森林防火-系统功能

森林防火智能监测系统
功
能
介
绍
大连科技发展有限公司
瞭望塔基建系统
森林防火智能监测系统前端基站位于林区内，四周一般都有较高的灌木林，森林防火智能监控要求的视野广、无障碍、监控角度大，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等特点，需要采用铁塔提升到一定的高度来满足森林防火智能监控的要求，铁塔高度是由四周的灌木林高度和监视范围要求以及可见光技术的智能烟火识别处理器的技术特点共同确定。

理想的铁塔监控点高度应该是，高过四周的灌木林，摄像机水平位置能够监视到较大面积，摄像机俯仰角不易过大（±45°以内最好），因为过大的俯仰角容易导致智能烟火处理器无法正常识别到正常的烟火。

长焦透雾镜头
根据森林防火监控范围的不同，选用不同焦距的高清长焦电动变倍镜头，以满足森林防火监控大范围大视野监控的需要，一般情况下， 10公里的监控范围选用10-500mm的长焦镜头。

不仅满足智能监测需求，还可以在监控指挥中心观测前端林区报警点的现场情况、对森林病虫害及野生动物实施监控、对动植物保护和树木监护，通过视频监测记录发现非法伐木者，监控视频资料可以作为处罚依据。

重型数字云台
前端基站一般都位于林区较高的位置，风力较大，极易导致基站上的摄像机发生晃动从而引起监控图像抖动，为了满足野外林区监控的需要，需要采用重型数字云台安装摄像机和长焦镜头防止晃动，同时由于基于森林防火的智能监控范围较大，需要重型数字云台能够实现0-360°的全方位角以及－45°～＋45°俯仰角度的大范围监控才能满足森林防火智能监控的要求。

作为智能化的森林防火监控系统，其重型数字云台必须具备自动巡
检和手动巡检功能，日常运转的情况下，通过系统管理员设定高清重型数字云台预置位后，由系统控制云台进行全天候24小时自动巡检，当出现可疑情况时，可由管理员手动控制云台到达需要的监看位置，对于远距离大范围的森林防火监控，其重型数字云台的预置位越多越好，越多的预置位是实现对于森林防火所需的远距离大范围全面监控的重要保证。

为了实现森林防火智能监控系统的火点自动定位，需要采用的重型数字云台具有定位功能，配合后端GIS平台软件实现火点自动定位。

基站控制设备
前端基站设备都工作在野外，前端基站涉及到智能烟火识别处理器、防盗报警的主机、功放、控制电路、编码器、交换机等设备，
智能烟火识别处理器
先进的智能烟火处理识别器是将摄像机采集到的视频图像未经压缩编码直接进入智能烟火识别处理器数字化后通过对烟、火的颜色、形状、轮廓、纹理以及光谱特征、空间几何特征等多种因素的智能分析，一旦发现疑似烟火，智能处理器自动识别并自动向后端监控中心发送报警信号。

该智能烟火识别处理器具有：
基于可编程摄像技术的烟火智能识别方法
基于视频图像分析技术的林区烟火智能处理技术
在夜间能有效避免环境路灯、车灯等干扰，有效地识别火点，有效避免误报的发生。

具有火点二次判别机制，有效降低误报
一旦判断监视区域图像上具有疑似火点，自动触发报警
灵敏度：烟火在视频图像中的最小识别靶面面积为10*10象素。

处理器内含图像去抖动功能；
烟火识别准确率不低于98%；
已经通过国家权威机构鉴定符合以上技术参数的智能预警报告和证书。

供电系统
前端监控基站所处位置在野外，除基站附近有市电的情况下采用市电，远距离一般不建议采用市电，我们建议采用风光互补发电系统，光互补发电系统是自助式服务系统，一次投入永久使用，并且五年内免维护。

风光互补发电系统是由太阳能电池板、蓄电池、风光互补控制器、逆变器、风机、供电设备房等构成。

防盗系统
森林防火智能监测系统前端基站设备大多数安装在无人值守的密林深处，需要考虑设备防盗的问题，对于野外森林防火监测基站的防盗，建议采用红外报警和安防摄像机联动方式进行自动防盗报警，并采用双向语音对讲方式起到警告和威慑作用。

根据防盗系统的功能要求，每套配防盗系统置如下：
防盗摄像机、室外喇叭、拾音器、双鉴探测器、数字报警主机。

防盗报警系统工作方式为：
根据防盗摄像机动态摄像的图像，设置周界保护、物品丢失等报警类型，确保前端基站的设备安全。

监控中心接收到报警信号后，立即通过语音对讲系统对现场喊话。

上级监控指挥中心可通过对讲系统对本地实现单向对讲，本地声音可被上级单向监听。

防雷接地系统
对于野外的森林防火监测基站，防雷接地是保障基站及设备安全必不可少的一项，森林防火监测基站防雷接地系统包含2个部分，第一部分为：基站铁塔的防雷接地，第二部分为：基站设备的防雷接地，基站防雷接地主要包括：避雷针、小于10Ω接地系统；
基站设备防雷接地主要包括：电源防雷器、信号防雷器、无线设备防雷器、小于4欧姆接地系统。

无线传输网络详细设计
传输网路是实现森林防火智能监测系统前端基站视频图像及各种信号传输到后端监控中心的必要的组成部分，主要有两种方式，第一种采用有线光缆进行传输，第二种方式采用无线网络进行传输，对于距离较近或者已有光缆的情况下采用有线光缆，在可以选择传输网络时，优先考虑采用无线网络传输系统，采用无线传输方式以施工简便，成本低，一次性投入、为扩容其它设备提供网络平台服务等优势，在遇障碍物阻挡的情况下，可采用架设中继系统。

所以本项目采用无线网络传输方式。

气象系统
山脉走势地形，海拔高低不同，会有不同的气象差异，如使用气象局数据，不能准确的体现火场周边气象数据，使火情蔓延计算出现较大的误差，所以需要采用一套独立的系统，可实时预览和存储一年以上的气象数据。

并借助现有的智能监测无线网络系统将数据传送至指挥中心。

从气象监测站中获取在系统中进行实时监控：温度、湿度、风速风力、气压等数据。

智能预警监控管理平台
智能识别系统是构成森林防火监控智能监测系统最核心的和最重要的功能，是实现传统普通森林防火监控由人工监看向智能型森林防火监控由智能设备自动监看的重要转换，采用智能设备自动监测的森林防火监控系统能够提供工作效率，减少人员投入或因人工的疏忽而造成的漏报情况，智能监控系统能够实时全天候24小时监测森林防火，智能设备一旦发现疑似烟火通过系统报警平台及时为用户提供的现场信息，让用户在第一时间通过智能监控系统迅速判断，并作出相关的应急处理措施。

采用普通智能识别系统可以在监控中心通过远程视频监控图像直观、
真实的反映林区的情况，并且也能够在能见度较好的环境下有效识别林区的林火，且即使林区内部出现林火的情况也能有效的识别，但是在雾霾天气由于能见度较低造成视频监控的图像不清晰从而会出现不能够正确识别林火的情况存在。

基于以上智能识别系统的优缺点分析，采用基于视频图像分析的智能烟火识别处理器的智能识别系统，可以有效的解决单一智能识别系统存在的缺点，可以极大的提高林区林火的智能识别能力，从而达到全年全天候的高效智能预警系统。

智能监测管理平台主要功能特点：
多层级、多元式联网监控
智能监测管理平台将不同地区、不同环境的林区监控设备有效整合，实现分布式监控，集中式管理。

管理权限层级分明，具有多层次、管理，建立视频监控、报警联动。

根据多级联网监控需要管理和使用海量的监控资源，结合行政管理架构的特点，将海量的监控资源划归各监控中心管理，各监控中心按行政管理架构多级级联，即可省、市、县三级联网，都可对前端设备进行控制等操作，实现单个设备多个级别用户控制。

最上级用户拥有最高权限。

1. 高灵敏性
具有白天能有效区分烟和雾，夜晚能有效区分灯光和火光，烟火在视频图像中识别的最小靶面面积小于10*10像素。

2. 准确率
基于可编程摄像技术的烟火智能识别方法，采用前置嵌入式硬件烟火智能识别技术，具有烟火识别二次判别机制，可以保证烟火识别的准确率和响应速度；处理器内含图像去抖动功能保证烟火识别准确率98%以上；
3.数据回显
支持云台水平角、俯仰角以及镜头焦距参数等回传；具备三维精确定位功
能，满足在发生疑似火灾的情况下，数字云台具备自动定位火点的需要；能联动控制镜头焦距功能，以满足在发现火灾时可以控制镜头近距离观察火灾情况的需要；
4.数据存储
前端设备30×24小时不间断录像（可根据要求保存录像时间），随时调用录像资料，进行录像回放。

管理数据的存储要求安全保密，数据库的配置能满足系统运行。

5. 云台具有多预置位（最多可2048个）、运行轨迹编辑、实时回显位置信息功能、可连续旋转、所有设备功率小于100瓦/每小时。

6.监测半径达10公里。

光线较低的情况下可观看远距离的物体或人物。

7.集成报警联动
系统设计采用基于硬件视频分析技术，前端智能监测点有防盗报警装置，当林区出现疑似火情或防盗警情，系统在第一时间作出响应并报警，报警发生时，将当前浏览窗口自动切换成报警画面。

支持报警信息的接收，同时具备声音，图像，文字的提示，并要随机生成报警日志，有报警自动恢复功能；报警类别，可能包括为情报警方、防盗报警、设备故障以及其它类型的报警信息等；当发生报警时，在有GIS系统支持下，可自动在屏幕上显地图上提示报警位置及类型。

报警信息应该和录像数据相结合，可由报警信息检索回放相应的图像录像。

8.兼容性强，扩展灵活
林业行业的智能监测管理平台区别于其它行业的联网监控系统的特点之一是丰富的产品兼容性，采用的设备或系统应为系统的扩展升级预留接口。

9.代理服务模块功能
支持兼容不同厂商的编码器解码，并支持输出到电视墙和存储服务器进行存储；
支持兼容不同厂商的数字控制云台、电动变倍镜头的协议转换及控制
10.客户端管理
支持监控管理平台授权访问；
支持本地和远程网络管理功能；
支持授权远程访问和控制前端数字控制云台和电动变倍镜头等；
支持用户数授权不受限制
11.火点定位
根据接收的经纬度的数据在三维地图上将林火进行快速定位，在地图中及时标注出报警火点，并定位，让用户准确知道火点位置。

12.灭火路径分析
当火情发生以后，消防人员需要进入林区灭火，这就需要分析应急线路，根据灭火资源位置和火点位置查询出多条最短路径，并提供估算消防队到达最短时间功能.
13.烟火蔓延分析
火情推演分析是指根据火险等级预报和火行为分析模型，结合当前火点的位置、风力、风向、温度、湿度、地表温度、植被等信息动态推演计算火灾在N个小时内火蔓延的方向、面积、速度、强度以及直接侵害的区域。

自动生成林火发展蔓延的模拟效果，使指挥人员在指挥中心就可看到未来一段时间内，林火发展蔓延的趋势.
14.周边保护对象分析
周边保护对象分析是指在地图上查看以火点为圆心、半径N公里（默认以圆形选区，还可以矩形、多边形选区展现）内的周边地区的重点保护对象分布情况，包括建筑物、古迹、加油站、军事设施等重点保护对象。

15.周边扑火资源分析
周边扑火资源分析是指在地图上查看以火点为圆心、半径N公里（默认以
圆形选区，还可以矩形、多边形选区展现）内的周边地区扑火资源分布情况，包括灭火车辆、灭火人员、河流、灭火物资、水源等扑火资源。

16.应急指挥管理
应急预案管理是指对不同类型的保护对象，根据各自的预警类别（如火情、泥石流等）要求，制定初步的应急预案流程。

在生成应急方案时，要参照应急预案流程进行。

应急预案按预警类别分类，包括各种预警分类，如火情、泥石流等不同类型的应急预案。

应急预案按保护对象类型分类，包括各种保护对象类型，如学校、加油站、古建筑等。

应急方案制定是指根据火情推演分析、周边保护对象分析、周边应急资源分析结果，结合不同保护对象类型的不同应急预案，分析应急线路、在地图中标注行进轨迹，动态生成有针对性的应急指挥方案。

方案内容包括火情推演预测图、周边保护对象分布图和明细列表、周边扑火资源分布图和明细列表、应急行进指挥图。

指挥人员根据火点位置查询火点附近的灭火资源（消防设施、消防队伍等），根据灭火资源位置和火点位置查询出多条最短路径，并根据这些信息制定扑火方案，并可进行态势标绘,制定扑救示意图.
17.灾损评估
灾情评估是指针对林火带来的损失进行评估及档案整理，可通过过火范围手动绘制和GPS点导入绘制（外业数据采集），自动计算过火面积、过火日期、过火时间，并根据林相图计算出森林资源损失，同时，还要计算过火范围内有哪些保护对象，根据保护对象的估计价值计算保护对象的损失等，供决策部门参考。

大屏展示系统
大屏幕展示系统是采用显示屏拼接成大尺寸显示墙，并采用各种控制设备为指挥中心提供显示大画面、高清晰的视频监控图像等相关信息，并且可根据需求订制尺寸，特别适用于森林防火智能监测系统，日常工作人员通过大屏展示系统可以实时监视到野外森林情况，遇到火灾时通过大屏可以实时了解现场情况和调度指挥等。

大屏幕展示系统也是一个单位对内或对外的形象体现。

采用DLP拼接技术，拼缝小于1毫米，使画面预览完全看不到断裂。

如：
全屏显示
多路实时计算机信号、视频信号显示
信号叠加、跨屏显示
LED显示屏
LED显示屏主要用于在大屏幕显示墙的上端作为辅助的文字信息显示，作为文字等辅助信息显示，如欢迎词、值班人员名单等信息。