青龍林業(yè)局防火數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)

解決方案白皮書

深圳市紅光達(dá)科技有限公司

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目   錄

第一部分、概述- 4 -

1.  引言- 4 -

2.  本方案的特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)- 6 -

3.  與傳統(tǒng)森林監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)比如下：- 8 -

第二部分、系統(tǒng)簡(jiǎn)介- 9 -

1.  前端設(shè)備- 10 -

2.  中繼設(shè)備（適用于無線傳輸）- 11 -

3.  中心控制設(shè)備- 11 -

4.  防火指揮中心- 12 -

第三部分、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)- 13 -

1.建設(shè)目標(biāo)- 13 -

2.功能需求分析- 14 -

3.設(shè)計(jì)原則- 15 -

4.設(shè)計(jì)依據(jù)- 17 -

5.功能概述- 17 -

6.視頻采集配置說明- 19 -

7.無線傳輸配置說明- 28 -

8.視頻監(jiān)控平臺(tái)- 33 -

9.防雷接地配置說明- 35 -

10.風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)- 42 -

第四部分、紅外熱像儀林火監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)- 51 -

1、紅外輻射：- 51 -

2、紅外熱成像技術(shù)：- 51 -

3、紅外熱成像原理：- 51 -

4、用于森林防火的紅外熱成像儀：- 52 -

5、用于森林防火的紅外熱成像儀特點(diǎn)：- 52 -

6、軟件運(yùn)行界面：- 53 -

7、軟件功能總結(jié)：- 54 -

第五部分、項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃- 63 -

1.  施工總體部署- 63 -

2.  進(jìn)度計(jì)劃及保證措施：- 63 -

3.  安全計(jì)劃：- 63 -

4.  質(zhì)量計(jì)劃：- 63 -

5.  勞動(dòng)力安排：- 64 -

6.  文明施工措施：- 64 -

7.  臺(tái)風(fēng)防汛安全措施：- 64 -

第六部分、技術(shù)支持及售后服務(wù)- 65 -

1.  保修與維護(hù)- 65 -

2.  緊急現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)服務(wù)- 65 -

3.  現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)培訓(xùn)- 65 -

4.  系統(tǒng)升級(jí)與更新服務(wù)- 65 -

5.  提供完善的系統(tǒng)文檔及使用手冊(cè)- 65 -

6.  由于人為或不可抗拒自然因素?fù)p壞不在保修之列。- 65 -

第一部分、概述

1.  引言

1.1 概況 

森林火災(zāi)是世界性的林業(yè)重要災(zāi)害之一，隨著中國(guó)造林事業(yè)的不斷發(fā)展，防火工作成為首要任務(wù)。森林防火必須貫徹“預(yù)防為主，積極撲救“的方針，真正做到早發(fā)現(xiàn)，早解決。目前，基于無線/有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的遠(yuǎn)程無線監(jiān)控系統(tǒng)，已廣泛應(yīng)用于森林防火監(jiān)控領(lǐng)域。

森林防火遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，由森林防火指揮部監(jiān)控中心、傳輸系統(tǒng)，以及前端采集點(diǎn)構(gòu)成。

前端采集點(diǎn)一般設(shè)置在林區(qū)各消防瞭望塔制高點(diǎn)上。包括全天候紅外熱成像、可見光攝像機(jī)、長(zhǎng)焦距變焦鏡頭、全方位定位云臺(tái)、野外護(hù)罩、網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器等。前端采集設(shè)備負(fù)責(zé)全天候?qū)α謪^(qū)自動(dòng)掃描，具有多種光學(xué)傳感器，利用紅外熱成像探測(cè)林區(qū)實(shí)時(shí)溫差及最高溫度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)林火并報(bào)警，可見光攝像機(jī)輔助成像可實(shí)時(shí)觀察林區(qū)植被情況、火情現(xiàn)場(chǎng)情況據(jù)作為遠(yuǎn)程指揮依據(jù)。各監(jiān)控點(diǎn)通過無線/有線傳輸系統(tǒng)，將圖像傳輸?shù)奖O(jiān)控中心；監(jiān)控中心不僅可以獲得全面的、清晰的、可錄制并回放的多畫面現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)圖像，還可以對(duì)前端攝像機(jī)焦距和云臺(tái)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行操作和控制,對(duì)于前端發(fā)生林火報(bào)警的監(jiān)控點(diǎn)，通過云臺(tái)的實(shí)時(shí)角度回傳，結(jié)合GIS系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)火災(zāi)發(fā)生點(diǎn)的經(jīng)緯度定位；前端可選設(shè)置智能化微型氣象站，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。

通過森林防火遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，森林防火指揮中心能實(shí)時(shí)監(jiān)控林區(qū)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情，起到預(yù)防火災(zāi)的目的?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)，該系統(tǒng)能將現(xiàn)場(chǎng)圖像實(shí)時(shí)傳回指揮中心，為指揮中心的遠(yuǎn)程指揮調(diào)度提供有力的保障，最大限度地減小火災(zāi)造成的損失；該系統(tǒng)能真實(shí)記錄火情發(fā)生、發(fā)展和消滅的整個(gè)過程，為火情的預(yù)防、治理提供真實(shí)有效的歷史資料。

1.2 國(guó)際通常森林防火技術(shù) 

國(guó)際上現(xiàn)有的森林防火報(bào)警技術(shù)： 

德國(guó)：FIRE-WATCH森林火災(zāi)自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng) 

德國(guó)投入使用的FIRE-WATCH森林火災(zāi)自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)，正常監(jiān)測(cè)半徑10公里，安裝該系統(tǒng)每套需7.5萬歐元，而在勃蘭登堡州安裝需要120-130套，約1000萬歐元。 

美國(guó)：護(hù)林飛機(jī)和紅外遙感火災(zāi)預(yù)警飛機(jī)巡邏

美國(guó)利用“大地”衛(wèi)星在離地面大約705公里的軌道上繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)，探測(cè)地面上的高溫地區(qū)、濃煙地帶以及火災(zāi)遺址。美國(guó)使用無人駕駛林火預(yù)警飛機(jī)進(jìn)行24小時(shí)監(jiān)測(cè)，雖獲得了成功，但耗費(fèi)了巨額資金。 

加拿大：加拿大采用衛(wèi)星巡回監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

加拿大采用從衛(wèi)星上發(fā)射電磁射線檢測(cè)林區(qū)溫度，當(dāng)檢測(cè)出某一林區(qū)局部溫度上升到150℃～200℃，紅外線波長(zhǎng)達(dá)3.7微米時(shí)，便是火災(zāi)前兆，立即測(cè)定具體溫度，采取措施及時(shí)防火.同時(shí)，加拿大林區(qū)采用多架配備先進(jìn)的直升飛機(jī)輪流監(jiān)測(cè)森林火災(zāi)，飛行費(fèi)每小時(shí)需5000-6000加元。 

國(guó)外的技術(shù)有的雖然可靠，但需要借助高空衛(wèi)星，且施工太復(fù)雜；有的技術(shù)方案基礎(chǔ)實(shí)施投資太大，多達(dá)幾十萬美元，投入成本過高，這些難以滿足我國(guó)森林資源監(jiān)測(cè)的實(shí)際需要。 

1.3 國(guó)內(nèi)采用的監(jiān)測(cè)方法 

l 地面巡護(hù)

地面巡護(hù)，主要任務(wù)是向群眾宣傳，控制人為火源，深入了望臺(tái)觀測(cè)的死角進(jìn)行巡邏。對(duì)來往人員及車輛，野外生產(chǎn)和生活用火進(jìn)行檢查和監(jiān)督。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，只能用視頻監(jiān)測(cè)方法來彌補(bǔ)。

l 瞭望臺(tái)監(jiān)測(cè)

了望臺(tái)監(jiān)測(cè)，是通過了望臺(tái)來觀測(cè)林火的發(fā)生，確定火災(zāi)發(fā)生的地點(diǎn)，報(bào)告火情，它的優(yōu)點(diǎn)是覆蓋面較大、效果較好。存在的不足：是無生活條件的偏遠(yuǎn)林區(qū)不能設(shè)了望臺(tái)；它的觀察效果受地形地勢(shì)的限制，覆蓋面小，有死角和空白，觀察不到，對(duì)煙霧濃重的較大面積的火場(chǎng)、余火及地下火無法觀察；雷電天氣無法上塔觀察；了望是一種依靠了望員的經(jīng)驗(yàn)來觀測(cè)的方法，準(zhǔn)確率低，誤差大。另外了望員人身安全受雷電、野生動(dòng)物、森林腦炎等的威脅。

l 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)。它的優(yōu)點(diǎn)是巡護(hù)視野寬、機(jī)動(dòng)性大、速度快同時(shí)對(duì)火場(chǎng)周圍及火勢(shì)發(fā)展能做到全面觀察，可及時(shí)采取有效措施。但也存在著不足：夜間、大風(fēng)天氣、陰天能見度較低時(shí)難以起飛，同時(shí)巡視受航線、時(shí)間的限制，而且觀察范圍小，只能一天一次對(duì)某一林區(qū)進(jìn)行觀察，如錯(cuò)過觀察時(shí)機(jī)，當(dāng)日的森林火災(zāi)也觀察不到，容易釀成大災(zāi)，固定飛行費(fèi)用2000元/小時(shí)，成本高，租用飛機(jī)費(fèi)用昂貴，飛行費(fèi)用嚴(yán)重不足，這就需要用定點(diǎn)視頻監(jiān)測(cè)來彌補(bǔ)其不足。

l 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。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)字資料估算過火面積。它探測(cè)范圍廣、搜集數(shù)據(jù)快、能得到連續(xù)性資料，反映火的動(dòng)態(tài)變化，而且收集資料不受地形條件的影響，影像真切。

存在的不足：準(zhǔn)確率低，需要地面花費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力進(jìn)行核實(shí)，尤其是交通不便的地方，火情核實(shí)十分重要。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。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)。

2. 從衛(wèi)星過境到核查通知撲火隊(duì)伍時(shí)間過長(zhǎng)，起不到“打早、打小、打了”的作用。

為彌補(bǔ)以上手段不足，我公司“森林防火數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”可以實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的監(jiān)控林火情況，配合林政管理、生態(tài)建設(shè)管理及林業(yè)活動(dòng)等功能實(shí)現(xiàn)各種管理。

2.  本方案的特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)

“森林防火數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”利用先進(jìn)的智能化監(jiān)控設(shè)備對(duì)林區(qū)進(jìn)行全天候的遠(yuǎn)程監(jiān)控、監(jiān)測(cè)，避免了原始人工了望觀察火情的局限，實(shí)現(xiàn)了林區(qū)管理數(shù)字化、科學(xué)化，大大減少了林業(yè)部門的費(fèi)用支出和管理成本，提高了林區(qū)企業(yè)的效應(yīng)。 

該系統(tǒng)特點(diǎn)： 

紅外熱成像:探測(cè)林區(qū)熱輻射，通過不同目標(biāo)溫差實(shí)時(shí)成像，搭配了測(cè)溫模塊可全天候?qū)α謪^(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。

可見光攝像機(jī)、長(zhǎng)焦距變焦鏡頭：可見光成像設(shè)備，做為紅外熱成像儀的補(bǔ)充，可實(shí)時(shí)采集符合肉眼成像特征的可見光彩色、黑白視頻，進(jìn)行錄像存儲(chǔ)。當(dāng)熱成像發(fā)生火災(zāi)報(bào)警時(shí)，也可以通過可見光攝像進(jìn)一步確認(rèn)報(bào)警的真實(shí)性，提高防火預(yù)警準(zhǔn)確性，同時(shí)可以為遠(yuǎn)程指揮提供現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)畫面，作為輔助手段；

全方位定位云臺(tái)：高精度定位云臺(tái)，可以讓監(jiān)控位置間的回轉(zhuǎn)速度達(dá)到20度或更高，定位精度達(dá)到0.01度，變速控制方式，重點(diǎn)部位可以設(shè)置預(yù)置點(diǎn)，隨時(shí)進(jìn)行快速切換；并可實(shí)時(shí)回傳云臺(tái)水平、俯仰角度數(shù)據(jù)給GIS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)火點(diǎn)的經(jīng)緯度精確定位；

設(shè)備防盜：由于系統(tǒng)設(shè)備造價(jià)較高，又處于野外無人地帶，所以設(shè)備安全至關(guān)重要，配置設(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，通過語音警告非法行為驅(qū)離，為挽回?fù)p失提供有力措施；

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)力、太陽能方式逐漸被人們所青睞，我們通過對(duì)傳統(tǒng)光伏供電系統(tǒng)的改進(jìn)，利用傳統(tǒng)系統(tǒng)一半的太陽能電池板即可實(shí)現(xiàn)同樣或更大的太陽能轉(zhuǎn)換效率，當(dāng)無光照條件時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為風(fēng)力發(fā)電，為前端設(shè)備提供穩(wěn)定可靠的不間斷供電系統(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)；

林火自動(dòng)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)：利用配套的林火監(jiān)測(cè)報(bào)警軟件，通過前端測(cè)溫模塊對(duì)實(shí)時(shí)紅外熱成像儀視頻進(jìn)行溫度檢測(cè)再結(jié)合其它數(shù)據(jù)判斷被監(jiān)控區(qū)域是否存有火災(zāi)險(xiǎn)情，對(duì)于發(fā)生火災(zāi)的進(jìn)行判決報(bào)警，并控制云臺(tái)對(duì)火點(diǎn)的跟蹤。識(shí)別率在95%以上；

數(shù)字微波傳輸：可依據(jù)實(shí)際情況采用遠(yuǎn)距離微波傳輸方式，避免野外系統(tǒng)施工的難度，縮短系統(tǒng)建設(shè)周期。

3.  與傳統(tǒng)森林監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)比如下：

第二部分、系統(tǒng)簡(jiǎn)介 

“森林防火數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”引進(jìn)國(guó)際上先進(jìn)的防火技術(shù)，以國(guó)內(nèi)價(jià)格水平提供國(guó)際品質(zhì)的優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的森林防火監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以森林火情監(jiān)測(cè)為主，將GIS技術(shù)、遠(yuǎn)紅外熱成像技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)等高新技術(shù)綜合應(yīng)用于森林資源管理中的高科技產(chǎn)品。 

本系統(tǒng)在監(jiān)控森林火情的同時(shí)，還可以對(duì)森林資源、生態(tài)環(huán)境、森林病蟲害及野生動(dòng)物等進(jìn)行有效監(jiān)控。系統(tǒng)構(gòu)成圖示如下： 

系統(tǒng)中每個(gè)前端采集站有獨(dú)立地址編碼，且每個(gè)前端采集站的坐標(biāo)與地理信息系統(tǒng)中的位置一一對(duì)應(yīng)，通過安裝在前端采集站的定位云臺(tái)巡視監(jiān)控覆蓋區(qū)域的林區(qū)火情，一旦發(fā)現(xiàn)火情，GIS系統(tǒng)接收到特定地址編碼的定位云臺(tái)回傳的位置數(shù)據(jù)，即可實(shí)現(xiàn)火點(diǎn)定位功能。同時(shí)，第一時(shí)間通知防火相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和人員。系統(tǒng)還可以提供最近撲火隊(duì)前往火情點(diǎn)最短路徑以及通往現(xiàn)場(chǎng)的主要道路和通行能力，提供防火隔離帶的位置和阻火能力，以及趕赴火場(chǎng)的時(shí)間等重要信息，相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)可以在監(jiān)控中心進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)度指揮。

系統(tǒng)以數(shù)字設(shè)備的監(jiān)控方式，通過傳輸網(wǎng)絡(luò)將采集的信息、數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒阑鸨O(jiān)控指揮中心，利用GIS（地理信息系統(tǒng)）對(duì)發(fā)生的火情、火警區(qū)域?qū)崿F(xiàn)定位，并實(shí)時(shí)做出分析判斷，確定撲救方案，將火險(xiǎn)控制在萌芽狀態(tài)。同時(shí)對(duì)大量資料數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存、處理和分析，對(duì)今后的森林防火預(yù)防工作起到指導(dǎo)和參考決策價(jià)值。

l 獲取信息：利用建立分布在火災(zāi)易發(fā)區(qū)不同至高點(diǎn)的野外信息采集站，獲取覆蓋范圍內(nèi)的監(jiān)控視頻圖像、環(huán)境信息，實(shí)現(xiàn)全天候不間斷監(jiān)控；

l 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)椒阑鸨O(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)真實(shí)觀測(cè)林區(qū)的動(dòng)態(tài)情況；

l 火災(zāi)預(yù)警：通過遠(yuǎn)紅外熱感應(yīng)成像技術(shù)，準(zhǔn)確探測(cè)林區(qū)火險(xiǎn)，即使在惡劣天氣，如雨、雪、大霧天氣都不影響火情識(shí)別，是真正意義上的全天候火情自動(dòng)識(shí)別預(yù)警手段；

l GIS及輔助決策系統(tǒng)：如有火情，利用GIS地理信息系統(tǒng)，提調(diào)相關(guān)數(shù)據(jù)了解并掌握火場(chǎng)的基礎(chǔ)情況，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位，同時(shí)通過專業(yè)林業(yè)數(shù)據(jù)庫分析，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；

l 預(yù)報(bào)分析：參考林區(qū)物候、可燃物特性數(shù)據(jù)、氣象信息等,利用專家數(shù)據(jù)庫模型進(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)。

“森林防火數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”避免了原始人工了望觀察火情的局限，實(shí)現(xiàn)了林區(qū)管理數(shù)字化、科學(xué)化，大大減少了林業(yè)部門的費(fèi)用支出和管理成本，提高了林區(qū)企業(yè)的效應(yīng)。該系統(tǒng)在監(jiān)控森林火情的同時(shí)，還可以對(duì)森林資源、生態(tài)環(huán)境、森林病蟲害及野生動(dòng)物和亂砍亂伐等林業(yè)活動(dòng)進(jìn)行有效監(jiān)控。

1.  前端設(shè)備 

前端由采集定位系統(tǒng)、傳輸設(shè)備、設(shè)備防盜報(bào)警系統(tǒng)、避雷接地系統(tǒng)、智能風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)等組成。

2.  中繼設(shè)備（適用于無線傳輸）

中繼由無線網(wǎng)橋、傳輸天線、智能風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)、避雷接地系統(tǒng)等組成； 中繼點(diǎn)選擇可以是獨(dú)立也可以利用其它監(jiān)控點(diǎn)。

3.  中心控制設(shè)備 

終端由網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)、GIS地理信息系統(tǒng)、林火監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、電視墻系統(tǒng)、UPS電源等組成。 

3.1地理信息系統(tǒng) 

現(xiàn)在的視頻監(jiān)控系統(tǒng)正在向數(shù)字化方向發(fā)展，并且與地理信息系統(tǒng)（GIS）結(jié)合也是其發(fā)展的必然方向。 

經(jīng)過與地理信息開發(fā)部門的合作，我公司應(yīng)用定位云臺(tái)與地理信息系統(tǒng)無縫連接，成功的投入使用，將定位云臺(tái)所返回角度將送入地理信息系統(tǒng)，并在林業(yè)地理信息系統(tǒng)上進(jìn)行精確坐標(biāo)定位。 

4.  防火指揮中心 

遠(yuǎn)程控制與通訊是指揮中心的主要功能，即通過指揮中心可完成對(duì)林場(chǎng)各個(gè)地區(qū)的通訊指揮工作，同時(shí)在指揮中心可以實(shí)現(xiàn)對(duì)火情地區(qū)的實(shí)時(shí)監(jiān)視、控制功能。以指揮中心為核心將各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)辦公的信息化網(wǎng)絡(luò)化，通過有線、無線調(diào)度系統(tǒng)完成對(duì)下屬部門的命令發(fā)布、工作查詢、人員調(diào)配工作；同時(shí)把監(jiān)控系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)進(jìn)行無縫結(jié)合，完成對(duì)林區(qū)的監(jiān)控、以及資源調(diào)查工作。

第三部分、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

 “森林防火數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”項(xiàng)目由防火指揮中心（監(jiān)控中心），前端視頻、音頻、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，無線傳輸系統(tǒng)，林火監(jiān)測(cè)及數(shù)字編碼終端處理系統(tǒng)，鐵塔，防雷接地，風(fēng)光互補(bǔ)供電等組成。各個(gè)前端視頻、音頻、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括：視像采集、報(bào)警采集、氣象數(shù)據(jù)采集、定位云臺(tái)系統(tǒng)、太陽能供電及防雷、鐵塔及接地系統(tǒng)及防護(hù)系統(tǒng)。

軟件系統(tǒng)包括：操作系統(tǒng)軟件Microsoft Windows 2003 Server、數(shù)據(jù)庫管理軟件SQL Server 2000（企業(yè)版）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、網(wǎng)絡(luò)視頻管理錄像軟件、林火預(yù)警軟件、短信網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)等組成。

1.   建設(shè)目標(biāo)

根據(jù)用戶提出的具體要求，依據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家《公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》和《安全防范工程程序及要求》，結(jié)合貴單位的實(shí)際情況，我公司本著“布局合理、質(zhì)優(yōu)價(jià)廉、功能齊全、配套服務(wù)”的原則。經(jīng)過對(duì)目前技術(shù)情況的調(diào)查了解，通過多方比較，結(jié)合森林防火的特殊性和實(shí)際需要，采用微波遠(yuǎn)程圖像傳輸及控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)的一套經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的森林防火瞭望觀察系統(tǒng)方案，對(duì)林區(qū)實(shí)時(shí)瞭望觀察，做到早發(fā)現(xiàn)，早撲滅，減少森林資源損失，降低防火工作難度，提高林業(yè)管理效益。

l 在森林火災(zāi)發(fā)生前自動(dòng)監(jiān)測(cè)識(shí)別火險(xiǎn)火情，做到及時(shí)預(yù)警，同時(shí)防范縱火、亂砍亂伐、捕殺野生動(dòng)物等違法行為，從而起到預(yù)防的目的；

l 在森林發(fā)生火災(zāi)時(shí)把現(xiàn)場(chǎng)的圖像實(shí)時(shí)傳回指揮中心，指揮中心通過監(jiān)視前端攝像機(jī)圖像指揮調(diào)度救火，最大限度的減小火災(zāi)造成的損失；

l 能真實(shí)記錄火災(zāi)發(fā)生前，救火過程中以及救火以后現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)情況，從而對(duì)火災(zāi)進(jìn)行處理，提供有效真實(shí)的直觀資料；

l 通過安裝紅外熱成像、可見光攝像系統(tǒng)全天候監(jiān)控林區(qū)，做到晝夜半徑3公里和5公里內(nèi)，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)。使火災(zāi)隱患消亡在萌芽狀態(tài)；

l 從瞭望塔設(shè)備安裝點(diǎn)的圖像傳輸?shù)缴止芾碇笓]中心，森林防火消防中心可對(duì)火情及現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，以便及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況協(xié)調(diào)調(diào)度指揮;

l 林區(qū)監(jiān)控管理指揮中心可以對(duì)前端設(shè)備進(jìn)行長(zhǎng)焦、廣角控制;對(duì)云臺(tái)進(jìn)行上下、左右控制、設(shè)置各種特殊位置的預(yù)置位，做到重點(diǎn)區(qū)域重點(diǎn)設(shè)防；

l 設(shè)備紅外線防盜功能、實(shí)時(shí)探測(cè)有無入侵破壞行為，并能做到語音警告和取證功能，保護(hù)設(shè)備投資的安全性。

l 系統(tǒng)具有多路畫面實(shí)時(shí)錄像，多路畫面實(shí)時(shí)顯示，圖像壓縮質(zhì)量設(shè)置，錄像存儲(chǔ)，用戶管理等功能。

l 配置GIS林業(yè)地理信息系統(tǒng)，將林區(qū)地形地貌、植被情況、監(jiān)控點(diǎn)信息、分布狀態(tài)等信息數(shù)字化處理，實(shí)現(xiàn)地圖點(diǎn)與實(shí)際目標(biāo)的一致，做到火情聯(lián)動(dòng)、視頻切換等功能，同時(shí)可作為植被管理、輔助決策的重要手段；

l 山上需要24小時(shí)不間斷供電，滿足所以設(shè)備用電需要，根據(jù)目前技術(shù)條件設(shè)計(jì)采用風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)，保證山上不具備布線條件的監(jiān)控點(diǎn)設(shè)備不間斷供電，正常工作。

l 在有災(zāi)難發(fā)生時(shí)系統(tǒng)可以與防火指揮車及移動(dòng)救援系統(tǒng)對(duì)接，通過移動(dòng)圖像采集把現(xiàn)場(chǎng)情況傳輸各級(jí)指揮中心。該系統(tǒng)根據(jù)林區(qū)面積廣、海拔高、環(huán)境復(fù)雜、山頂沒有電源、布線困難等特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.   功能需求分析

“森林防火數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”項(xiàng)目是以森林防火信息為重點(diǎn)和主要對(duì)象，以地理信息為中心基礎(chǔ)，基于成熟的傳輸技術(shù)、IP技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)和數(shù)字定位技術(shù)的，集防火信息管理、生態(tài)建設(shè)管理為一體的，為森林防火及其它林業(yè)工作服務(wù)的綜合應(yīng)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)具有以下特點(diǎn)：

A. 投資省，建設(shè)快，無線傳輸方式特別適合無通信線路、無電能、無道路情況。

B. 可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程圖像實(shí)時(shí)圖傳和控制，通過前端設(shè)備實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)情況。

C. 紅外熱成像實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患并報(bào)警

D. 視頻信息可在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸，用戶可在網(wǎng)絡(luò)上的終端看到現(xiàn)場(chǎng)的圖像。

E. 系統(tǒng)具有可擴(kuò)展性，系統(tǒng)具有升級(jí)功能，適合森林防火防護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展要求。

F. 界面清晰、操作簡(jiǎn)單。

G. 具有森林地理信息系統(tǒng)等輔助決策系統(tǒng)、火勢(shì)蔓延分析功能。

H. 火點(diǎn)經(jīng)緯度定位、最近路徑分析功能。

I. 林政資源管理及生態(tài)建設(shè)管理信息系統(tǒng)和其他林業(yè)信息系統(tǒng)。

“森林防火數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”前端信號(hào)采集平臺(tái)采用遠(yuǎn)紅外熱成像儀+輔助可見光成像+定位云臺(tái)+無線傳輸設(shè)備，由于該系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)集成能力，可以實(shí)現(xiàn)在一個(gè)平臺(tái)上完成數(shù)字圖像監(jiān)控采集、林火監(jiān)測(cè)報(bào)警、無線傳輸、防盜報(bào)警監(jiān)控管理、遠(yuǎn)程控制等功能，從而降低系統(tǒng)的造價(jià)、提高了監(jiān)控維護(hù)的效率并降低了使用難度。

采集平臺(tái)可以高效的壓縮處理接入的圖像，通過電腦監(jiān)視器就可以實(shí)現(xiàn)所有圖像的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)視，同時(shí)利用該系統(tǒng)可以調(diào)用存儲(chǔ)在硬盤中的歷史資料，本系統(tǒng)采用業(yè)內(nèi)頂尖壓縮技術(shù)MPEG-4/H.264算法，壓縮比高達(dá)1:500。此外實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)磁盤空間動(dòng)態(tài)檢測(cè)功能，圖像動(dòng)則錄，不動(dòng)則不錄或慢錄。 另外系統(tǒng)還可以靈活的設(shè)置報(bào)警信號(hào)和圖像的聯(lián)動(dòng)關(guān)系，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生報(bào)警時(shí)，通過事先的設(shè)置，可以啟動(dòng)相應(yīng)的攝像機(jī)錄像及報(bào)警輸出功能。同時(shí)控制中心也可同時(shí)得到報(bào)警信號(hào)，并可通過遠(yuǎn)端控制進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控觀察等功能。

監(jiān)控服務(wù)器提供了對(duì)前端采集工作站的分層次管理，對(duì)用戶的分級(jí)權(quán)限管理；用戶可以根據(jù)需要通過網(wǎng)絡(luò)將前端音視頻數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)在中心服務(wù)器上；服務(wù)器數(shù)據(jù)庫記錄了所有視頻資料信息（視頻文件可以是分布在各個(gè)采集工作站或服務(wù)器）、報(bào)警信息、監(jiān)控點(diǎn)信息、其它數(shù)據(jù)信息，一般用戶通過WEB登陸服務(wù)器，可以在統(tǒng)一的界面查詢?nèi)魏螌?duì)他授權(quán)的信息；對(duì)于前端和中心之間不支持多播的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，服務(wù)器提供了單播到多播的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，這樣中心的多個(gè)人員查看前端的實(shí)時(shí)流大量節(jié)省帶寬。

3.   設(shè)計(jì)原則

“森林防火數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”項(xiàng)目設(shè)計(jì)和功能的實(shí)施將遵循以下原則：

先進(jìn)性：所謂先進(jìn)是指要求采用的產(chǎn)品和系統(tǒng)是當(dāng)代先進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用成果，具有一定的前瞻性，特別是符合計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)最新發(fā)展潮流并且應(yīng)用成熟的系統(tǒng)。

保密性和安全性：必須符合國(guó)家的安全標(biāo)準(zhǔn)和要求，以保護(hù)內(nèi)部信息特別是密級(jí)信息不被非法訪問。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用系統(tǒng)的安全性， 建立身份認(rèn)證、權(quán)限認(rèn)證，徹底屏蔽內(nèi)外非授權(quán)用戶的非法訪問。 

智能化：系統(tǒng)中采用的產(chǎn)品和系統(tǒng)本身必須具有智能特征，比如自主編程、記憶功能、主動(dòng)檢測(cè)等；前端設(shè)備與系統(tǒng)必須有良好而可靠的通訊能力和故障自動(dòng)檢測(cè)、報(bào)警功能等等。

網(wǎng)絡(luò)化：在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高度發(fā)展和廣為應(yīng)用的信息社會(huì)，設(shè)計(jì)完成的監(jiān)控系統(tǒng)中所采用的產(chǎn)品和系統(tǒng)，必須與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)各個(gè)子系統(tǒng)的信息共享，才能適應(yīng)時(shí)代的前進(jìn)、技術(shù)的進(jìn)步，滿足更廣范圍巡查的要求。

實(shí)用性：我們這里講的實(shí)用是指要求所采用的產(chǎn)品和技術(shù)經(jīng)過了市場(chǎng)的考驗(yàn)，能滿足目前監(jiān)控系統(tǒng)的需要而無華而不實(shí)之嫌，決不搞盲目投資、浪費(fèi)資金。

兼容性： 考慮到國(guó)家林業(yè)局、區(qū)林業(yè)局已建成的或在建的防火信息系統(tǒng)，本系統(tǒng)能與區(qū)林業(yè)局、國(guó)家林業(yè)局的防火信息系統(tǒng)接軌和共享數(shù)據(jù)；同時(shí)考慮到今后重新開展森林資源調(diào)查后資源數(shù)據(jù)庫與最新衛(wèi)星影像的更新問題；另外，本系統(tǒng)能夠妥善處理好與上下級(jí)防火信息系統(tǒng)的連接，做到與相關(guān)已建立好的信息系統(tǒng)的兼容。

成功應(yīng)用：系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用的產(chǎn)品和系統(tǒng)，必須是經(jīng)過了一定時(shí)間市場(chǎng)考驗(yàn)的成熟產(chǎn)品，特別是在國(guó)內(nèi)應(yīng)該有成功的應(yīng)用案例。

合理配置：系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)需要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行合理的配置，并且這種配置應(yīng)該是可以被改變的，甚至在工程完成后，功能、配置的改變也是可能的和方便實(shí)現(xiàn)的。

良好操作：系統(tǒng)的前端產(chǎn)品和系統(tǒng)軟件均具有良好的學(xué)習(xí)性和操作性。特別是操作性，應(yīng)使一般水平的管理人員，在粗通電腦操作的情況下通過培訓(xùn)能掌握系統(tǒng)的操作要領(lǐng)，達(dá)到能完成監(jiān)控任務(wù)的操作水平。

可靠性：設(shè)計(jì)必須遵守的原則是保證系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行。這個(gè)原則要兼顧到兩個(gè)方面：

2系統(tǒng)運(yùn)行可靠－2系統(tǒng)的運(yùn)行要求可靠。要求從計(jì)算機(jī)的配置到系統(tǒng)的配置、前端設(shè)備的配置都要仔細(xì)考慮這個(gè)問題，對(duì)所有的設(shè)備進(jìn)行認(rèn)真的可靠性認(rèn)證。

2保存和恢復(fù)設(shè)置方便－2在實(shí)際運(yùn)行中，即使系統(tǒng)的故障率非常低，也會(huì)因?yàn)楦鞣N意想不到的原因而出現(xiàn)問題。所以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到系統(tǒng)設(shè)置數(shù)據(jù)的方便保存和快速恢復(fù)。

開放性：即使是最先進(jìn)的系統(tǒng)，也有隨時(shí)間的推移而落后的可能。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們選用產(chǎn)品和系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的升級(jí)、擴(kuò)展、維護(hù)問題，設(shè)計(jì)應(yīng)全面、周到，注意預(yù)留到位并留有充分余量,以適應(yīng)未來發(fā)展需要，主要體現(xiàn)在以下方面：

2智能化升級(jí)－2系統(tǒng)的軟件是最有可能升級(jí)的，選用的系統(tǒng)管理軟件必須有廠家的免費(fèi)升級(jí)承諾。升級(jí)的操作應(yīng)該相對(duì)簡(jiǎn)單，由系統(tǒng)管理員即可完成，不需要繁復(fù)的操作和專門的技術(shù)。

2模塊化結(jié)構(gòu)－2為方便硬件的維護(hù)和升級(jí)，設(shè)計(jì)時(shí)采用的設(shè)備應(yīng)為高度集成的模塊化產(chǎn)品。由其組成的系統(tǒng)應(yīng)是模塊化結(jié)構(gòu)。這樣便于系統(tǒng)的維護(hù)和升級(jí)。

2經(jīng)濟(jì)性－2為了確保投資合理性，要在滿足其它基本原則的基礎(chǔ)上選擇性能價(jià)格比最優(yōu)的系統(tǒng)和產(chǎn)品，從而使系統(tǒng)投資物有所值，不造成盲目投資

4.   設(shè)計(jì)依據(jù)

《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》(GB/50198-94)

《系統(tǒng)接地的型式及安全技術(shù)要求》（GB14050-93）

《安全防范工程程序與要求》（GA/T75-94）

《安全防范工程驗(yàn)收規(guī)則》（GA/T308-2001）

《工業(yè)電視系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ 115)

《安全檢查防范系統(tǒng)通作圖形符號(hào)》（GA/74-94）

《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50116-98）

安全防范工程費(fèi)用概預(yù)算編制辦法（GA/T70-1994）

視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求（GA/T367-2001）

用戶技術(shù)需求書

5.   功能概述

“森林防火數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”項(xiàng)目為監(jiān)控控制人員提供監(jiān)控控制功能，正常情況下攝像機(jī)在云臺(tái)帶動(dòng)下工作在多角度自動(dòng)掃描方式下時(shí)，觀測(cè)人員在監(jiān)控中心可觀測(cè)到一定范圍內(nèi)的森林、道路、人員等實(shí)況圖像，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)將攝像機(jī)從自動(dòng)狀態(tài)下轉(zhuǎn)為手動(dòng)狀態(tài)，并對(duì)有關(guān)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤、定位、放大，以便更加仔細(xì)全面地進(jìn)行觀測(cè)。

防火信息系統(tǒng)的主要功能如下：

1) 監(jiān)控指揮屏幕墻可以實(shí)時(shí)顯示前端采集點(diǎn)的圖像；

2) 數(shù)字圖像可以通過無線通訊和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸；

3) 所有視頻圖像進(jìn)行全程錄像存儲(chǔ)，并可對(duì)以往的歷史圖像進(jìn)行查詢和回放；

4) 采用全方位定位云臺(tái)，具有實(shí)時(shí)回傳角度信息功能；紅外熱成像儀，具有全天候林區(qū)溫度監(jiān)測(cè)及視頻采集的功能，不受雨、雪、大霧、黑夜影響。同時(shí)搭配可見光攝像機(jī)，確?；馂?zāi)探測(cè)的準(zhǔn)確性；

5) 通過設(shè)置的監(jiān)測(cè)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)整個(gè)有林面積的監(jiān)視范圍達(dá)到95%以上；

6) 系統(tǒng)安全性高，采用人員身份認(rèn)證、訪問控制功能和審核功能等方式保證系統(tǒng)安全可靠；

7) 查詢簡(jiǎn)便：采用時(shí)間流設(shè)計(jì)，可由時(shí)間、日期、前端采集點(diǎn)完成資料檢索；

8) 數(shù)字網(wǎng)絡(luò)傳輸模式，方便與其他防火中心及其他森林防火管理部門連接；

9) 防盜告警，在監(jiān)控點(diǎn)裝置紅外探頭，有盜竊破壞者入侵時(shí)監(jiān)控中心告警，保護(hù)用戶投資，或?qū)p失降低；

10) 火情識(shí)別報(bào)警：當(dāng)配備了測(cè)溫分析模塊的紅外熱成像探測(cè)到異常林區(qū)溫度信息，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；

11) GIS管理系統(tǒng)：以電子地圖為基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)地圖基本操作功能,實(shí)現(xiàn)對(duì)森林火災(zāi)的分析預(yù)報(bào),森林防火工作的動(dòng)態(tài)管理，為防火提供直觀的規(guī)劃和決策支持。

12) 火災(zāi)定位功能：利用前端采集系統(tǒng)中的定位云臺(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)直接落實(shí)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定位云臺(tái)回傳的位置數(shù)據(jù)，通過建立特定的位置轉(zhuǎn)換數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)定位功能。同時(shí)，系統(tǒng)具備實(shí)現(xiàn)人工定位功能。

13) 輔助決策功能：GIS信息系統(tǒng)提供最近撲火隊(duì)前往火情點(diǎn)最短路徑以及通往現(xiàn)場(chǎng)的主要道路和通行能力,提供防火隔離帶的位置及趕赴火場(chǎng)的時(shí)間等重要信息。

14) 電源系統(tǒng):電源供給在全天候的環(huán)境下,保證系統(tǒng)不間斷供電；

15) 防雷接地系統(tǒng):系統(tǒng)要有安全的防雷接地保障措施,確保系統(tǒng)能夠安全運(yùn)行；

16) 系統(tǒng)配置設(shè)備網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類設(shè)備的綜合網(wǎng)絡(luò)管理。

林火監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)(GIS)是本項(xiàng)目建設(shè)的核心，是防火指揮平臺(tái)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的日常管理和防災(zāi)的指揮都是在這三個(gè)平臺(tái)上完成。

本系統(tǒng)主要任務(wù)是以現(xiàn)有的森林資源數(shù)據(jù)庫、林區(qū)資料、森林資源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、防火力量的配置、人員分布情況、歷史數(shù)據(jù)等標(biāo)準(zhǔn)的及非標(biāo)準(zhǔn)的資源基礎(chǔ)上，使其數(shù)字化、規(guī)范化、矢量化。實(shí)現(xiàn)森林防火信息的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化管理，縱向達(dá)到和有關(guān)部門數(shù)據(jù)交換和信息共享，為各業(yè)務(wù)部門提供資源數(shù)據(jù)的查詢、更新等相關(guān)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)信息共享，充分發(fā)揮信息系統(tǒng)的資源優(yōu)勢(shì)，建立高質(zhì)量、高效率的管理系統(tǒng)。開發(fā)一套森林防火輔助決策系統(tǒng)，為領(lǐng)導(dǎo)決策和機(jī)關(guān)辦公提供服務(wù)，全面提升森林火災(zāi)的綜合防御和控制能力。

工程建設(shè)的主要功能是在硬件設(shè)備和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，建設(shè)森林資源GIS數(shù)據(jù)庫和以及基于GIS公共數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，建立遠(yuǎn)程監(jiān)控硬件支撐平臺(tái)，以現(xiàn)有森林資源建檔數(shù)據(jù)庫、資料為基礎(chǔ),解決森林防火業(yè)務(wù)的管理信息化系統(tǒng)，最終形成一個(gè)有效、實(shí)用的森林防火指揮信息系統(tǒng)。

系統(tǒng)中每個(gè)前端采集站有獨(dú)立地址編碼，且每個(gè)前端采集站的坐標(biāo)與地理信息系統(tǒng)中的位置一一對(duì)應(yīng)，通過安裝在前端采集站的定位云臺(tái)巡回監(jiān)控覆蓋區(qū)域的林區(qū)火情，一旦發(fā)現(xiàn)火情，GIS系統(tǒng)接收到特定地址編碼的前端定位云臺(tái)回傳的火情位置數(shù)據(jù)，經(jīng)GIS系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)處理即可實(shí)現(xiàn)火點(diǎn)定位。同時(shí)，啟動(dòng)后臺(tái)的短信發(fā)布平臺(tái)在第一時(shí)間通知防火相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和人員。

系統(tǒng)還可以提供最近撲火隊(duì)前往火情點(diǎn)最短路徑以及通往現(xiàn)場(chǎng)的主要道路和通行能力，提供防火隔離帶的位置和阻火能力，以及趕赴火場(chǎng)的時(shí)間等重要信息。相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)可以在監(jiān)控中心進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)度指揮。

6.   視頻采集配置說明

6.1視頻監(jiān)控應(yīng)用背景

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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)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(duì)客觀事物形象、生動(dòng)的描述，是直觀而具體的信息表達(dá)形式，是人類最重要的信息載體。特別是在今天的信息社會(huì)，隨著網(wǎng)絡(luò)、通信和微電子技術(shù)的快速發(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(diǎn)，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(luò)化的革命。

根據(jù)森林防火的需要，前端監(jiān)控點(diǎn)必須具備360度全方位、24小時(shí)全天候監(jiān)控的特點(diǎn)，因此選擇的設(shè)備必須符合森林防火的實(shí)際需求。

前端監(jiān)控點(diǎn)的功能是采集視頻、音頻、報(bào)警信號(hào)后，利用成熟的音視頻數(shù)據(jù)處理技術(shù)，對(duì)視頻、音頻、報(bào)警數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行壓縮、分析、IP化處理，然后通過無線傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。前端視頻采集配置示意圖：

6.2設(shè)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(yuǎn)程視頻傳輸與回放、自動(dòng)異常檢測(cè)與報(bào)警、結(jié)構(gòu)化的視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(chǔ)。（視頻是在時(shí)間上近似連續(xù)的圖像序列。在數(shù)字圖像處理中，把照片這類單幅的圖像稱為靜態(tài)圖像（簡(jiǎn)稱圖像），而把電視圖像這類連續(xù)圖像稱為運(yùn)動(dòng)圖像或視頻。）

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段。

第一代模擬監(jiān)控系統(tǒng)：在九十年代初以前，主要是以模擬設(shè)備為主的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)，稱為第一代模擬監(jiān)控系統(tǒng)。

第二代數(shù)字化本地視頻監(jiān)控系統(tǒng)：九十年代中期，隨著計(jì)算機(jī)處理能力的提高和視頻技術(shù)的發(fā)展，人們利用計(jì)算機(jī)的高速數(shù)據(jù)處理能力進(jìn)行視頻的采集和處理，利用顯示器的高分辨率實(shí)現(xiàn)圖像的多畫面顯示，從而大大提高了圖像質(zhì)量，這種基于PC機(jī)的多媒體主控臺(tái)系統(tǒng)稱為第二代數(shù)字化本地視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

第三代遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)：九十年代末，隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬、計(jì)算機(jī)處理能力和存儲(chǔ)容量的快速提高，以及各種實(shí)用視頻處理技術(shù)的出現(xiàn)，視頻監(jiān)控步入了全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，稱為第三代遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

第三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)為依托，以數(shù)字視頻的壓縮、傳輸、存儲(chǔ)和播放為核心，以智能實(shí)用的圖像分析為特色，引發(fā)了視頻監(jiān)控行業(yè)的技術(shù)革命，受到了學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界和使用部門的高度重視。

“森林防火數(shù)字化監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”項(xiàng)目建設(shè)的前端視頻采集部分主要完成音視頻數(shù)據(jù)的采集和對(duì)森林著火點(diǎn)的定位，每個(gè)前端采集站主要設(shè)備包括：全方位定位云臺(tái)、紅外熱成像、可見光攝像、長(zhǎng)焦距變焦鏡頭、無線傳輸設(shè)備、智能風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)、野外保溫箱等設(shè)備。

攝像機(jī)輸出的模擬視頻信號(hào)通過視頻線纜聯(lián)接到視頻編碼設(shè)備再通過以太網(wǎng)連至傳輸設(shè)備發(fā)送至中心控制室，通過傳輸設(shè)備可以傳輸多種需求的信號(hào)，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的音視頻信號(hào)、報(bào)警信號(hào)、定位云臺(tái)角度數(shù)據(jù)回傳、前端設(shè)備控制信號(hào)等傳輸提供了一個(gè)更為方便的平臺(tái)。

l 33-100mm紅外熱成像儀（含溫度監(jiān)測(cè)模塊）

最新一代非制冷式紅外探測(cè)器，熱靈敏度高，圖像更清晰。使用更高精度的14位數(shù)字圖像，能更準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)溫度異常，可自動(dòng)捕捉全屏高溫區(qū)域，實(shí)現(xiàn)多區(qū)域高溫分析，可設(shè)定上限報(bào)警溫度值，高于該溫度值可以自動(dòng)報(bào)警。設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，內(nèi)部集成了圖像采集、圖像處理以及網(wǎng)絡(luò)通信等模塊，通過可靠性設(shè)計(jì)使系統(tǒng)具有較高的效率及穩(wěn)定性，工作時(shí)可完全脫離PC，多個(gè)設(shè)備可通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)連接，組成區(qū)域監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)火警探測(cè)、溫度異常報(bào)警、非接觸測(cè)溫等功能，廣泛應(yīng)用于消防、安防、電力、石化、冶金、醫(yī)療、森林防火等領(lǐng)域。

應(yīng)用：

結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，易于安裝在生產(chǎn)線和各種設(shè)備上，便于裝卸和移動(dòng)；

設(shè)備內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了圖像采集、圖像處理以及通信控制等模塊的高度集成，通過可靠性設(shè)計(jì)使系統(tǒng)具有了較高的效率及穩(wěn)定性，工作時(shí)可完全脫離PC；

使用Intel Xscale PXA270處理器，與x86平臺(tái)有一定的兼容性，設(shè)備內(nèi)部運(yùn)行Linux操作系統(tǒng)，原x86平臺(tái)下標(biāo)準(zhǔn)C的算法可以很方便的移植到該設(shè)備中運(yùn)行；

接口豐富：多功能可配置的4入4出數(shù)字IO，VGA，網(wǎng)口，串口等。

產(chǎn)品特性

Photon機(jī)芯熱成像是美國(guó)FLIR公司升級(jí)產(chǎn)品，體積小，圖像穩(wěn)定。它能在全黑暗、煙霧、下雨和輕霧情況下產(chǎn)生高清晰的圖像,而不需要任何光源就能工作。由于采用紅外熱成像,更好的在惡劣環(huán)境下，全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)控目標(biāo)。

熱成像作用距離

實(shí)際監(jiān)控距離會(huì)隨著熱像儀的設(shè)置、環(huán)境條件、監(jiān)視器或使用的顯示方式不同而變化。

比如：在目標(biāo)溫差為2°C,大氣衰減系數(shù)為0.85/km的情況下,在規(guī)定距離中，達(dá)到上述目標(biāo)的概率為50%

透霧成像效果

熱成像林區(qū)監(jiān)測(cè)

l 可見光透霧攝像機(jī)、長(zhǎng)焦距變焦鏡頭

由于紅外熱成像視頻是遠(yuǎn)紅外熱圖像，不同于類似于肉眼的可見光成像，所以為使熱成像探測(cè)火災(zāi)的準(zhǔn)確性更高，可以搭配可見光攝像設(shè)備做為熱成像火災(zāi)探測(cè)的補(bǔ)充，當(dāng)熱成像發(fā)現(xiàn)火災(zāi)點(diǎn)時(shí)，由控制人員通過可見光攝像畫面進(jìn)行核實(shí)，確認(rèn)無誤即可實(shí)現(xiàn)林火的準(zhǔn)確預(yù)警。

因?yàn)榭梢姽鈹z像只是做為熱成像探測(cè)的補(bǔ)充設(shè)備，所以根據(jù)用戶需求鏡頭的焦距選擇，選用8-12公里60倍變焦12-720mm鏡頭，3公里33倍變焦10-330mm鏡頭進(jìn)行搭配.

高解晰度透霧攝像機(jī)

日夜兩用型攝像機(jī)

產(chǎn)品特性

具有雙向通信功能，通過它，數(shù)據(jù)可嵌入所有攝像機(jī)生成的視頻信號(hào)。 技術(shù)人員可以通過視頻電纜，從任何位置檢查狀態(tài)、更改攝像機(jī)設(shè)置甚至更新固件。和安裝時(shí)間，允許用戶進(jìn)行更加準(zhǔn)確的設(shè)置和調(diào)節(jié)，并且提升了 攝像機(jī)的總體性能。 此外，還可使用標(biāo)準(zhǔn)視頻電纜來傳輸 
報(bào)警和狀態(tài)消息，因此無需進(jìn)行額外的安裝步驟便可提供優(yōu)異的

易于安裝

攝像機(jī)擁有幾種簡(jiǎn)化安裝的功能。

電源和報(bào)警接口擁有電纜連接器，即使在安裝攝像機(jī)時(shí)也可以拆除。

內(nèi)置的測(cè)試方式生成器可以生成信號(hào)來測(cè)試和查找電纜問題。多語種屏顯菜單 (OSD) 提高了用戶兼容性。

可編程模式

攝像機(jī)預(yù)設(shè)了六種獨(dú)立的操作模式，它們分別用于典型的應(yīng)用場(chǎng) 合，但對(duì)于某些特殊的場(chǎng)合，允許用戶進(jìn)行全面的編程。 通過外部報(bào)警輸入，可以方便地在這些模式之間切換。

視頻移動(dòng)探測(cè)

內(nèi)置視頻移動(dòng)探測(cè)器允許用戶選擇可編程的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域可以 
分別設(shè)置不同的閾值。 全場(chǎng)景變化探測(cè)器可以探測(cè)由于照明條件 
的突然變化而引起的假報(bào)警，例如打開或關(guān)閉室內(nèi)照明裝置或安 
全照明裝置，因而降低了誤報(bào)率。 當(dāng)探測(cè)到移動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)在視 
頻監(jiān)視器上顯示報(bào)警，關(guān)閉輸出斷電器，或者通過 Bilinx 傳輸報(bào) 
警信息。

靈敏度提升動(dòng)態(tài)

通過增加在 CCD 上的累積時(shí)間（最多增至 10 倍），可以顯著增 加有效靈敏度。 這特別適用于只能靠月光提供光源的場(chǎng)合。        

62倍長(zhǎng)焦透霧百萬像素高清鏡頭：

廣角時(shí)                          最遠(yuǎn)焦時(shí)

產(chǎn)品特性

?大倍率、2百萬像素高清對(duì)應(yīng)，高解像力，高解析度

  廣播級(jí)技術(shù)運(yùn)用，提供了高清晰的畫質(zhì)和色彩。
?日夜兩用IR功能----業(yè)內(nèi)最高水準(zhǔn)
  具備24小時(shí)監(jiān)視能力。
  白天提供高清晰畫質(zhì)的彩色圖像；夜晚提供精細(xì)的黑白圖像。
?透霧功能
?先進(jìn)的納米EBC電子束鍍膜技術(shù)----世界領(lǐng)先
  保證20年不發(fā)霉、不氧化。能有效地減低光線反射；減少散光和重影；增強(qiáng)透光能力，以便讓鏡頭吸收到更多的光能。
?寬波長(zhǎng)、高透過率技術(shù)
  保證了在可見光、近紅外光（400～950nm）范圍均有80%以上透過率，擴(kuò)大了透射范圍。長(zhǎng)焦設(shè)計(jì)，2倍擴(kuò)展后最長(zhǎng)焦可達(dá)1550mm。配合高清攝像機(jī)，可實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)監(jiān)控
?獨(dú)特的光學(xué)技術(shù)運(yùn)用
  在彩色轉(zhuǎn)透霧及整個(gè)變倍過程中,任何一個(gè)焦點(diǎn)的圖像均清晰成像,無需二次調(diào)焦，具有天然聚焦性功能，克服了普通長(zhǎng)焦距鏡頭在變焦過程中需再次調(diào)焦的煩惱

全天候適用于森林防火、港口航道、機(jī)場(chǎng)碼頭、道路交通、海洋環(huán)境保護(hù)、氣象監(jiān)測(cè)等

室外變速重載云臺(tái)

產(chǎn)品特性

抗強(qiáng)風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì), IP66防護(hù)等級(jí)，防銹、防腐、防鹽，掉電自鎖功能,低速運(yùn)行平穩(wěn)、高重復(fù)精度、最大承載50kg，RS422全雙工通訊，支持角度回傳功能，

可適配各種長(zhǎng)焦距、高清，透霧鏡頭。實(shí)現(xiàn)大范圍監(jiān)控，提供高畫質(zhì)的圖像，為防范，取證提供優(yōu)質(zhì)有效果。 

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