森林防火视频监控平台方案

森林防火视频监控平台方案目录一、需求分析 (1)1.1 森林防火工作面临的挑战 (1)1.2 系统性平台化解决方案的必要性 (1)二、系统设计 (3)2.1 系统架构 (3)2.2 功能设计 (4)2.3 方案特点 (5)三、解决方案 (6)3.1 前端视频监控系统及辅助设施 (6)3.1.1 前端系统的基本要求 (6)3.1.2 监控点的选择 (7)3.1.3 摄像机及镜头 (7)3.1.4 室外云台 (8)3.1.5 前端辅助设施 (9)3.2 网络传输系统 (11)3.2.1 网络传输方式概述 (12)3.2.2 光纤接入方式 (12)3.2.3 无线接入方式 (13)3.2.4 传输网络质量要求 (15)3.3 综合视频监控管理平台 (15)3.3.1 平台概述 (16)3.3.2 平台的设计基本原则 (16)3.3.3 平台架构 (16)3.3.4 平台主要功能 (17)四、典型案例 (23)4.1 建设方案 (23)4.1.1 网络架构规划 (24)4.1.2 综合服务平台功能设置 (25)4.2 系统主要功能 (25)4.3 方案特点 (26)4.4 监测效果示例 (26)4.4.1 高空监视效果 (26)4.4.2 夜间监视效果 (27)一、需求分析绿色森林是地球赖以呼吸的肺，然而每年都会因自然或人为原因而引发森林火灾，烧毁大片森林。

多数森林火灾都是因为小火未能及时发现、扑救，终酿成大面积火灾，造成重大损失。

因此，如何及时、准确、有效地监测可能和已经发生的森林火灾，减少灾害损失，保护森林资源和野生动物，维护生态平衡，具有非常重要的意义。

1.1森林防火工作面临的挑战现在森林防火方面的工作面临着诸多挑战和困难，主要体现在一下几个方面：（1）认识滞后（2）工作任务重（3）管理难度加大（4）防火周期延长（5）防范能力差，技术手段落后（6）防火工作的系统协同性不强1.2系统性平台化解决方案的必要性（1）降低巡护成本传统的地面巡护，主要任务是宣传群众，控制人为火源，深入瞭望台观测的死角进行巡逻。

对来往人员及车辆，野外生产和生活用火进行检查和监督。

存在的不足是巡护面积小、视野狭窄、确定着火位置时，常因地形地势崎岖、森林茂密而出现较大误差；在交通不便、人烟稀少的偏远山区，无法进行地面巡护，需用各种交通工具费用及人员工资费用，只能用视频监测方法来弥补。

（2）提高判断准确性及反应及时性现有的传统监控手段对火情的判断准确率偏低，不能在火情的较早阶段发做出判断。

而且，对火情的反应速度普遍很慢，往往都是看到火势已经起来才能发现，但已经造成巨大的不可挽回的损失。

（3）保护巡防人员生命安全森林防火综合系统可根据防火的综合形势做出比较有效地判断，可以大大提高防火巡防人员的安全系数。

（4）提升防火效率和效果综合森林防火系统平台可以有效综合利用各种信息和资源，综合化立体化运作，使防火效率和效果有效提升。

（5）弥补其他技术防范措施的不足现有常见的技术手段是卫星遥感，利用各类卫星探测林火。

卫星探测存在的不足是准确率低，需要地面花费大量的人力、物力、财力进行核实，尤其是交通不便的地方，火情核实十分重要。

当热点达到3个像素时，火已基本成灾。

一些相对比较落后的森林防火手段（如：地面巡护、地面瞭望台监测等方式）将会被逐步被新的监测方式替代。

（6）国家政策指引最近各级政府都推出了一系列关于森林防火的政策法规，要求各切实有效提高森林防火的效率和效果，现在森林防火是广大林区各级政府的重点工作之一。

建设高效地森林防火体系已成必然。

二、系统设计2.1系统架构森林防火视频监控系统是高新技术在森林防火领域中的具体应用，系统集成光电技术、无线传输技术、智能识别、人工智能、边缘计算与控制等先进技术，将软硬件有机地结合在一起，从而组成一个完整的森林防火视频监控系统。

如图1所示。

图1系统架构图森林防火视频监控系统由前端视频监控系统、前端辅助系统、传输系统、监控中心四大部分组成。

（1）前端视频监控系统由高清摄像机（含长焦距雾透镜头）、野外重载云台等组成；（2）前端辅助系统包括：结构件、防雷、供电系统等；（3）传输系统包括网络布线、有线传输系统与无线传输系统；（4）监控中心包括各种数据处理服务器和应用服务器，可分为区县级、地市级、省级监控中心，可灵活设置。

常见的一种示意图如图2所示。

图2系统示意图2.2功能设计系统通过布放于远端的数字摄像设备，能够实现以下主要功能：(1) 自动识别烟火(2) 定位疑似火点位置(3 )监控管理中心自动报警功能（4）上、下级联动，实现统一的综合视频监控管理。

（5）病虫害及野生动物、盗砍盗伐行为等进行有效监控2.3方案特点本方案主要有以下特点（1）充分利用中国铁塔的站址资源优势本方案不同于其他方案的最大优势就是充分利用了既有的站址资源优势。

我公司的站址分布均匀，点多面广，可快速部署，且每一点位都有足够高的铁塔，稳定的电源，可靠地传输系统以及大量的日常维护队伍。

采用公司的方案可以大大降低建设投资成本。

可以说，森林防火项目我们具有无可替代的绝对优势。

（2）险情识别率高系统配置高效地险情识别算法，可以大大提高险情识别率，降低损失。

系统自动发现火点并报警。

（3）定位准确系统基于通用GIS 系统，准确定位险情点，提高防火效率和效果。

（4）多层级、多元式联网监控,是一个综合解决方案本方案充分利用了各类高新技术及资源优势，形成立体联动的高效防火灭火到日常管理的综合解决方案。

（5）系统兼容性强，扩展方便（6）集成物联网辅助决策支持三、解决方案3.1前端视频监控系统及辅助设施前端视频监控系统由高清晰度摄像机、长焦距雾透镜头、野外重载云台等组成，是整个系统的眼睛。

3.1.1前端系统的基本要求前端系统的基本设计要求如下：（1）监控范围大；（2）全天候监控；（3）提供有线或无线可靠传输；（4）必要时可提供风光互补供电，在无市电地方采用风光互补供电（无风阴雨天最少保证系统正常工作48小时）；（5）避雷接地安全可靠；（6）前端设备工作状态可实现中心监控。

3.1.2监控点的选择前端基站首先需要分析的是基站的选址，基站选址主要是根据林区的地形地貌结合森林防火监控预警的特点进行选址。

首先摄像机应安装在森林制高点，要求视野宽、无障碍、监控范围大，尽量少设监控点，并尽可能使得每个监控点监控覆盖的森林面积最大，如无法回避有死角，可增加监控点。

监控点选择可以参考几个常见的原则：（1）根据地形选址原则（2）根据烟火识别系统特点选址原则摄像机监控范围以平视为主、俯仰为辅的原则，这就需要在选址时，对其重点监视区域要是大致符合这一原则，这样便于烟火识别。

（3）根据人群活动的情况选址原则选址人群活动较为密集的地方，一般而言，人密集的地方也是容易引起事故的区域，需重点监控。

对于不符合以上选址原则的山形，可以根据实际的山形进行现场实地勘察进行选址。

3.1.3摄像机及镜头作为野外森林防火监控预警系统最核心的设备就是摄像机和镜头，需要根据用户对监控图像质量需求分析摄像机，根据监控的范围需要分析镜头。

监控点要全天候工作，镜头应选用日夜两用型镜头，并且5KM内能看清人物活动。

摄像机及镜头选择（1）摄像机按分辨率可以分为：标清D1、高清720P、全高清1080P 等；（2）根据监控半径的范围，一般采用长焦电动镜头，监控半径范围及长焦镜头选择原则如下：1）3公里以内的监控范围：选择不低于200mm长焦镜头就可以满足要求；2）3-5公里的监控范围：选择不低于300mm长焦镜头；3）5-8公里的监控范围：选择不低于500mm长焦镜头；4）8公里以上的监控范围：选择不低于700mm长焦镜头。

3.1.4室外云台3.1.4.1云台的总体特性森林防火监控预警需要采用云台实现对林区资源进行大范围、大视野的监控，云台是森林防火智能化监控系统中非常重要的设备，因为森林防火的云台一般都安装在野外较高的位置，一般的普通云台在林区有风的情况下，非常容易发生抖动，从而导致监控图像抖动，对于森林防火监控预警系统需要采用重型数字云台才能满足野外森林防火监控的要求。

云台要求选用螺杆传动的室外一体化云台，为了减少远距离图像的抖动，摄像机的安装也要确保牢固稳定。

3.1.4.2室外云台的部分具体要求针对森林防火监控预警系统需求的重型数字云台应具备一下特性：（1）一般自重20kg±5kg为宜，既可以防止监控图像抖动又利于野外搬运及安装；（2）载重≥50kg以上时，满足森林防火监控一些特殊需要；（3）旋转范围：0-360°方位角，俯仰角：－45°～＋45°，实现对林区资源大范围监控需要，转角精度应该不低于0.1度的级别，现在市场上有的精度可达0.01度。

总之，精度越高控制越精准。

（4）集成数字云台接口，支持远程控制云台并联动控制镜头焦距，支持实时采集云台的方位角和俯仰角以及镜头焦距等参数；（5）便于维护，适应性强。

由于重型云台一般都安装在野外较高的铁塔或立杆上，搬运、安装极为不便利，所以需要重型云台等设备出现故障时，维护要尽可能便利且能够适应户外严酷的自然条件。

3.1.5前端辅助设施3.1.5.1防护罩考虑到野外恶劣的环境，需要采用野外大型防护罩对摄像机和镜头进行保护，采用的野外大型防护罩需要配有温控系统，保障摄像机和镜头能够在全天候的高低温环境下正常工作，能够支持在零下45°环境下保障摄像机和镜头正常工作的保温性能。

3.1.5.2前端基站供电系统森林防火监控预警前端基站一般都位于野外，基站设备的供电是非常重要的环节，是保障前端基站设备正常工作的重要前提的条件。

如果使用我公司通信基站作为防火监控基站，则电源接供给基本可以保障。

但是，有时候我们的站塔不一定完全满足需求，就需另设新塔，这时候电源供应就是一个必须认真考虑的问题。

大多数情况下，野外前端基站都没有市/农电接入，接入市/农电的接入点距离一般都较远，长距离的接入市/农电到前端基站不仅导致到达基站的电压非常低容易造成设备损坏，而且沿途施工会对环境造成破坏，费用高昂，所以在无法复用我公司基站的情况下，野外森林防火监控预警前端基站优先考虑采用太阳能或风力供电。

在基站附近无市/农电接入的情况下需要采用太阳能或者风光互补发电系统，并配备适合野外恶劣环境的电池箱，原则上设计要求满足2-3天的供电容量。

3.1.5.3防雷接地系统前端基站所处位置一般都在野外林区内，无论是针对基站铁塔还是基站上的设备，都需要考虑防雷接地的安全措施，防雷接地措施是保障前端基站设备全天候安全正常工作的重要前提，为了防止基站铁塔和基站设备雷击造成破坏，需要采用接地系统将雷击大电流迅速导入大地，从而起到保护基站的作用，针对基站铁塔需要采用避雷针保护铁塔，需要采用防雷器保护基站设备的安全。