_森林防火智能高清视频监控技术的新特点

achieved good expectations, particularly in the foundation under the premise of relatively weak, under the limited funding, the due effect.
【关 键 词】智能高清视频监控系统 ；智能烟火识别处理器 ；森林防火指挥决策系统
（1）高清透雾摄像机与高清透雾镜头 作为一种视频图像传感器（720P/1080P），用于采集监控 现场的视频图像信息，然后传送到智能烟火识别处理器。具 有高清晰、低照度的彩色相机。为便于提高夜间观察能力， 设置选用星光级低照度摄像机及远红外摄像机。通常一个 CCD 摄像机要兼顾十几平方千米范围的区域。设备采用高清 光学透雾技术，真实还原的清晰图像可达到 720P 的像素水 平。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，以满足大范围大视野监控的需要。一般情 况下，3km 的监控范围选用 10 ～ 300mm 的长焦镜头，5km 的监控范围选用 16 ～ 500mm 的长焦镜头，8km 的监控范围 选用 20 ～ 700mm 的长焦镜头。采用的高清晰透雾镜头与高 性能日夜两用高清透雾摄像机配套使用，即使在雾气、灰尘、 烟雾、小雨等可见光 ( 彩色图像 ) 环境中，也可拍摄到非常 清晰、高对比度的影像，提升远距离观察效果。 （2）智能烟火识别处理器 它是森林防火智能监测系统最核心和最重要的功能设备。 摄像机采集到的视频图像未经压缩直接交由智能烟火识 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、判断， 一旦发现疑似烟火，智能处理器自动识别并向后端监控中心 发送报警信号。由于没有对监测的图像进行压缩，智能处理 器能识别的烟火有效面积低至 10×10 像素，所以能够实现无 漏报，误报率低的报警优点。为了进一步减少误报率，智能 处理器能够在第一次发现疑似烟火后，通过控制信号自动推 进长焦镜头将视频监控图像进一步放大，进行第二次识别和 确认。智能图像处理器是智能视频烟火监控系统的核心，采 用智能分析模块。该模块由微处理器、存储器以及其他外设 等组成图像处理单元。智能模块除上述分析判断功能外还提 供远程参数设置功能，用户可以根据应用场合对检测参数（如 最小检测范围、检测区域、告警级别）进行远程设置，方便 灵活。考虑到野外环境，已将智能烟火识别处理器集成到基 站控制设备内。 （3）野外大型防护罩 由于森林防火智能监控系统前端基站在野外，需要采用
4 森林防火智能高清视频监控系统基本架构和特点
森林防火智能视频监控系统主要由前端设备、网络传输、 监控中心、供电接地防雷系统组成。
4.1 前端设备
前端设备主要为高精度、高清数字云台摄像机，并搭载 各类超长距离高清透雾镜头（20 ～ 100 倍变焦能力），野外 大型护罩、重型数字精密云台、智能烟火识别处理器以及防 雷接地系统，可靠的供电系统、无线传输前端设备（微波）、 基站控制设备等。
森林防火智能高清视频监控系统以数字化、网络化高清 视频监控为基础，与一般的网络化视频监控相比，它是一种 更高端的视频监控化的应用。该系统能够实现无人值守不间 断工作，自动对视频图像信息进行智能分析判断 ；及时发现 监控区域内的异常烟雾和火灾苗头，以最快、最佳的方式进 行告警和提供有用信息 ；有效协助消防人员处理火灾危机， 并最大限度地降低误报和漏报 ；同时还可查看现场实时图像， 根据直观的画面直接指挥调度救火。
器实现功能比较强大，代替了几乎所有模拟周边设备，通过 网络调试来完成报告厅的音质调节，以及音频模式的设置。 同时音频处理器还能受控于中控主机，来实现音量控制、音 频模式调取、紧急静音等功能。数字调音台除了完成调音台 基本功能外，比较实用的功能就是保存调试状态。演出状态、 视频会议状态、录音状态经过调试都保存在调音台内，操作 人员根据不同的会议需求来实现一键调取，再细微调节，很 快实现报告厅音频的调节。最后音箱处理器的运用也是音频 处理的重要环节，通过针对性的音箱频率设置来实现最佳的 扩音效果。
4）在林区消防瞭望塔制高点架设红外低照度全天候摄像 机各 1 台，覆盖半径 2km，观测方圆 10km2 森林火情。对初 发火情，做到及时发现、及时救护，使火灾隐患消亡在萌芽 状态。
5）从瞭望塔至林区管理指挥中心通过微波传输，微波覆 盖的地方就可以把前端图像传输至监控管理中心。森林防火 消防中心可对火情及现场情况进行实时观察，以便及时了解 现场情况协调调度指挥。
技术与应用 Technology and Application
森林防火智能高清视频监控技术的新特点
The New Features of Forest Fire Prevention Intelligent HD Video Monitoring Technology
张晓贵 ( 福建亚太工程有限公司 ）
8 结束语
本文根据实际工程项目的实施，阐述了模拟会议系统和 数字会议系统的设备配置。分别针对两种会议系统的实际应 用进行了具体分析，并大力倡导不断结合数字和模拟技术， 应用最佳配置为使用者提供最佳使用感受。
76 智能建筑与城市信息 2014 年 第 11 期 总第 216 期
2 森林防火智能高清视频监控系统的部署
1 引言
福建的北部森林区属于国家著名的自然保护区和游 览胜地。随着国家实施以生态建设为主的林业发展战略， 以及造林步伐的加快和森林覆盖率的提高，林下可燃物大 量积累。加之全球气候异常，景区的人为活动频繁，火源 管理极为困难。森林防火工作任务更加艰巨。鉴于过去森
林防火基础设施较差，装备现代化水平低，专业扑火队伍 建设滞后等因素影响，现阶段的森林预防和控制火灾的能 力还比较低，远不能满足和适应新时期防火工作的需要， 必须采取先进的科学技术手段来建立“发现早、行动快、 灭 在 小 ”， 以 控 制 火 灾 蔓 延， 加 强 火 险 预 警 为 目 标 的 技 术 防范系统。
ZHANG Xiao-gui （Fujian Asia Pacific Engineering Co., LTD）
【摘
要】 介绍了森林防火中智能高清视频监控系统技术的新特点，取得了较好预期，特别是在基础比较薄弱、投入资金有限
的前提下，得到较为明显的效果。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
【Abstract】This article introduces the forest fire prevention in the new characteristics of intelligent hd video monitoring system technology,
Intelligent Building & City Information 2014 11 No.216 77
技术与应用 Technology and Application
野外大型防护罩来保护摄像机和高清长焦镜头，将摄像机和 长焦镜头安装在防护罩内是现实智能监控全天候 24h 工作的 重要保障，面对野外恶劣的气候条件，大型防护罩需有防火、 防雨、防风、防潮、温控、防腐性能的要求。
4.2 网络传输 系统传输部分是连接前端设备与中心控制系统的中间
通信部分。传输方式有 ：无线传输如卫星通信方式、GPRS/ CDMA1X 通信方式、无线扩频数字实时图像传输方式、远程 微波图像传输方式 ；有线传输包括光纤、DDN 专线、专用同 轴电缆、公众电话网 (ADSL), 以及常用计算机网络线路。针 对应用场合的不同以及成本预算的考虑，可以选择上述中比 较适宜的传输方式。本项目中采用 5.8G 的无线微波传输网络， 该网络主要包括 ：5.8G 无线网桥、增益天线、馈线、POE 供 电模块、同轴避雷器或防浪涌保护器等构成。
【Keywords】smart hd video monitoring system；intelligent recognition processor fireworks；forest fire prevention command decision-
making system
DOI:10.13655/j.cnki.ibci.2014.11.016
接红外双鉴探测器），功放（50W）接口（可接报警喇叭、拾 音器），电源接口（220V 输入，12V/24V 输出）。
（4）外观 ：全铝合金结构机身，机身表面全部采用散热 鳍片，具有良好防腐、密闭和散热性能。
（5）防护性能：具有防火、防雨、防风、防潮、防腐性能。 （6）外形尺寸 ：500mm×350mm×200mm。 （7）防护等级 ：IP66。 （8）工作温度 ：-20℃～ +60℃。 （9）户外监控设备的智能温控防护箱，以保证设备能够 在野外全年全天候正常工作。
（4）高精密度重型数字云台 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，采用高精密度重型数字云台安装 摄像机和长焦镜头以防止晃动，同时基于森林防火的智能监 控范围较大，需要高精密度重型数字云台实现 0°～ 360°的 全方位角以及－ 45°～＋ 45°俯仰角度的大范围监控，才能 满足监控要求。森林防火智能监控系统配置的长焦镜头能够 监控到数千米的范围。较远的监视距离对高精密度重型数字 云台的运转精度要求也非常高，越小的运转精度在远距离监 控时才能够实现监控画面的平滑过渡，不会造成远端林区监 视范围画面不连续的情况。作为智能化的森林防火监控系统， 其高清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 24h 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，其高精密度重型数字云 台的预置位越多越好。更多的预置位是实现远距离大范围全 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，需要采用的高精密度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。 （5）基站控制设备 由于上述设备都工作在野外，会受到高山气候、雷电暴 雨、电压波动、人为破坏的因素影响。故前端基站涉及智能 烟火识别处理器、防盗报警的数字报警主机、功放、控制电路、 编码器、门禁设备、交换机等设备，都无法正常工作在野外 的环境，只有采用一体化设计的集成控制设备，将前端基站 的智能监控设备集成到一个恒温控制防水箱内，才能保证野 外智能监控系统长时间稳定可靠运行。 基站控制设备应具有 ： （1）采用一体化集成电路设计，确保系统长时间稳定可 靠运行。 （2）设备功能 ：视频处理、远程控制、数据交换、通讯 协议转换、电源逆变、智能温控、数字功放、数字报警功能等。 （3）接口 ：2 路视频输入 /1 路输出接口，控制接口（可 远程控制云台、摄像机），RJ45 网络接口，数字报警接口（可
3 森林防火智能高清视频监控系统基本功能
1）直观、真实、有效而被广泛应用在森林火灾发生前 及时发现火情，从而起到预防火灾的目地。
2）在森林发生火灾时将现场的图像传回指挥中心，指挥 中心通过监视前端摄像机图像指挥调度救火，最大限度地减 小火灾造成的损失。
3）智能高清视频监控能真实记录火灾发生前、救火过程 中、以及救火以后现场的真实情况从而对火灾进行处理，提 供有效真实的资料。
7.5 综合分析 整套系统可总结为数字会议系统，其实定义为“以数字
为主的会议系统”更加准确。因为如果说用数字会议完全取 代模拟会议，现在看来还是有些牵强，模拟还是会存在在某 个角落，甚至是某个系统中。数字会议系统优点居多，比如 ： 清晰度高，传输距离远，可编程，节省空间上档次等，而且 近些年来已经完全进驻了民用市场，作为工程级别的项目， 更是不能落下风。4K 技术、云存储、4G 传输、无线视频传 输等数字会议领域的名词也是层出不穷。
6）林区监控管理指挥中心通过微波传输对前端设备（高 清摄像机的镜头）进行长焦、短焦控制 ；对云台进行上下、 左右控制。
7）监控中心对含前端设备的基站控制设备进行远程控制 和监视，对于基站设备遭到不明原因的破坏自动发出报警声， 同时利用无线网络或其他通信方式将该讯息传播到监控中心 值班人面前或者发往有关人员的手机短信里。