森林防火智能分析无线传输监控系统专业方案

森林防火智能分析无线传输监控系统方案
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一、概况
森林火灾是世界性林业关键灾难之一, 不仅烧毁森林, 降低林分密度, 破坏森林结构, 降低森林利用价值、同时造成生态系统内生物因子、生态因子混乱与灭绝, 更致命是, 对人民生命财产造成极大威胁——烧毁林内多种建筑物和生产生活资料, 甚至危及森林周围村镇、生产点和其她居住点安全。

作为有远见领导, 把“预防为主, 立刻发觉、快速扑救”方针作为森林防火必需落实政策, 真正做到早发觉、早处理。

深圳市荣通达科技有限企业依据中国外森林防火经验, 结合我们国家森林防火实际情况, 设计了“森林防火无线智能分析数字化监控预警系统”, 该系统能够实现快速、正确、实时监控林区林火情况, 配合GIS数字管理平台, 结合林政管理、生态建设管理及林业活动, 实现多种智能化管理系统。

下面, 我们以企业建设过一个森林防火系统为例, 对比介绍一下功效情况。

无线智能数字化预警系统与传统森林监控系统对比以下:
二、需求分析
该防火项目处于内蒙古偏远地带, 无市电供给, 需提供风光互补设备以确保全天二十四小时无间断供电。

同时, 该项目分设六个点, 每两个点分属一个林区, 每个林区设置一个监控中心, 指挥终端再配置一个总监控中心对三个分控中心进行指挥监控以实现对三个林区全方面远程监控。

1.森林防火联网智能监控系统建设, 是内蒙古森林防火工作革命升级关键工作, 工程建设应满足以下多个要求:
投资省: 工程建设应充足考虑设备选型性价比, 同时不能牺牲设备和系统优异性, 确保系统在一段时间内不落伍。

建设快: 一旦协议签署, 从方案设计、到工程施工都能按期完成。

功效全: 系统建设能满足甲方功效需求。

安全性: 系统设计建设能充足考虑复杂多变地理和气候原因, 防雷技术可靠, 防盗方法可行。

稳定性: 系统能满足7×24无间断工作, 不管是前端设备, 还是整个系统, 都能稳定运行。

扩展性: 系统含有可扩展性, 系统含有升级功效, 适合森林防火防护监控
系统发展要求。

易用性: 要求系统操作简单, 界面清楚, 步骤合乎行业习惯, 易学易用,
并能提供在线帮助和技术支持, 最好含有一键开机功效。

2.林火监控监测预警指挥通信系统作为森林防火工作基础支撑, 应满足日
常值守和处理森林火灾突发事件需要, 所以系统应满足以下功效:
林火、烟雾、定位
系统监控林区图像清楚可辩, 能够在第一时间智能识别林火, 并正确定位
火点位置, 并能自动报警。

火情推演
能够依据目前火点位置、风向、温度、湿度、地表温度、植被等信息动态推演火灾蔓延方向、面积、速度及强度, 为扑火指挥提供科学决议依据。

扑火预案
报警后一旦火情确定, 指挥扑救人员可经过大屏幕实时查看现场实时视频, 同时能经过系统辅助, 结合现场实际情况, 产生一套切实可行扑火方案, 能
够联动相关单位、人员以及扑火物资, 得出扑救具体方法和最好路线方案切实可行预案。

灾后评定
林火发生后, 系统能对受灾面积、灾难损失做出相对正确评定。

甚至能对
灾后重建提供辅助决议数据。

GIS地图
二维地图与三维电子地图联动, 管理人员可任意切换。

地图显示可任意放大缩小, 支持鹰眼。

专题绘图
林业管理工作人员可经过本系统GIS地图进行专题绘图, 专题遵照国家标准, 包含森林资源、地形地貌、防火力量、社会资源等多个大类, 具体类别以最终提交需求为准。

数据存放
前端设备7×24不间断摄像, 在前端上一级确保最低30天录像回放。

报警图像上传至区县和省市中心备份存放, 区县中心确保最低15天录像回放, 省市中心确保最低7天录像回放。

管理数据存放要求安全保密, 数据库配置能满足系统运行。

日常办公
林业防火管理工作人员可经过本系统进行日常防火工作自动化办公, 并
能依据对应权限对系统信息进行管理和维护。

前端设备与自然环境
本工程所处自然环境随季节、昼夜、气候改变而复杂多变, 不一样季节、昼夜之间温差改变大, 且常伴雨雪, 时有雷雨大风。

要求前端设备含有恒温功效, 并能有效防雨防雷。

供电
本工程所辖范围区域广, 野外架线成本高、施工难维护难。

期望能提供一个供电方法, 能确保前端设备整年无间断可靠运行。

网络
林区所辖区域广, 野外架线成本高、施工难维护难。

需要提供一套可行网络方案, 能确保基站与监控中心之间, 监控中心与区县监控中心、省市监控中心之间带宽能确保数据流传输流畅。

林区设备防盗
前端设备大多数安装在无人值守密林深处, 林区前端设备需要利用现有监控系统设置防盗功效。

三、系统设计
1. 系统组成概述
智能林火监测系统, 关键由前端视频监控系统、影像传输系统、及森林防火指挥中心组成。

1.1 视频监控系统
通常设置在各了望塔或林区制高点上, 关键设备包含超低照度摄像机、重型云台、电动长焦镜头、网络视频编码器等设备, 设备本身防盗报警系统、供电系统、防雷系统等。

是实现智能防火监测系统前端视频图像、林火自动报警和火点自动GIS定位数据采集重关键点。

1.2 影像传输系统
传输链路包含前端数字微波发射系统、数字微波中继系统、监控中心机房数字微波接收系统组成, 是实现前段监控点视频图像、数据采集传输到监控中心机房必需链路, 是组成劳山林业局防火项目远程监控系统、无线数字微波网络系统与远程视频会议关键组成部分。

1.3 森林防火指挥中心
森林防火指挥中心由数字微波系统、视频数据存放系统、 GIS地理信息系
统、 远程监控管理系统、 视频会议系统、 指挥中心大屏幕系统等组成。

是现实工作人员经过指挥中心对野外森林进行远程集中监控; 同时能够将图像监控及分析与火灾自动报警识别与定位, 并经过无线数字微波传输网络实现防火智能监测数据采集、 分析、 林火定位、 自动报警、 指挥调度等功效关键部分。

同时也是远程视频会议系统中心部分。

系统基础组成图
2.设计标准
“林场防火无线数字化监控预警系统”项目设计和功效实施将遵照以下标准:
优异性: 所谓优异是指要求采取产品和系统是现代优异计算机技术应用结果, 含有一定前瞻性, 尤其是符累计算机和网络通信技术最新发展时尚而且应用成熟系统。

保密性和安全性: 必需符合国家安全标准和要求, 以保护内部信息尤其是劳山林业局 内蒙古林业局指挥中心
密级信息不被非法访问。

系统设计时应充足考虑数据库和应用系统安全性, 建立身份认证、权限认证, 根本屏蔽内外非授权用户非法访问。

智能化: 系统中采取产品和系统本身必需含有智能特征, 比如自主编程、记忆功效、主动检测等; 前端设备与系统必需有良好而可靠通讯能力和故障自动检测、报警功效等等。

网络化: 在计算机网络技术高度发展和广为应用信息社会, 设计完成监控系统中所采取产品和系统, 必需与计算机网络技术相结合, 实现各个子系统信息共享, 才能适应时代前进、技术进步, 满足更广范围巡查要求。

实用性: 我们这里讲实用是指要求所采取产品和技术经过了市场考验, 能满足现在监控系统需要而无华而不实之嫌, 决不搞盲目投资、浪费资金。

兼容性: 考虑到国家林业局、区林业局已建成或在建防火信息系统, 本系统能与区林业局、国家林业局防火信息系统接轨和共享数据; 同时考虑到以后重新开展林场资源调查后资源数据库与最新卫星影像更新问题; 另外, 本系统能够妥善处理好与上下级防火信息系统连接, 做到与相关已建立好信息系统兼容。

成功应用: 系统设计采取产品和系统, 必需是经过了一定时间市场考验成熟产品, 尤其是在中国应该有成功应用案例。

合理配置: 系统设计时, 应对需要实现功效进行合理配置, 而且这种配置应该是能够被改变, 甚至在工程完成后, 功效、配置改变也是可能和方便实现。

良好操作: 系统前端产品和系统软件均含有良好学习性和操作性。

尤其是操作性, 应使通常水平管理人员, 在粗通电脑操作情况下经过培训能掌握系统操作要领, 达成能完成监控任务操作水平。

可靠性: 设计必需遵守标准是确保系统可靠稳定运行。

这个标准要兼顾到两个方面:
系统运行可靠－系统运行要求可靠。

要求从计算机配置到系统配置、前端
设备配置都要仔细考虑这个问题, 对全部设备进行认真可靠性认证。

保留和恢复设置方便－在实际运行中, 即使系统故障率非常低, 也会因为多种意想不到原所以出现问题。

所以在系统设计时要考虑到系统设置数据方便保留和快速恢复。

开放性: 即使是最优异系统, 也有随时间推移而落后可能。

在系统设计中, 我们选择产品和系统时, 应充足考虑系统升级、扩展、维护问题, 设计应全方面、周到, 注意预留到位并留有充足余量,以适应未来发展需要, 关键表现在以下方面:
智能化升级－系统软件是最有可能升级, 选择系统管理软件必需有厂家无偿升级承诺。

升级操作应该相对简单, 由系统管理员即可完成, 不需要繁复操作和专门技术。

模块化结构－为方便硬件维护和升级, 设计时采取设备应为高度集成模块化产品。

由其组成系统应是模块化结构。

这么便于系统维护和升级。

经济性－为了确保投资合理性, 要在满足其它基础标准基础上选择性能价格比最优系统和产品, 从而使系统投资物有所值, 不造成盲目投资。

3.系统关键设备
3.1 RO-144000WFGH风光互补发电系统
（1）风力发电机
产品特点
A、外壳采取铝合金一次压制成型, 重量轻
B、矽钢片采取武钢600冷轧片, 损耗小, 不易发烧
C、转子采取H级钕铁硼稀土永磁材料, 效率高, 耐高温
D、尾舵采取玻璃纤维板切割成型, 柔韧性好, 强度高
⏹类型: RO系列电机
⏹额定: 600W
⏹发电机: 永磁发电机（钕铁硼）
⏹证书（CE）
（2）风叶
·风轮:
·三叶型, 上风式
·直径: 3.2米
·
（3）（RO-W-S-W）高性能风光互补控制器
产品概述
本高性能风光互补控制器专为高端小型风光互补系统设计, 尤其适合于风光互补发电系统和风光互补监控系统; 能同时控制风力发电机和太阳能电池对蓄电池进行安全高效充电。

另外, 本控制器含有完善保护功效, 包含: 太阳能电池防反冲、太阳能电池防反接、蓄电池过充电、蓄电池防反接、防雷、风机限流、风机自动刹车和手动刹车。

本控制器采取智能化、模块化设计, 结构简单、功效强大, 选择工业级优质元器件, 并严格生产工艺制造, 从而适合于低温等恶劣工作环境并含有可靠性能和使用寿命。

3.2前端视频采集设备
（1）夜视摄像机/透雾摄像机
因为林场防火监控系统安装在林区山上, 山区常常山雾弥漫, 一般摄像无法达成正常监控效果, 所以我们为用户推荐低照度透雾摄像机含有透雾、深化云烟功效。

夜视摄像机/透雾摄像机与特制镜头配套, 与一般摄像机比较以下: 透雾摄像机夜视摄像机一般摄像机
彩转黑切换
支持自动/远程
切滤光片功效
支持自动/远程切
滤光片功效
简易彩转黑
双电路CCD芯
片
有有无
透雾能务及最低照度
透雾成像, 可深
化云烟, 利于识
别,
0.003LuxF1.0(N
ight);0.02LuxF1.
0(Day), 夜视能力
不能透雾,
0.00063LuxF1.0(Ni
ght);0.02LuxF1.0(
Day),星光级, 夜视
效果突出
无透雾能力,
0.1Lux～0.05Lux,
可应用于有些许照明
场所, 不适适用于林
区
较差, 不过有明火一样能够发觉
配套镜头
1/2长焦日夜型
镜头
1/2长焦距镜头,
一般/日夜型
通常为1/3短焦距镜
头
透雾摄像机透雾效果对比:
正常彩色状态画面透雾开启状态画面
透雾摄像机深化云烟效果（用于识别烟火, 增加识别正确性）:
正常彩色状态画面透雾开启后对云层溶化效果
适用范围: 广泛应用于公路、铁路等交通系统、国防边境、城市环境监视等环境。

（2）电动长焦镜头
因为可见光与红外光波长不一样, 所以当摄像机切换到黑白红外模式和透雾模式时, 用一般镜头会出现偏焦、无法聚焦问题。

我们采取日夜型镜头经过其红外修正功效, 配合夜视摄像机/透雾像机实现更清楚监控效果。

电动长焦镜头与一般镜头比较表:
电动长焦镜头一般镜头
焦距, 监控面积
可监控十五公里范围内或
更远距离
焦距<200mm, 只能小范围监
控
红外焦点修正能力
0．4-1um波段自动修正, 清
楚成像
无红外修正能力, 夜视效果
模糊
预置点功效
关键监控区域可对镜头变
焦、聚焦进行设置预置点,
方便随时转换
无预置功效, 如需切换关键
监控区域需手动定位,不立刻
配套摄像机
专门配套双电路1/2 CCD芯
片夜视/透雾摄像机
1/3 CCD摄像机, 感光能力有
限, 色彩还原不及1/2 CCD
长焦镜头
D60X12.5R3H系列是一款专为日夜两用设计业内最高水准, 高清电动变倍
镜头。

实现F3.8大光通量和60倍（使用扩展器时120倍, 可达1500mm）高倍率
镜头, 在进行边境、铁路、林场防火、港湾等远距离监视时发挥关键作用。

内置扩展器。

能够清楚捕捉在5公里以外人物活动。

带有遥控光圈功效。

为了
便于监视对象, 可把光线细微调整。

（3）野外定制订位云台
林场防火监控系统前端采集部分建立在高山上, 野外条件恶劣, 对云台各项指标有严格要求。

云台采取不锈钢材料铸造, 含有防水、耐高温、耐老化、
抗腐蚀特点; 选择高性能电机; 大载重量, 专为特殊环境设计; 可内置温控电路、宽范围温度工作; 云台能够结合地理信息系统实现正确定位。

重型定位云台与市面上一般云台比较:
命 场防火监控）
云台内置云镜控制解码器, 采取双处理器和优异软件处理和控制技术, 专
为内置于云台内部或摄像机罩内设计。

解码器可实现云台方位设定、 位置较准、 实时调速、 预置位调用、 自动巡航、 云台和镜头信息（如云台和镜头位置参数）回传、 滤色片切换、 彩色/黑白转换、 以及辅助开关控制等功效。

（4）视频服务器:
采取DSP 处理器实现音、 视频压缩编码, 图像编码MPEG4和H.264可选, 双路产品图像格式能够支持从QCIF 、 CIF 、 2CIFH 、 D1, 实现低码率下高质量图像传输, 支持UDP 、 TCP 、 组播、 PPPoE 等多个网络协议, 适合多种网络环境, 配合DVR 软件可组成基于IP 适合多种行业需要网络视频管理系统。

前端视频采集配置示意图
3.3监控中心系统（分控点和总监控原理相同） （1）GIS 地理信息系统
IP 数据信号 摄像头 变焦镜头
视频服务器
云台
视频信号 云台控制信号/角度反馈
无线传输
系统关键任务是处理森林防扑火地理信息系统建设和开发中一系列关键技术问题, 进而根据系统总体设计要求和多层次用户需求, 为林业处建立起从基础GIS平台到应用子系统一整套森林防火－救火－应急扑火及减灾系统。

技术指标:
（2）会议音响中央智能控制系统
●A/V系统:
A/V系统由DVD、 VCR（录像机）、 MD机、实物展台、调音台、话筒、功放、音箱、数字硬碟录像机等A/V设备组成。

完成对多种图文信息（包含多种软体使用、 DVD/CD碟片、录像带、多种
实物、声音）播放功效; 实现多功效厅现场扩音、播音, 配合大屏幕投影系统, 提供优良视听效果。

而且经过数字硬碟录像机, 能够将整个过程统计在硬盘录像机中。

●房间环境系统:
房间环境系统由房间灯光（包含白炽灯、日光灯）、窗帘等设备组成; 完成对整个房间环境、气氛改变, 以自动适应该前需要; 譬如播放DVD时, 灯光会自动变暗, 窗帘自动关闭。

●智能型多媒体中央控制系统:
采取现在世界上档次最高、技术最成熟、功效最齐全, 中央控制系统, 实现东京城监控指挥中心中央控制室多种电子设备集中控制。

会议系统关键功效:
①会议讲话功效:
经过按下代表单元(或主席单元)上讲话键, 可开启或关闭该单元讲话功效;
②主席控制功效:
按下主席单元讲话键旁边总清按键, 可关闭全部开启状态代表单元;
③设置同时讲话人数功效:
经过计算机软件、触摸屏, 或会议主机键盘面板能够控制同时讲话人数;
④会议音量调整功效:
控制键盘(或触摸屏)上配有一组音量调整按键, 能够调整系统音量、低音、高音;
⑤摄像跟踪功效:
中控系统经过RS-485接口或者RS-232接口, 实现自动摄像跟踪功效;
⑥会议统计功效
配置会议统计系统, 会议实况实时录制并可选择刻录成光盘保留
3. 控制中心综合显示系统
林业局森林防火中心集指挥、监控、管理功效于一体, 依靠于视频关键平台, 依据相关权限管理共享视频资源。

指挥中心依据需要设置大屏幕等显示设备, 使用数字矩阵将视频流解码输出到显示设备, 经过视频管理设备集中管理、控制图像资源, 操作员可使用数字显示终端调阅图像并进行控制。

●系统组成
整套液晶拼接幕墙显示系统关键由以下几部分组成:
1)机构设计, 依据用户需求设计
2)46＂(超窄) DID LCD显示单元（2*2）
3)控制系统包含嵌入式驱动系统
4)应用管理软件包
●系统连线示意图以下:
整套设备连接平面示意图:
四、系统维护与维修保养服务
1)在接到维修通知后, 立刻做出维修响应, 并设置服务热线电话。

为投资方提供远程遥控指导, 争取第一时间处理问题。

2)本企业技术人员含有现场维修经验丰富, 能独立处理技术问题能力工程师, 有完备投资方设备维修所需备件库。

3)若现场不能立刻修复, 需拿回企业维修部, 修复后应立刻送返。

必需时应提供备用机, 以确保投资方正常业务开展,
4)维护保养及维修工作结束后, 我企业工程师应填写设备管理档案, 并写出维修汇报并由投资方签署意见和签字确定。

5)因本企业技术人员技术问题或维护问题造成事故, 使投资方设备蒙受无须要损失, 本企业应赔偿投资方设备全部损失。

6)企业定时按每季度派专员巡视检验设备情况, 并作登记立案。

7)在双方达成共识后, 本企业立刻派工程师与投资方人员共同组成设备全方面检验小组, 对投资方所需保修设备进行全方面检验测试, 并统计在案, 双方共同确定。

8)对投资方全部保修设备, 本企业均依据每次故障维修汇报和预防性维护汇报建立技术档案, 具体统计设备型号, 发生故障时间, 故障类型, 维护方法, 维护质量, 预防方法及维护和维护人员等信息。

9)每年年底或适宜时间, 本企业与投资方在投资方所在地或其她地点举行一次保修设备使用维护技术研讨会, 总结经验并找出存在问题。

为双方深入合作打下基础。

10）保修使用期内, 无偿更换坏配件。