森林防火监控

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公司：深圳紫光积阳科技有限公司

森林防火：

森林防火监控预警系统 深圳紫光积阳科技有限公司出品的“森林防火数字化监控预警系统”引进国际上先进的防火技术，以国内价格提供国际品质的优质、稳定的森林防火系统。该系统是以森林火情监测为主，将GIS技术、数字图像处理技术等高新技术综合应用于森林资源管理中的高科技产品。本系统在监控森林火情的同时，还可以对森林资源、生态环境、森林病虫害及野生动物等进行有效监控。系统构成图示如下：系统中每个前端采集站有独立地址编码，且每个前端采集站的坐标与地理信息系统中的位置一一对应，通过安装在前端采集站的数字云台巡回监控覆盖区域的林区火情，一旦发现火情，GIS系统接收到特定地址编码的数字云台回传的位置数据，即可实现火点定位功能。同时，启动后台的短信发布平台第一时间通知防火相关领导和人员。系统还可以提供最近扑火队前往火情点最短路径以及通往现场的主要道路和通行能力，提供防火隔离带的位置和阻火能力，以及赶赴火场的时间等重要信息，相关领导可以在监控中心进行远程调度指挥。系统以数字设备的监控方式，通过无线网络将采集的信息、数据传输到林业监控指挥中心，利用GIS（地理信息系统）对发生的火情、火警区域实现定位，并实时做出分析判断，确定扑救方案，将火险控制在萌芽状态。同时对大量资料数据进行储存、处理和分析，对今后的森林防火预防工作起到指导和参考决策价值。获取信息：利用建立分布在火灾易发区不同至高点的野外信息采集站，获取覆盖范围内的监控视频图像，实现全天候不间断监控；动态监测：在无线数字化网络平台系统的支持下，将视频图像及其它信息实时、同步传输到区级防火监控中心，实现真实观测林区的动态情况；火灾预警：如有火情，利用GIS地理信息系统，提调相关数据了解并掌握火场的基础情况，实现准确定位，同时通过专业林业数据库分析，得出一套切实可行的扑火方案，确定扑火的人、机、物力量的配置，得出扑救具体措施和最佳路线方案；预报分析：参考林区物候、可燃物特性数据,利用专家数据库模型进行综合分析,预测出相应地区的森林火灾等级数据。 “森林防火数字化监控预警系统”避免了原始人工了望观察火情的局限，实现了林区管理数字化、科学化，大大减少了林业部门的费用支出和管理成本，提高了林区企业的效应。该系统在监控森林火情的同时，还可以对森林资源、生态环境、森林病虫害及野生动物和乱砍乱伐等林业活动进行有效监控。前端设备前端由视频采集定位系统、无线网桥、设备防盗监控系统、天线、避雷接地系统等组成：中继设备中继由无线网桥、天线、电源控制柜、机柜、免维护蓄电池等组成；中心控制设备终端由地理信息系统、林火自动识别报警系统、短信发布平台、无线网桥、监视及投影系统、UPS电源等组成。地理信息系统现在的视频监控系统正在向数字化方向发展，并且与地理信息系统（GIS）结合也是其发展的必然方向。经过与地理信息开发部门的合作，我公司应用数字云台与地理信息系统无缝连接，成功的投入使用，将数字云台所返回角度将送入地理信息系统，并在林业地理信息系统上进行精确坐标定位。 GIS系统实现的功能利用1：50000地形图进行数字化处理生成电子地图，并依据实际使用情况分层制作。在地理信息系统上，可以对扑救林火进行宏观调控，指挥整个扑火的行动，同时在地图上进行扑火行动标绘，对火情态势进行跟踪，为火场扑救提供辅助决策。根据不同需要，GIS对数据库资料进行统计分析，生成各类专题图，实现资源管理信息化。通过地理信息系统，可以在电子地图上数字化显示监测地区林场的归属，林区面积，种植林种、树径、树高、树龄，方便林区部门领导直观的了解林区概况。此外，利用地理信息系统，还可以进行火灾发生地形地势分析、缓冲区分析、可视域分析、最短路径分析等。防火指挥中心远程控制与通讯是指挥中心的主要功能，即通过指挥中心可完成对林场各个地区的通讯指挥工作，同时在指挥中心可以实现对火情地区的实时监视、控制功能。以指挥中心为核心将各个系统进行整合，实现办公的信息化网络化，通过有线、无线调度系统完成对下属部门的命令发布、工作查询、人员调配工作；同时把监控系统与地理信息系统进行无缝结合，完成对林区的监控、以及资源调查工作。 “森林防火数字化监控预警系统”由管理指挥中心（监控中心），无线传输系统，前端视频、音频、数据采集系统，终端处理系统，铁塔，防雷接地，野外供电等组成。前端视频、报警、数据采集系统共计9个，各个前端视频、音频、数据采集系统包括：视像采集、报警采集、云台控制及数据系统、防雷、铁塔及地线系统及防护系统。软件系统包括：操作系统软件Microsoft Windows 2003 Server、数据库管理软件SQL Server 2000（企业版）、地理信息系统（GIS）、监控图像控制软件等组成，还包括一些二次开发软件，如数字云台角度值回显嵌入模块，定位信息与GIS嵌合模块等。建设目标获取信息：利用建立分布在不同至高点的野外信息采集站，获取覆盖范围内的监控视频图像，实现全天候不间断监控。动态监测：在无线传输系统支持下，将视频图像及其它信息实时、同步传输到防火监控中心，实现真实观测林区的动态情况。预案处理：监控中心配备林火自动识别报警系统，其主要任务是自动接收来自林火检测子系统的图像，进而根据图像上的信息来自动判断是否起火，并唤醒监测人员进行交互式的林火识别，最后做出确定的林火报警（有或无），如有火情，利用GIS地理信息系统，提调相关数据了解并掌握火场的基础情况，实现准确定位，同时得出一套切实可行的扑火方案，确定扑火的人、机、物力量的配置，得出扑救具体措施和最佳路线方案。监控点分布图功能需求分析 “森林防火数字化监控预警系统”项目是以森林防火信息为重点和主要对象，以地理信息为中心为基础，基于成熟的无线传输技术、IP技术的网络视频系统和数字定位技术的，集防火信息管理、生态建设管理为一体的，为森林防火及其它林业工作服务的综合应用系统。该系统应具有以下特点： A. 投资省，建设快，特别适合无通信线路、无电能、无道路的情况。 B. 可实现远程图像实时图传和控制，通过前端设备实时掌握现场情况。 C. 视频信息可在IP网络上传输，用户可在网络上的终端看到现场的图像。 D. 系统具有可扩展性，系统具有升级功能，适合森林防火防护监控系统的发展要求。 E.界面清晰、操作简单。 F.具有森林地理信息系统等辅助系统。 G. 火点定位。 H.林政资源管理及生态建设管理信息系统和其他林业信息系统。 “森林防火数字化监控预警系统”项目是以森林防火信息为重点和主要对象，以地理信息为中心，基于成熟的 3S 技术、 无线通讯技术及计算机技术的，集防火信息管理、林政资源管理、生态建设管理为一体的，为森林防火及其它林业工作服务的综合应用系统。前端信号采集平台采用CCD摄像机（大倍数夜视镜头）+解码器/数字云台/无线传输设备，由于该系统强大的数据处理和系统集成能力，可以实现在一个平台上完成数字图像监控采集、传输、防盗报警监控管理、远程控制等功能，从而降低系统的造价、提高了监控维护的效率并降低了使用难度。采集平台可以高效的压缩处理接入的图像，通过电脑监视器就可以实现所有图像的实时动态监视，同时利用该系统可以调用存储在硬盘中的历史资料，本系统采用业内顶尖压缩技术MPEG-4算法，压缩比高达1:500。此外实现了自动磁盘空间动态检测功能，图像动则录，不动则不录或慢录。另外系统还可以灵活的设置报警信号和图像的联动关系，当系统发生报警时，通过事先的设置，可以启动相应的摄像机录像及报警输出功能。同时控制中心也可同时得到报警信号，并可通过远端控制进行实时监控观察等功能。监控服务器提供了对前端采集工作站的分层次管理，对用户的分级权限管理；用户可以根据需要通过网络将前端音视频数据实时存储在中心服务器上；服务器数据库记录了所有视频资料信息（视频文件可以是分布在各个采集工作站或服务器）、报警信息、监控点信息、其它数据信息，一般用户通过WEB登陆服务器，可以在统一的界面查询任何对他授权的信息；对于前端和中心之间不支持多播的网络环境，服务器提供了单播到多播的数据转发，这样中心的多个人员查看前端的实时流大量节省带宽。 设计原则 “森林防火数字化监控预警系统”项目设计和功能的实施将遵循以下原则：先进性：所谓先进是指要求采用的产品和系统是当代先进计算机技术的应用成果，具有一定的前瞻性，特别是符合计算机和网络通信技术最新发展潮流并且应用成熟的系统。保密性和安全性：必须符合国家的安全标准和要求，以保护内部信息特别是密级信息不被非法访问。系统设计时应充分考虑数据库和应用系统的安全性，建立身份认证、权限认证，彻底屏蔽内外非授权用户的非法访问。智能化：系统中采用的产品和系统本身必须具有智能特征，比如自主编程、记忆功能、主动检测等；前端设备与系统必须有良好而可靠的通讯能力和故障自动检测、报警功能等等。网络化：在计算机网络技术高度发展和广为应用的信息社会，设计完成的监控系统中所采用的产品和系统，必须与计算机网络技术相结合，实现各个子系统的信息共享，才能适应时代的前进、技术的进步，满足更广范围巡查的要求。实用性：我们这里讲的实用是指要求所采用的产品和技术经过了市场的考验，能满足目前监控系统的需要而无华而不实之嫌，决不搞盲目投资、浪费资金。具体体现为。兼容性：考虑到国家林业局、区林业局已建成的或在建的防火信息系统，本系统能与区林业局、国家林业局的防火信息系统接轨和共享数据；同时考虑到今后重新开展森林资源调查后资源数据库与最新卫星影像的更新问题；另外，本系统能够妥善处理好与县级防火信息系统的连接，做到与相关已建立好的信息系统（如退耕还林信息系统、森林病虫害防治信息系统等）的兼容。成功应用：系统设计采用的产品和系统，必须是经过了一定时间市场考验的成熟产品，特别是在国内应该有成功的应用案例。合理配置：系统设计时，应对需要实现的功能进行合理的配置，并且这种配置应该是可以被改变的，甚至在工程完成后，功能、配置的改变也是可能的和方便实现的。良好操作：系统的前端产品和系统软件均具有良好的学习性和操作性。特别是操作性，应使一般水平的管理人员，在粗通电脑操作的情况下通过培训能掌握系统的操作要领，达到能完成监控任务的操作水平。可靠性：设计必须遵守的原则是保证系统的可靠稳定运行。这个原则要兼顾到两个方面： 2系统运行可靠－2系统的运行要求可靠。要求从计算机的配置到系统的配置、前端设备的配置都要仔细考虑这个问题，对所有的设备进行认真的可靠性认证。 2保存和恢复设置方便－2 在实际运行中，即使系统的故障率非常低，也会因为各种意想不到的原因而出现问题。所以在系统设计时要考虑到系统设置数据的方便保存和快速恢复。开放性：即使是最先进的系统，也有随时间的推移而落后的可能。在系统设计中，我们选用产品和系统时，应充分考虑系统的升级、扩展、维护问题，设计应全面、周到，注意预留到位并留有充分余量,以适应未来发展需要，主要体现在以下方面： 2智能化升级－2系统的软件是最有可能升级的，选用的系统管理软件必须有厂家的免费升级承诺。升级的操作应该相对简单，由系统管理员即可完成，不需要繁复的操作和专门的技术。 2模块化结构－2为方便硬件的维护和升级，设计时采用的设备应为高度集成的模块化产品。由其组成的系统应是模块化结构。这样便于系统的维护和升级。 2经济性－2为了确保投资合理性，要在满足其它基本原则的基础上选择性能价格比最优的系统和产品，从而使系统投资物有所值，不造成盲目投资 4. 设计依据《民用闭路监视电视系统工程技术规范》(GB/50198-94) 《系统接地的型式及安全技术要求》（GB14050-93）《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）《安全防范工程验收规则》（GA/T308-2001）《工业电视系统工程设计规范》(GBJ 115) 《安全检查防范系统通作图形符号》（GA/74-94）《火灾自动报警设计规范》（GB50116-98）安全防范工程费用概预算编制办法（GA/T70-1994）视频安防监控系统技术要求（GA/T367-2001）用户需求 5. 功能概述 “森林防火数字化监控预警系统”项目为监控控制人员提供监控控制功能，正常情况下摄像机在云台带动下工作在自动扫描方式下时，观测人员在监控中心可观测到一定范围内的森林、道路、人员等实况图像，系统可进行全程录像；若遇异常情况，工作人员可及时将摄像机从自动状态下转为手动状态，并对有关目标进行跟踪、定位、放大，以便更加仔细全面地进行观测。防火信息系统的主要功能如下： 1) 监控指挥屏幕墙可以实时显示前端采集点的图像。图像中同时包括相关数字信息如坐标,时间等； 2) 数字图像可以通过无线通讯和计算机网络实现远程传输； 3) 所有视频图像进行全程录像存储，并可以对以往的历史图像进行查询和回放； 4) 采用野外重载数字云台，具有实时回显位置信息功能；电动三可变长焦距镜头配备远程可控滤色片低照度高清晰摄像机；可以通过专用操作键盘或监控软件控制云台和镜头； 5) 通过现有设置的监测点,实现整个有林面积的监视范围达到95%以上； 6) 系统安全性高，采用人员身份认证、访问控制功能和审核功能等方式保证系统安全可靠； 7) 查询简便性：采用时间流设计，可由时间、日期、前端采集点完成资料检索； 8) 无线传输模式，方便与其他防火中心及其他森林防火管理相关部门连接； 9) 防盗告警，在监控点装置红外探头，有盗窃入侵时监控中心告警，保护用户投资，或将损失降低； 10) 火情识别报警：当监控摄像机扑捉到林火时，系统具有的火情识别功能，可及时告警并联动报警录像，提醒值班人员察看显示画面，及早发现火情及火点位置； 11) GIS管理系统：以电子地图为基础,实现地图基本操作功能,实现对森林火灾的分析预报,森林防火工作的动态管理，为防火提供直观的规划和决策支持。 12) 火灾定位功能：利用前端采集系统中的数字云台，在地理信息系统里将每一个监控点进行地址编码，同时将每一个监控点的坐标直接落实在电子地图上，这样地理信息系统一旦接收到特定编码的数字云台回传的位置数据，通过建立特定的位置转换数学模型，实现定位功能。同时，系统具备实现人工定位功能。 13) 辅助决策功能：GIS信息系统提供最近扑火队前往火情点最短路径以及通往现场的主要道路和通行能力,提供防火隔离带的位置及赶赴火场的时间等重要信息。 14) 电源系统:电源供给在全天候的环境下,保证系统不间断供电； 15) 防雷系统:系统要有安全的防雷保障措施,确保系统能够安全运行； 16) 系统配置设备网络管理系统，实现对各类设备的综合网络管理。地理信息系统(GIS)是本项目建设的核心，是防火指挥平台，对整个系统的日常管理和防灾的指挥都是在GIS平台上完成。本系统主要任务是以现有的森林资源数据库、林相资料、森林资源统计数据、防火力量的配置、人员分布情况、历史数据等标准的及非标准的资源基础上，使其数字化、规范化、矢量化。实现森林防火信息的规范化、标准化管理，纵向达到和有关部门数据交换和信息共享，为各业务部门提供资源数据的查询、更新等相关服务，实现信息共享，充分发挥信息系统的资源优势，建立高质量、高效率的管理系统。开发一套森林防火辅助决策系统，为领导决策和机关办公提供服务，全面提升森林火灾的综合防御和控制能力。工程建设的主要功能是在硬件设备和远程网络的基础上，建设森林资源GIS数据库和以及基于GIS公共数据库的基础上，建立远程监控硬件支撑平台，以现有森林资源建档数据库、资料为基础,解决森林防火业务的管理信息化系统，最终形成一个有效、实用的森林防火指挥信息系统。系统中每个前端采集站有独立地址编码，且每个前端采集站的坐标与地理信息系统中的位置一一对应，通过安装在前端采集站的数字云台巡回监控覆盖区域的林区火情，一旦发现火情，GIS系统接收到特定地址编码的前端数字云台回传的火情位置数据，经GIS系统通过数据处理即可实现火点定位。同时，启动后台的短信发布平台在第一时间通知防火相关领导和人员。系统还可以提供最近扑火队前往火情点最短路径以及通往现场的主要道路和通行能力，提供防火隔离带的位置和阻火能力，以及赶赴火场的时间等重要信息。相关领导可以在监控中心进行远程调度指挥。