系統(tǒng)方案分析 

系統(tǒng)分析

“森林防火監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”項(xiàng)目由防火指揮中心（監(jiān)控中心），傳輸系統(tǒng)，前端視頻采集系統(tǒng)、聯(lián)動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、終端處理系統(tǒng)、視頻錄像存儲(chǔ)系統(tǒng)、防雷接地，野外供電等組成。前端視頻、報(bào)警、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)共計(jì)XXX個(gè)，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、云臺控制及角度數(shù)據(jù)反饋系統(tǒng)、太陽能供電及防雷等。

系統(tǒng)軟件主要包括：操作系統(tǒng)軟件Microsoft Windows Server、數(shù)據(jù)庫軟件、地理信息系統(tǒng)（GIS）、網(wǎng)絡(luò)視頻管理錄像軟件、視頻存儲(chǔ)軟件、林火識別報(bào)警系統(tǒng)等組成，還包括一些二次開發(fā)軟件，如定位云臺定位信息與GIS嵌合模塊等。

“森林防火監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”引進(jìn)國際上先進(jìn)的防火技術(shù)，以國內(nèi)價(jià)格水平提供國際品質(zhì)的優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的森林防火監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以森林火情監(jiān)測為主，將GIS技術(shù)、納米波濾光技術(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： 

 

圖2-1系統(tǒng)構(gòu)成圖

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)中的位置一一對應(yīng)，通過安裝在前端采集站的定位云臺巡回監(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定位云臺回傳的位置數(shù)據(jù)，即可實(shí)現(xiàn)火點(diǎn)定位功能。同時(shí)，啟動(dòng)后臺的短信發(fā)布平臺第一時(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，通過無線傳輸網(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)對大量資料數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存、處理和分析，對今后的森林防火預(yù)防工作起到指導(dǎo)和參考決策價(jià)值。

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；

動(dòng)態(tài)監(jiān)測：在數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)平臺系統(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)觀測林區(qū)的動(dòng)態(tài)情況；

火災(zāi)預(yù)警：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；

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)庫模型進(jìn)行綜合分析,預(yù)測出相應(yīng)地區(qū)的森林火災(zāi)等級數(shù)據(jù)。

“森林防火監(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。

1.1.1 前端采集系統(tǒng) 

1.1.1.1 視頻監(jiān)控發(fā)展歷程

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。

1.1.1.2 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(jìn)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

“森林防火監(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視頻圖像的采集和對森林著火點(diǎn)的定位，每個(gè)前端采集站主要設(shè)備包括：定位云臺、低照度透霧攝像機(jī)、傳輸設(shè)備、智能太陽能供電系統(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，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的音視頻信號、報(bào)警信號、定位云臺角度數(shù)據(jù)回傳、前端設(shè)備控制信號等傳輸提供了一個(gè)更為方便的平臺。

“森林防火監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”前端信號采集平臺采用CCD透霧攝像機(jī)（大倍數(shù)夜視鏡頭）+野外定位云臺+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)平臺上完成數(shù)字圖像監(jiān)控采集、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。前端由采集定位系統(tǒng)、編碼傳輸系統(tǒng)、設(shè)備防盜監(jiān)控系統(tǒng)、避雷接地系統(tǒng)、智能太陽能供電系統(tǒng)等組成： 

 

圖2-2前端采集系統(tǒng)

1.1.2 無線傳輸系統(tǒng)

無線傳輸有發(fā)送端，接收端和中繼點(diǎn)組成，都由無線網(wǎng)橋、傳輸天線、智能太陽能供電系統(tǒng)、避雷接地系統(tǒng)等組成； 

 

圖2-3無線傳輸系統(tǒng)

1.1.3 視頻控制系統(tǒng)

視頻控制編碼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，大大節(jié)省了通訊帶寬。視頻控制包括視頻源的選擇、視頻源的切換、攝像機(jī)的控制等操作，視頻控制系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)視頻管理平臺、視頻編碼器、視頻解碼器、視頻服務(wù)器、傳輸系統(tǒng)、數(shù)字矩陣、全方位旋轉(zhuǎn)云臺等組成。 

 

圖2-4視頻控制系統(tǒng)

1.1.4 視頻存儲(chǔ)系統(tǒng)

新一代的視頻監(jiān)控系統(tǒng)以數(shù)字視頻的壓縮、傳輸、存儲(chǔ)和播放應(yīng)用為主，以智能實(shí)用的圖像分析為特色。其中針對視頻監(jiān)控開發(fā)和設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)系統(tǒng)越來越成為影響監(jiān)控系統(tǒng)整體性能的關(guān)鍵性設(shè)備。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)視頻存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)不再僅僅是簡單的錄像數(shù)據(jù)，而是監(jiān)控資源使用部門對圖像進(jìn)行分析的數(shù)據(jù)源。監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用模式?jīng)Q定了其中的存儲(chǔ)系統(tǒng)必須能夠同時(shí)支持高級別的安全性、豐富的權(quán)限管理功能、數(shù)據(jù)的高共享性、數(shù)據(jù)讀取和寫入的高性能以及具有靈活的擴(kuò)展性。綜合以上因素再加上IP SAN在性能、功能以及擁有成本等角度上的優(yōu)勢，無疑成為最適合監(jiān)控應(yīng)用的存儲(chǔ)產(chǎn)品。自動(dòng)磁盤空間動(dòng)態(tài)檢測功能，圖像動(dòng)則錄，不動(dòng)則不錄或慢錄，可降低存儲(chǔ)成本。

    視頻存儲(chǔ)由存儲(chǔ)控制軟件，磁盤陣列、磁帶庫等組成

1.1.5 林火自動(dòng)識別系統(tǒng)

林火自動(dòng)識別系統(tǒng)是森林防火的關(guān)鍵所在，能在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)起火點(diǎn)，可以預(yù)防森林火災(zāi)及提高森林滅火的成功率，林火自動(dòng)識別是森林防火監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)的核心，依據(jù)煙火的視頻圖像和溫度特征，利用各種圖像處理技術(shù)和紅外測溫對數(shù)字化視頻信號進(jìn)行圖像處理和分析、判斷，實(shí)現(xiàn)對監(jiān)控區(qū)域的煙火檢測。用戶可以根據(jù)應(yīng)用場合對檢測參數(shù)（如最小檢測范圍、檢測區(qū)域、告警級別）進(jìn)行設(shè)置，提高識別的準(zhǔn)確率，避免誤報(bào)及起火錯(cuò)誤判斷。

1.1.6 聯(lián)動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

系統(tǒng)靈活設(shè)置報(bào)警信號和圖像的聯(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，并可通過遠(yuǎn)端控制進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控觀察等功能。

1.1.7 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)用定位云臺與地理信息系統(tǒng)無縫連接，成功的投入使用，將定位云臺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。 

利用1：10000、1：50000、1：100000等地形圖進(jìn)行數(shù)字化處理生成電子地圖，并依據(jù)實(shí)際使用情況分層制作。 

在地理信息系統(tǒng)上，可以對撲救林火進(jìn)行宏觀調(diào)控，指揮整個(gè)撲火的行動(dòng)，同時(shí)在地圖上進(jìn)行撲火行動(dòng)標(biāo)繪，對火情態(tài)勢進(jìn)行跟蹤，為火場撲救提供輔助決策。根據(jù)不同需要，GIS對數(shù)據(jù)庫資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，生成各類專題圖，實(shí)現(xiàn)資源管理信息化。通過地理信息系統(tǒng)，可以在電子地圖上數(shù)字化顯示監(jiān)測地區(qū)林場 的歸屬，林區(qū)面積，種植林種、樹徑、樹高、樹齡，方便林區(qū)部門領(lǐng)導(dǎo)直觀的了解林區(qū)概況。 

此外，利用地理信息系統(tǒng)，還可以進(jìn)行火災(zāi)發(fā)生地形地勢分析、緩沖區(qū)分析、可視域分析、最短路徑分析等。 

1.1.8 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林場各個(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，完成對林區(qū)的監(jiān)控、以及資源調(diào)查工作。

 

1.2 功能需求分析

“森林防火監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”項(xiàng)目是以XXXXX森林防火信息為重點(diǎn)和主要對象，以地理信息為中心為基礎(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XXXXX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)：

1.2.1 經(jīng)濟(jì)性需求

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。

1.2.2 實(shí)時(shí)性需求

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)場情況。

1.2.3 數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化需求

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)場的圖像。

1.2.4 擴(kuò)展性需求

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

1.2.5 方便簡潔性需求

界面清晰、操作簡單，具有森林地理信息系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)。

1.2.6 準(zhǔn)確性需求

火點(diǎn)經(jīng)緯度定位準(zhǔn)確。

監(jiān)控服務(wù)器提供了對前端采集工作站的分層次管理，對用戶的分級權(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λ跈?quán)的信息；對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。

第2章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)原則

“森林防火監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)”項(xiàng)目設(shè)計(jì)和功能的實(shí)現(xiàn)將遵循以下原則：

2.1.1 先進(jìn)性與科學(xué)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)。

我們這里講的科學(xué)性是指要求所采用的產(chǎn)品和技術(shù)經(jīng)過了市場的考驗(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。

2.1.2 可靠性和穩(wěn)定性

方案設(shè)計(jì)遵守的原則是保證系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行。主要表現(xiàn)在以下兩方面：

1. 系統(tǒng)運(yùn)行可靠：

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，對所有的設(shè)備進(jìn)行認(rèn)真的可靠性認(rèn)證。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)間市場考驗(yàn)的成熟產(chǎn)品，特別是在國內(nèi)應(yīng)該有成功的應(yīng)用案例。對需要實(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。

2. 保存和恢復(fù)設(shè)置方便：

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)。

2.1.3 保密性和安全性

必須符合國家的安全標(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。 

2.1.4 智能化和人性化

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、報(bào)警功能等等。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。

2.1.5 數(shù)字化和標(biāo)準(zhǔn)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)均采用國際或國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，并且與計(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。

2.1.6 兼容性和擴(kuò)展性

 考慮到國家林業(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。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、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：

智能化升級：系統(tǒng)的軟件是最有可能升級的，選用的系統(tǒng)管理軟件必須有廠家的免費(fèi)升級承諾。升級的操作應(yīng)該相對簡單，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)。

模塊化結(jié)構(gòu)：為方便硬件的維護(hù)和升級，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。

2.1.7 經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性

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

2.2 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》（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）

 

2.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.3.1 硬件設(shè)備方案設(shè)計(jì)

2.3.1.1 信息采集

利用建立分布在不同至高點(diǎn)的野外信息采集站，獲取覆蓋范圍內(nèi)的監(jiān)控音視頻信息、氣象信息，主要通過日夜型高清攝像機(jī)，高變倍鏡頭和紅外夜視儀或紅外測溫儀輔助氣象數(shù)據(jù)采集儀來實(shí)現(xiàn)全天候不間斷全方位覆蓋監(jiān)控，真正做到險(xiǎn)情馬上識別，并同步預(yù)警錄像。

2.3.1.2 實(shí)時(shí)監(jiān)測

在無線或有線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)的支持下，將視頻、音頻及氣象信息等實(shí)時(shí)、同步傳輸?shù)椒阑鸨O(jiān)控中心，通過林火識別系統(tǒng)智能分析判斷，加上護(hù)林隊(duì)員規(guī)律的巡視易發(fā)林火現(xiàn)場，保證對林區(qū)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，將林火發(fā)生概率降到最低。

2.3.1.3 動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)

2.3.2 軟件平臺方案設(shè)計(jì)

林業(yè)防火監(jiān)控管理系統(tǒng)應(yīng)用軟件總體設(shè)計(jì)思路

一、傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控加紅外熱成像方式與林火自動(dòng)檢測、識別；溫度預(yù)警、探測和報(bào)警軟件監(jiān)測相結(jié)合，形成一個(gè)立體的檢測預(yù)警網(wǎng)，將火情消滅在可控基準(zhǔn)下。

二、林火自動(dòng)檢測、識別和報(bào)警與林業(yè)防火監(jiān)控GIS管理平臺相結(jié)合，精確定位易燃點(diǎn)和起火點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)三維立體監(jiān)控觀測，結(jié)合火勢推演軟件分析系統(tǒng)，可全方位掌握火情蔓延趨勢，為消防人員的救援提供有力可靠的依據(jù)。

三、通過紅外熱成像的成功應(yīng)用可大幅的提高煙火自動(dòng)識別率，降低誤報(bào)率。普通的視頻監(jiān)控以可見光為主，監(jiān)控重點(diǎn)與景物背景很難區(qū)分，誤報(bào)率一般都比較高，而我們采用紅外熱成像監(jiān)控系統(tǒng)可以完全彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)，由于紅外熱成像它的成像原理是以接收物體輻射的熱能量來成像的，而起火點(diǎn)的熱輻射要比我們林區(qū)普通樹木的熱輻射高很多倍，這樣在我們的監(jiān)控后端就可以非常清晰的看到起火區(qū)在監(jiān)控圖像中成亮斑（如圖3-1）。系統(tǒng)采用三維展示預(yù)警（圖3-2），可立體呈現(xiàn)預(yù)警點(diǎn)和起火區(qū)域的地理特征，為我們消防救援方案的制定提供直觀的現(xiàn)實(shí)依據(jù)，可大大節(jié)省救援時(shí)間和救援成本，在最短的時(shí)間內(nèi)用最有效的撲救方法，將林火消滅

 

圖3-1

 

圖3-2

四、在有限的投資內(nèi)，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)實(shí)現(xiàn)林業(yè)防火監(jiān)控管理系統(tǒng)運(yùn)行的“林火自動(dòng)檢測、自動(dòng)識別、自動(dòng)報(bào)警和支持滅火指揮”的全過程