜在云臺內(nèi)做內(nèi)接處理，線纜與云臺整體轉(zhuǎn)動，避免絞線與折線 控制線纜與視頻線纜在云臺外部接線，日久會發(fā)生絞線與折線現(xiàn)象 使用壽命 5年左右 3年左右（不適合森林防火監(jiān) 控） 無線傳輸系統(tǒng)設計 a) 根據(jù) 系統(tǒng) 傳輸?shù)?需求，我們認為選擇 基礎(chǔ)的寬帶無線網(wǎng)絡技術(shù)與產(chǎn)品實現(xiàn)系統(tǒng)需求是最佳的方案； b) 系統(tǒng)設備全部架設在室外，要求設備必須能有出色的寬溫工作特性以及 IP67 以上的環(huán)境防護等級； c) 為保證網(wǎng)絡的正常運行，整個系統(tǒng)的供電 最好采用獨立的供電體系； d) 為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，設備必須具有較強的抗電磁干擾能力，機殼以及接頭的屏蔽必須良好。同時系統(tǒng)應該具有避雷特性； 基于以上多方面的分析，本方案草案中選用的無線網(wǎng)絡設備，是BITWAVE 的 BWB310 系列電信級無線網(wǎng)橋。這個系列的產(chǎn)品基于，具有 108Mbps 帶寬，全防塵防水密封屏蔽設計，高穩(wěn)定性、免維護，支持交流供電。 森林防火監(jiān)控及調(diào)度指揮系統(tǒng) 北京高普樂光電科技有限公司 電話： 01088470008 27 無線網(wǎng)絡 在物理布局、通信距離 等方面有其特殊性 。 采用無線方式，架設方便，運行、維護成本低，周期短。本方案的設計綜合考慮經(jīng)濟性 、施工可行性等多方面因素，力求做到最優(yōu)。本方案僅供參考，如要實施此方案仍需協(xié)調(diào)后確定。 根據(jù) 上述描述以及 用戶需求，現(xiàn)提供解決方案如下： 如圖： 系統(tǒng)設備配置圖 （見附圖） 防雷接地 （ 1） 防雷概述 森林防火監(jiān)控及調(diào)度指揮系統(tǒng) 北京高普樂光電科技有限公司 電話： 01088470008 28 森林火災是世界性的林業(yè)重要災害之一，每年都有一定數(shù)量的發(fā)生，造成森林資源的重大損失和全球性的環(huán)境污染。森林火災具有突發(fā)性、災害發(fā)生的隨機性、短時間內(nèi)能造成巨大損失的特點。 針對我國森林面積覆蓋的實際情況，利用高科技手段提高森林防火救災監(jiān)控的管理水平。由于林區(qū)地形條件很復雜，不 適用通常的有線傳輸模式，本方案將采用無線傳輸系統(tǒng)，將遠端的時實畫面通過微波傳到森林防火監(jiān)控指揮中心，監(jiān)控中心指揮人員可通過監(jiān)視器看到林區(qū)現(xiàn)場的時實連續(xù)畫面，一方面不僅減少了護林工作人員的巡山次數(shù)，另一方面還可為林區(qū)的防火防蟲災工作提供強有力的保證。在森林火災發(fā)生時，通過該系統(tǒng)能第一時間掌握火情，不僅為現(xiàn)場防火指揮工作提供決策依據(jù)，而且更重要是為指揮搶險救災工作爭取寶貴的時間，將森林火災帶來的損失減少到最小，不但保護了國家森林資源也減少了森林火災對大氣環(huán)境的影響。 森林防火監(jiān)控系統(tǒng)應具備六大特點： 1) 監(jiān)控范圍大 ； 2) 全天候監(jiān)控； 3) 無線傳輸； 4) 太陽能及風力供電（采用太陽能與風能組合互補供電系統(tǒng)，容量為完全放電情況下可繼續(xù)給系統(tǒng)供電 24小時）； 5) 避雷接地安全可靠； 6) 前端設備工作狀態(tài)中心監(jiān)控。 而無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)防雷應包括兩大方面： 1) 前端監(jiān)控點防雷； 森林防火監(jiān)控及調(diào)度指揮系統(tǒng) 北京高普樂光電科技有限公司 電話： 01088470008 29 2) 監(jiān)控中心防雷。 前端監(jiān)控點防雷又包含直擊雷防護，供電系統(tǒng)感應雷防護，電子設備感應雷防護，接地系統(tǒng)，線纜屏蔽；監(jiān)控中心防雷包含直擊雷防護，供電系統(tǒng)感應雷防護，電子設備感應雷防護，接地系統(tǒng)，線纜屏蔽，等電位連接處理。 （ 2） 雷電侵襲主要途徑 ?? 直接雷擊的侵襲 雷電直接擊中建筑 物或暴露在空間的各種設備、各種架空金屬線纜（如電力電纜、通信線路、網(wǎng)絡布線等）。它可能在數(shù)微秒之內(nèi)產(chǎn)生數(shù)萬伏乃至數(shù)拾萬伏的高壓，產(chǎn)生火花放電，形成巨大的熱能和機械能量，摧毀建筑物、設備，危及人身安全。 ?? 雷電波侵入 雷電雖然未直接擊中建筑物或設備，但擊中與本建筑物或設備相連的金屬管、線，通過傳導的方式經(jīng)電阻性耦合將雷電波引入建筑物內(nèi)，損害與之相連接的用電設備、通信設備、計算機網(wǎng)絡等設備乃至危害人身安全。 ?? 雷擊電磁脈沖干擾 雷擊發(fā)生時，由于雷電流迅速變化在其周圍空間產(chǎn)生瞬變的強電磁場，使附近導體上感應出 很高的電動勢，誘發(fā)強大的雷擊電磁脈沖，經(jīng)感性耦合、容性耦合或電磁輻射產(chǎn)生脈沖過電壓和過電流損壞有關(guān)設備。 隨著科學技術(shù)的發(fā)展，大量采用微電子技術(shù)的、先進的計算機信息系統(tǒng)、監(jiān)控、通信等網(wǎng)絡日益廣泛地應用于各種建筑物中。而微電子設備的高度集成化，低工作電平和小工作電流的特點，又帶來絕緣強度低，耐過 森林防火監(jiān)控及調(diào)度指揮系統(tǒng) 北京高普樂光電科技有限公司 電話： 01088470008 30 電壓、過電流的能力差等致命弱點。美國研究報告 [AD722675]指出：當雷電活動時，磁感應強度達到 ，計算機發(fā)生誤動作，當磁感應強度超過 時，計算機發(fā)生永久性損壞。因而雷電所產(chǎn)生的雷電電磁脈沖對 微電子設備將產(chǎn)生嚴重的危害。根據(jù)統(tǒng)計，雷電對微電子設備的破壞而造成的損失，已遠遠超過了雷擊火災的損失，成為當今電子時代的一大公害。 ?? 地電位反擊 當設備沒有采取等電位接地措施的情況下，由于各接地系統(tǒng)本身的接地途徑不同，沖擊接地電阻差異，以及在泄放雷擊電流時，所通過的雷擊電流存在差異，導致地電位升高和不平衡，當?shù)?