森林防火技术方案.docx

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森林防火技术方案

目录

第一部分概述1

1.引言1

1.1概况1

1.2国际通常森林防火技术2

1.3国内采用的监测方法3

2.本方案的特点优势4

3.实现的主要功能如下：

4

第二部分系统组成5

1.前端设备5

2.传输设备6

3.中心控制设备7

4.防火指挥中心7

第三部分烟火识别软件功能介绍8

1.实现无人值守8

2.烟火动态检测软件9

2.1云台控制模块10

2.2视频采集设置模块11

2.3监控点信息查询显示模块12

2.4监测数据存储入库模块12

3.烟火自动识别系列软件12

3.1云台码流采集模块12

3.2烟火自动识别模块12

3.3云台计算模块13

3.4烟火报警和交互确认模块13

3.5热点及火点定位模块13

第四部分主要设备参数14

第一部分概述

1.引言

1.1概况

森林火灾是世界性的林业重要灾害之一，随着中国造林事业的不断发展，防火工作成为首要任务。

森林防火必须贯彻“预防为主，积极扑救”的方针，真正做到早发现，早解决。

目前，基于无线网络技术的远程无线监控系统，已广泛应用于森林防火监控领域。

森林防火远程监控系统，由森林防火指挥部监控中心、传输系统，以及前端采集点构成。

前端采集点，一般设置在林区各消防瞭望塔制高点上。

包括彩转黑低照度全天候透雾摄像机、长焦距电动变焦镜头、数字回显云台、网络视频编码器。

各监控点通过传输系统，将图像传输到监控中心；监控中心通过管理主机，不仅可以获得全面的、清晰的、可录制并回放的多画面现场实时图像，而且还可以对前端摄像机焦距和云台运动进行操作和控制；满足当前森林防火的各种要求。

通过光缆远程监控系统，森林防火指挥中心能实时监控林区火情实况，及时发现火情，起到预防火灾的目的。

火灾发生时，该系统能将现场图像实时传回指挥中心，为指挥中心的远程指挥调度提供有力的保障，最大限度地减小火灾造成的损失；该系统能真实记录火情发生、发展和消灭的整个过程，为火情的预防、治理提供真实有效的历史资料。

1.2国际通常森林防火技术

国际上现有的森林防火报警技术：

德国：

FIRE-WATCH森林火灾自动预警系统

德国投入使用的FIRE-WATCH森林火灾自动预警系统，正常监测半径10公里，安装该系统每套需7.5万欧元，而在勃兰登堡州安装需要120-130套，约1000万欧元。

美国：

护林飞机和红外遥感火灾预警飞机巡逻

美国利用“大地”卫星在离地面大约705公里的轨道上绕地球运转，探测地面上的高温地区、浓烟地带以及火灾遗址。

美国使用无人驾驶林火预警飞机进行24小时监测，虽获得了成功，但耗费了巨额资金。

加拿大：

加拿大采用卫星巡回监测系统

加拿大采用从卫星上发射电磁射线检测林区温度，当检测出某一林区局部温度上升到150℃～200℃，红外线波长达3.7微米时，便是火灾前兆，立即测定具体温度，采取措施及时防火.同时，加拿大林区采用多架配备先进的直升飞机轮流监测森林火灾，飞行费每小时需5000-6000加元。

国外的技术有的虽然可靠，但需要借助高空卫星，且施工太复杂；有的技术方案基础实施投资太大，多达几十万美元，投入成本过高，这些难以满足我国森林资源监测的实际需要。

1.3国内采用的监测方法

●地面巡护

地面巡护，主要任务是向群众宣传，控制人为火源，深入了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。

●瞭望台监测

了望台监测，是通过了望台来观测林火的发生，确定火灾发生的地点，报告火情，它的优点是覆盖面较大、效果较好。

存在的不足：

是无生活条件的偏远林区不能设了望台；它的观察效果受地形地势的限制，覆盖面小，有死角和空白，观察不到，对烟雾浓重的较大面积的火场、余火及地下火无法观察；雷电天气无法上塔观察；了望是一种依靠了望员的经验来观测的方法，准确率低，误差大。

另外了望员人身安全受雷电、野生动物、森林脑炎等的威胁。

●航空巡护

航空巡护，是利用巡护飞机进行林火的探测。

它的优点是巡护视野宽、机动性大、速度快同时对火场周围及火势发展能做到全面观察，可及时采取有效措施。

但也存在着不足：

夜间、大风天气、阴天能见度较低时难以起飞，同时巡视受航线、时间的限制，而且观察范围小，只能一天一次对某一林区进行观察，如错过观察时机，当日的森林火灾也观察不到，容易酿成大灾，固定飞行费用2000元/小时，成本高，租用飞机费用昂贵，飞行费用严重不足，这就需要用定点视频监测来弥补其不足。

●卫星遥感

卫星遥感，利用极轨气象卫星、陆地资源卫星、地球静止卫星、低轨卫星探测林火。

能够发现热点，监测火场蔓延的情况、及时提供火场信息，用遥感手段制作森林火险预报，用卫星数字资料估算过火面积。

它探测范围广、搜集数据快、能得到连续性资料，反映火的动态变化，而且收集资料不受地形条件的影响，影像真切。

存在的不足：

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。

在接到热点监测报告2小时内应反馈核查情况和结果。

卫星遥感监控森林防火的其不足是：

1.热点达到3个像素时，火已基本成灾。

2.从卫星过境到核查通知扑火队伍时间过长，起不到“打早、打小、打了”的作用。

弥补以上手段不足，我公司“森林防火数字化监控预警系统”可以实现快速、准确、实时的监控林火情况，配合林政管理、生态建设管理及林业活动等功能实现各种管理。

2.本方案的特点优势

“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。

该系统特点有：

林火自动识别系统，实现火情自动报警。

纳米波滤光技术穿透烟雾，清晰成像。

室外高品质光缆传输，避免传输损耗。

3.实现的主要功能如下：

v监控指挥屏幕墙可以实时显示前端采集点的图像；

v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。

v采用野外重载数字回显云台，具有实时回显位置信息功能；同时配备电动长焦距镜头和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；

v通过设置的监测点,实现整个有林面积的监视；

v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；

v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；

v光缆传输模式，降低系统成本；

v火情识别报警：

当监控摄像机扑捉到林火时，由系统确认火点位置，通过声音报警信息，通知工作人员；

v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；

v防雷接地系统:

系统要有安全的防雷接地保障措施,确保系统能够安全运行；

第二部分系统组成

1.前端设备

前端由视频采集、视频光端机、电源适配器、三合一防雷器等组成：

2.传输设备

传输由视频光端机、光缆、电缆、防雷接地系统等组成；

3.中心控制设备

中心由网络视频管理录像系统、林火自动识别报警系统、视频接收系统、显示系统、供电系统等组成。

4.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。

5.系统架构图

第三部分烟火识别软件功能介绍

1.实现无人值守

传统的视频监视方式依靠值班员24小时轮流值班，昼夜监控和判断各个监视点传来的现场视频图像，为了有效解决传统视频监视方式的人员长时间监控易疲劳、人员管理和工作效率等问题、需要将传统的视频监视方式与烟火自动检测、识别和报警软件监测方式相结合，实现无人值守和高效管理。

2.烟火动态检测软件

实现“烟火自动检测识别定位”的工作界面案例如下图所示。

实现“多个监视点查询和切换”的工作界面案例如下图所示。

2.1云台控制模块

自动调节、控制各个监视点云台及镜头,自动获得多角度监控图像。

支持实现下述功能：

---远程控制、查询和切换各个监视点的云台设备工作状态；

---实现对各个监视点监视镜头的调节控制；

---远程控制、获取不同角度的图像；

---一旦自动检测识别判断出图像上有疑似火点，立即自动发出报警、通知监测人员，同时，自动跟踪和锁定的火点位置，并能实时接入、自动跟踪和动态显示在GIS软件平台上，在GIS软件平台上，进行火情自动跟踪和交互确认；

---通过烟火自动识别软件发出报警控制信息，远程控制云台固定范围（或定点）扫描。

2.2视频采集设置模块

根据监控区现场情况，调整和设置烟火识别的敏感度、扫描时间、扫描范围等。

采集的视频数据和数据位置信息存储入库。

白天或晚上试验效果如图：

火识别

火识别

烟识别

烟识别

2.3监控点信息查询显示模块

能够动态显示监视窗口，实时显示监控点工作状态。

2.4监测数据存储入库模块

用录像、连续抓图的方式将采集的视频数据和数据位置信息存储入库。

3.烟火自动识别系列软件

3.1云台码流采集模块

自动实时采集和处理云台关键控制参数。

3.2烟火自动识别模块

运用烟火自动识别专利算法，实时动态地自动识别出林区疑似烟火和火点的位置，及时发出报警提示。

3.3云台计算模块

根据云台码流采集模块获取云台关键控制参数，实时动态计算并显示当前云台的水平旋转角度和垂直旋转角度。

3.4烟火报警和交互确认模块

一旦烟火自动识别模块判断出图像上有疑似火点，立即自动发出报警、通知监测人员，同时，也可在GIS软件平台上，进行火情自动跟踪和交互确认，如果确认火情，发出正式的林火报警信息。

3.5热点及火点定位模块

通过烟火自动检测软件、烟火自动识别和报警软件的连动控制，自动跟踪和锁定的火点位置，并能实时接入、自动跟踪和动态显示在GIS软件平台上。

第四部分主要设备参数

1.激光一体化智能高速云台摄像机

MG-TC26-LF（400米激光）

特点

●特有激光摄像机可穿透普通摄像机难以克服的障碍，如森林或伪装网等。

●功耗小、不易发热、使用寿命长、辐射距离远，激光夜视距离大于400米。

●激光光斑具有智能随动功能，既能与摄像机同步智能变焦，又可独立微调，集成光轴外部微调机构。

●可广泛应用于需要在夜间、恶劣环境、远距离、大范围实时监控的场合。

●全天候环境设计，高强度铝合金精铸外壳，抗冲击、防腐蚀，防护等级达到IP66,带雨刷功能。

●360°无限位旋转，仰视角度180°无盲点

●6条巡视轨迹，128个预置位

●普通监控场合电源电压输入：

AC24V 

摄相机参数

型号

MG-TC2618B-LF

MG-TC2626B-LF

MG-TC2636B-LF

影像感应器

1/4''ExviewHADCCD

有效象素

752H×582V

同步系统

内同步或外同步

视频输出

VBS1.0Vp-p/75Ω

白平衡

自动/手动/室内/室外/自动跟踪/一键式

扫描系统

15.625KHz（H）50Hz（V）

水平解析度

480TVL

信噪比

>50dB

电子快门

1/1～1/10,000s

1/1～1/10,000s

1/1～1/10,000s

最低照度

0.01Lux

0.01Lux

0.01Lux

焦距长度

f＝4.1～73.8mm

f＝3.5～91mm

f＝3.4～122.4mm

变焦倍数

总变焦216X

总变焦312X

总变焦432X

光学变焦18X

光学变焦26X

光学变焦36X

数码变焦12X

数码变焦12X

数码变焦12X

光圈&变焦

自动/手动

机械参数

水平预置速度

100°/S

上下预置速度

60°/S

水平手动控制速度

0°～60°/S

上下手动控制速度

0°～40°/S

水平角度

360°无限位

上下角度

＋90°～－90°

预置位、巡视轨迹

128个预置位，6条巡视轨迹

控制方式

RS485,内置16种协议，波特率从2400Bps到19200Bps可选，RS485

操作温度

－35°C~55°C

相对湿度

90%

防护等级

IP66

电源

AC24V

抗冲击要求

≥4G

重量

7kg