森林防火应急指挥管理平台解决方案.docx

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森林防火应急指挥管理平台解决方案

森林防火指挥管理平台

总体建设方案

第一部分：

软件部分第一章概述

一、项目背景

1）森林资源的重要性

随着经济的发展，社会的进步，人们生活水平的不断提高，人们对环境的要求也越来越高。

城市的空气质量、生态环境的好坏，直接影响着城市居民的健康状况、生活质量；也直接影响城市经济的可持续发展。

城市周边的有限森林，正起着调节城市温度、净化城市空气、保护城市环境的重要作用。

各级领导非常关心重视森林资源的保护和建设。

政府每年花费大量的人力、物力、财力用于植树造林，为扩大林区面积取得了卓有成效的业绩。

这与森林资源的建设和保护是密不可分的。

2）森林火灾对林业发展的影响

在森林资源不断发展、建设的同时，也遭到不同程度的破坏。

这种破坏来自两方面的：

一方面是人为的破坏；另一方面是“天灾”，例如虫灾、火灾等。

人为地破坏是小范围的局部的乱砍、乱伐。

它所造成的损失是有限的、可控的。

对于虫灾造成的损失是巨大的，但其发展蔓延有一个过程，可以有效的控制。

对于森林火灾其损失是巨大的、毁灭性的、不可控的，要想使火灾的损失降低到最小程度，必须将火灾扼杀在萌芽状态，即坚持“打早、打小、打了”的原则，做到早发现火情早扑灭。

那么如何才能对森林区域进行有效、及时的监控呢？

这是人力所不

能为的，必须建立森林实时监控预警和森林防火指挥管理系统。

3）森林防火技术发展的趋势

森林火灾具有突发性、灾害发生地的随机性、短时间内能造成巨大损失的特点。

因此一旦有火警发生，就必须以极快的速度进行扑救，扑救是否及时，决策是否得当，重要原因取决于对林火行为的发现是否及时，分析是否准确合理，决策措施是否得当。

为此国内外都在预防、减少和控制森林火灾方面进行积极探索和研究。

目前在火灾预警监测方面主要采用两种主要技术：

一方面是利用卫星、遥感影像技术对森林进行防火监测。

卫星将影像不断传到地面卫星接收站，由地面接收站对卫星图像进行处理，监测火灾的发生、发展过程。

该方法主要用于大面积、大区域森林火灾监测。

另一方面是利用视频监控技术对林区进行实时监控，然后将图像传到指挥中心，通过森林防火指挥管理系统对火灾现场进行准确定位，并通过各种业务功能对火灾进行分析、统计并为领导指挥和制定科学的扑火决策提供依据。

二、建设目标

森林防火指挥管理平台主要目标是在硬件设备和远程网络的基础上，实现森林防火的信息化系统，组建一个有效、实用的森林防火指挥信息系统。

不仅为森林防火的日常管理提供服务，一旦发生森林火灾，能够实现森林火灾的快速定位和人员设备的快速定位，及时获取详实的火场及其周围的地理和资源情况。

实现视频监控点能够对周边林区、土地进行全天候24小时有效监

控，视频监控中心能够准确掌握各监控点情况，并对火情进行自动识别和报警，确保森林资源安全。

制定合理的扑火方案，计算扑火队员抵达火场所需的时间和途经的道路，制作各种火灾扑救指挥态势图，缩短火灾扑救时间，提高扑火效率，把森林火灾造成的损失减少到最低限度。

系统的建立和使用将极大地提高林业局森林防火管理的效率和现代化水平，进一步提高森林防火决策的科学性、合理性。

三、建设内容

森林防火指挥管理系统建设内容包括三个部分，具体分为：

1、系统监测设施

⑴林业局指挥中心设施

---大屏幕显示设备；

---中心服务器；

---其他附属设备。

⑵监测点硬件设备

---前端设备（云台、护罩、镜头、高清摄像机、编码器、防盗报警监控、红外热成像设备）；

---无线传输设备；

---基础设施（铁塔、防雷设备）；

---风光互补取电设备。

2、系统应用软件

⑴森林防火指挥管理系统

包括：

---三维GIS基础软件平台；

---各类监测数据接入软件；

---数据库管理软件（全配置）；

---森林防火指挥管理系列软件（全配置）。

⑵移动设备采集软件包括：

---移动设备数据采集软件；

---移动设备数据管理软件；

---移动设备数据传输软件；

---移动设备通信控制软件。

3、数据费用

⑴数据采购费用

---1：

50000基础矢量图；

---分辨率2.5米的地形图数据；

---20米高程数据。

⑵管理区域内森林防火基础数据

⑶管理区域内森林防火相关业务等数据

⑷数据综合处理费用

⑸数据库建库和入库等工作费用

四、建设思路

1、实现无人值守和高效管理

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、实现“眼睛”与“大脑”相结合

通过传统的视频监视方式，将林区各个监视点的视频图像传到控制中心，再通过烟火自动检测、识别和报警软件自动识别出火点并发出报警信息这只是实现了“眼睛”的功能，如何实时地分析和判断火

点位置、火势蔓延趋势？

如何动态地分析火情造成的损失？

如何有效地协调组织森林防火人员、设施以及实施灭火指挥方案？

亦即，上述的“眼睛”功能如果不与后述的“大脑”功能相结合，一则很难有效地利用“眼睛”的实时监测功能，二则难以充分利用森林防火监控指挥管理涉及到的各类资源、进一步提升森林防火指挥管理的总体水平和实现及时有效的灭火监控指挥管理效果。

3、实现“平时”和“战时”管理相结合

森林防火监控预警管理是发生在森林防火应急指挥管理期间之外的、体现在平时或日常的预控性管理，实现预先发现、及早解决和有效预控是加强森林防火监控管理的另一个重要环节。

如果能够将“平时”的森林防火监控预警管理与“战时”的森林防火应急指挥管理有效地结合起来，将有效地提高森林防火总体监控管理水平。

4、实现“平面”和“立体”管理相结合

森林防火监控指挥管理是针对林区火情、林区地势、林木、人员及设施分布的动态场景进行的分析、判断和组织调动等一系列活动，在森林防火监控指挥管理中，实现“平面”的二维场景与形象、生动和逼真的“立体”三维场景相结合，将有助于森林防火监控指挥管理的动态分析和判断，有利于明显改善和提升森林防火监控指挥管理的整体效果。

5、实现“满足当前需求”与“后继灵活扩展”相结合

考虑到目前森林防火监控指挥管理系统工程建设的初期需求、投资规模和难以一次到位的分期建设状况，下图中的红色标注区域体现了大多数森林防火监控指挥管理的当前需求，为了有效地体现出全面规划、综合考虑、避免重复建设和可持续发展的原则，在森林防火监控指挥管理系统的总体设计中，将采用具备可灵活接入各类镜头、云台、视频服务器等硬件设施、可根据发展需求灵活地接入、扩展和并发运行各类林业业务管理应用软件的平台架构，在系统功能和系统并发运行性能上，确保实现“满足当前需求”与“后继灵活扩展”相结合，实现在初期建设、在满足当前需求的同时，也为后期的发展建设奠定了可灵活接入、可方便扩展、避免重复建设和信息孤岛的可持续发展基础。

6、实现“核心技术”与“应用服务”相结合

将基于“烟火智能识别的森林火灾实时监测方法”的国家发明专利以及拥有30多项完全自主产权的核心技术，与开发各类森林防火监控指挥管理业务应用软件和提供森林防火监控指挥管理应用解决方案结合起来，通过上述的核心技术提升客户价值有效地提供森林防火

监控指挥管理系统建设的全过程应用服务。

第二章总体建设方案

一、总体布局方案

森林防火指挥管理系统总体布局方案如下表所示。

⑴森林防火指挥中心

森林防火指挥中心是森林防火部门的最重要的设施，除了具备传统会议室的功能以外，还担负着森林防火日常工作中的信息处理、通信、网络运行、森林火灾的指挥扑救等工作，是上传下达各种信息、协调各种关系的重要部门，特别是在扑救森林火灾时，指挥中心更具有举足轻重的作用。

森林防火指挥中心集中控、数字会议及多媒体拼接显示系统的设计、施工于一体，由于系统需要实现的功能较多，设计上要使其具备先

进性、易操作性和高可靠性，满足森林防火指挥、会议等各项工作要求。

因此，整个系统的设计要求非常严密，并能在今后长时间内保持其技术和性能上的先进地位，以满足未来更高标准的使用要求。

⑵森林防火监测点

根据本期建设需求，建设一个监控点，在此基础上，通过防火指挥中心的森林防火指挥管理系统，实现森林防火监测点24小时向指挥中心发送监测图片和视频信息。

⑶森林防火指挥管理系统网络

在林业局现有的网络基础上，加上本期新建的移动设备采集终端和相应的森林防火监测应用软件和硬件设备，构成森林防火指挥管理系统网络。

二、总体架构方案

森林防火指挥管理系统的总体架构方案如下图所示，红色部分为本期建设内容。

森林防火指挥管理系统总体架构方案图

上述森林防火指挥管理系统的总体架构方案分为“运行环境层”、

“数据接入层”、“监控资源共享层”、“监控业务应用层”以及“监控信息展现层”五个层次，其中：

1、运行环境层

作为支撑“森林防火指挥管理系统”正常运行的运行环境层主要包括：

---森林防火指挥管理系统指挥控制中心；

---森林防火指挥管理系统网络操作系统和数据库；

---森林防火指挥管理系统移动采集终端；

---视频监控网络、数据采集网络、信息传输网络、位置监控网络；

---电子政务网、移动通信网、公众电话网、INTERNET网络等。

2、数据接入层（前端各类数据采集接入管理系统）

主要是完成支持“森林防火指挥管理系统”各类数据采集接入功能要求。

3、监控资源共享层

“森林防火指挥管理系统”的监控资源共享层分为“基础数据库”、

“综合数据库管理系统”和“基础平台”三大部分：

1）基础数据库

主要包括：

---基础地理空间数据库

支持动态存储森林防火指挥管理系统监测区域内的卫星影像数据、矢量数据以及高程数据；

---视频信息数据库

动态存储来自森林防火指挥管理系统监测点采集的视频和报警数据。

---林业资源数据库

支持动态存储森林防火指挥管理系统监测区域内的小班面等各类林业资源数据；

---防火管理数据库

实时上网入库、动态存储森林防火指挥管理系统的森林火灾、重

大森林火灾案例、各地市的森林火灾档案数据和资料。

---信息发布管理数据库

动态存储森林防火指挥管理系统的火险发布信息、预测信息、应急信息以及各类发布信息的维护管理等数据。

2）综合数据库管理系统主要内容概述如下：

通过“综合数据库管理系统”，实现上述基础数据库的日常运行管理、支持资源数据的共享服务、应用服务和系统运行维护管理。

3）基础平台

森林防火指挥管理系统监测资源信息共享的基础平台包括：

----森林防火指挥管理系统GIS软件平台

作为森林防火指挥管理系统运行的基础性平台，实现地理空间数据的展示、查询、调用、分析等功能。

----卫星遥感监测图像处理系统软件

作为遥感影像/图像数据处理工具类软件，主要用于支持森林防火指挥管理系统的卫星监测方式；支持森林防火指挥管理系统的立体化管理模式以及系统运行中的森林火险卫星监测业务数据统计、动态分析和预测等工作（如森林火险预警、森林生态环境资源改善效果评估和展示等）；

4、监控业务应用层

涵盖了森林防火指挥管理系统中的基本业务且支持扩展的相关林业业务应用中间件。

5、监控信息展现层

在森林防火指挥管理系统中心显示屏上、各个监控终端上以及配置的移动终端上，支持以三维、二维以及二三维转换的方式，支持展现森林防火指挥管理系统管理的各类业务管理数据、视频、图像或图片等信息。

三、系统总体功能

森林防火指挥管理系统的总体功能概述如下：

1、烟火自动检测识别和报警软件；

2、火源分析软件；

3、烟火蔓延分析预测管理软件；

4、灭火路径分析软件；

4、接警和处警管理软件；

5、防火指挥预案管理软件；

6、态势标绘软件；

7、森林火灾灾损评估管理软件；

8、森林防火短信发布平台软件；

9、森林防火应急指挥管理软件；

10、日常防火办公管理平台软件；

11、森林防火移动监控管理软件；

12、移动办公管理软件；

13、监控人员管理软件；

14、流媒体监控平台软件；

15、三维平台软件。

（详细功能介绍见“附件：

森林防火监控指挥管理系统的功能概述”）

四、总体配置方案

森林防火指挥管理系统总体功能配置方案如下图所示，在三维GIS基础平台上运行着多个应用软件，在总体配置方案中每个应用软件的功能内容详见后继的功能概述。

针对本次建设需求，上述配置方案图中标红的部分为本期建议建设内容，主要实现林业防火日常业务和人员设备的管理以及火灾发生时的应急指挥辅助提供决策依据。

第三章项目实施进度计划安排

森林防火指挥管理平台项目的总体进度计划安排如下图所示。

说明：

本期无GIS建设

1、数据准备包括：

---采购2.5米分辨率的多通道卫星影像数据（实现彩色效果）；

---采购1:

50000矢量图数据；

---20-30米精度的高程数据（实现三维场景）。

2、分别处理三类数据工作（6-10个人）

在上述数据采购和甲方提供林场林区数据后的10-14个工作日内完成。

3、数据综合处理、建数据库、数据入库以及测试工作（5-8个人）

在上述工作完成后的7-10个工作日内完成。

4、搭建GIS平台工作

上述的工作完成后,4-6个工作日内完成。

5、安装森林防火指挥决策管理系统，完成开发配置、接口测试等工作在GIS平台搭建以及数据库建库后5个工作日内完成。

6、现场安装、联调、修改完善以及使用培训等工作

在上述的工作全部完成且现场实施条件具备后4-6个工作日内完成。

上述工作内容的总实施周期为：

在收到合同首付款后的30-40个工作日之内（如项目进度需要，可增加人员，提前完成）。

附件：

森林防火监控指挥管理系统的功能概

述

1.烟火自动检测识别和报警软件支持实现下述功能：

---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。

---将采集的视频数据和数据位置信息存储入库。

实现“无人值守、远程监控”的工作界面案例如下图所示。

2.二维地图操作平台软件

二维地图操作平台软件支持下述功能：

----地图显示

按图层的方式进行地图显示，可同时打开多个地图文件，并能以不同的图示符号快速显示。

利用地图图层列表可控制地图窗口的显示内容、状态、顺序及表现形式等。

----地图查询

1）根据图形查属性

支持在GIS平台上，分层或筛选查询火点周边的村庄、道路、地形等地理信息。

2）根据属性查图形

根据属性中某项属性值查找地理目标。

----地图编辑管理

1）支持通过地图编辑工具对相关的图层进行编辑、修改和补充。

2）支持灵活设置图层数据，可灵活设置重点设施等图层数据，即：

各区可自己通过简单界面编辑（添加、删除、修改）这些重点设施数据，市级系统根据各区的数据编辑情况，自动更新。

3.火点定位软件

----通过烟火智能检测软件、烟火智能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、跟踪和显示在二维地图操作软件平台上。

4.火源分析软件

支持实现下述功能：

---按不同半径或区域，动态分析火源对周边设施、环境的影像程度。

---按不同半径或区域，动态预测火源对周边设施、环境的影像程度。

---以excel报表格式或统计图形等方式、输出打印火源分析和预测等结果。

5.烟火蔓延分析预测管理软件支持实现下述功能：

---支持动态分析和预测火势蔓延的方向、火场面积、火场边界、

火势蔓延速度等功能。

---支持通过现场人员携带的定位终端、林管通或移动单兵等设备发回的图像和数据，动态分析、调整和改进林火蔓延预测的准确度。

---根据森林资源的分布数据、分布范围、风向、风速、地面温度、湿度以及当前过火面积和范围的动态数据，实时动态估算蔓延火势对火烧地区的摧毁时间。

---根据森林资源的分布数据、分布范围、风向、风速、地面温度、湿度以及当前过火面积和范围的动态数据，实时动态地根据地势进行蔓延分析。

---根据森林资源分布数据、分布范围、风向、风速、温度、湿度以及当前过火面积和范围动态数据，实时动态地根据地类进行蔓延分析。

实现“蔓延指数管理”的工作界面案例如下图所示。

实现“蔓延趋势管理”的工作界面案例如下图所示。

6.灭火路径分析软件支持实现下述功能：

---动态分析计算灭火指挥管理中的最佳路径。

---动态查询最佳路径的道路状况、通行状况、沿路设施等信息。

---动态预测通过最佳路径的时间。

7.接警和处警管理系列软件支持实现下述功能：

---系统两个或多个接警人员同时进行接警和接警信息记录。

---回电时间填写、火灾判断、火灾发生地点确认、火情上报、出警情况、重复火警处理等功能。

---对已经录入的接警信息进行按“最近接警”、“时间段”、“某地区”等查询功能，

---针对已经录入的接警信息的统计，统计方式包括每日统计，按周、月、半年、年统计。

（如下图所示）

---火灾案件处理填报、案件处理结果查看和案件处理中的其他查询统计功能。

1）支持按日、月、季度、年或某一时段，动态统计全省、某一地市或

某一相关机构的处警完成率；2）支持配合视频监控设施或抽查、多途径信息核查等方式，考核全省、

某一地市或某一相关机构的接警率；

3）支持动态统计上述的接警率和处警率改进或变化情况；

4）支持动态查询统计上述的考核结果；

---以excel报表格式或统计图形等方式、输出打印接警或处警等各类统计结果。

实现“接警信息查询”的工作界面案例如下图所示。

实现“接警信息录入”的工作界面案例如下图所示。

8.防火指挥预案管理软件支持实现下述功能：

---预先制定各种情形下的应急指挥管理预案和针对现场指挥管理中的特殊情况，制作相应的紧急防火指挥管理预案等功能。

---防火指挥管理预案的定义、分类、修改、删除、调用、启动、发布、终止以及存储等管理功能。

---按条件检索、全文检索、地点检索、级别检索、预案多媒体显示以及动态推演查询等功能。

9.态势标绘软件

支持实现下述功能：

---在电子地图上完成编辑、绘制、修改和存储点、线、面、文本、标注等元素，并可执行顶点编辑、符号修改、旋转等操作。

---在触摸式指挥屏上完成编辑、绘制、修改和存储点、线、面、文本、标注等元素，并可执行顶点编辑、符号修改、旋转等操作。

---以jpg、gif、bmp等不同图片格式，存储或调用的灭火指挥态势标绘地形图。

支持通过选择地图模版、比例尺、设置纸张等参数，打印输出灭火指挥态势标绘地图。

---利用态势标绘和预案管理功能，进行灭火指挥管理模拟演练和培训。

10.森林火灾灾损评估管理软件支持实现下述功能：

---根据烟火自动识别、检测的实时动态图像，自动计算和评估火

场面积和边界范围

---根据森林资源分布数据、分布范围以及过火面积和范围的动态

数据，实时动态评估受损区域内的森林蓄积量和森林生态损失。

---根据森林资源分布数据、分布范围、风向、风速、地面温度、湿度以及当前过火面积和范围的动态数据，实时动态预测评估未来某个时间段内或时间点内的受损区域森林蓄积量和森林生态损失。

---以报表输出的形式，及时或根据需要输出当前森林资源灾损评估结果数据或预测评估结果数据。

实现“灾损评估管理”的工作界面案例如下图所示。

实现“灾损评估结果查询”的工作界面案例如下图所示。

实现“灾损评估报表管理”的工作界面案例如下图所示。

11.森林防火短信发布平台软件支持实现下述功能：

---支持指挥中心和前端巡山人员或者扑火人员之间进行短信编

辑、人员编组、通信号码编组、修改、添加、删除和存储等管理功能。

---支持指挥中心和前端巡山人员或者扑火人员之间进行短信通信、单发、群发或按预定时间、区域按设定人员编组发送等功能。

实现“短信发布平台管理”的工作界面案例如下图所示。

12.森林防火应急指挥管理软件支持实现下述功能：

---自动跟踪和显示火点的位置、变化轨迹；综合预测并显示火点

的变化趋势。

---在GIS灭火指挥管理平台上，接入多个监控视频图像、实现多个监视点视频图像的切换以及实现多个烟火火点的自动定位。

---实现森林防火监控指挥管理中的多方会商、辅助决策。

---动态分析计算灭火指挥管理中的最佳路径。

---预先制定各种情形下的应急指挥管理预案和针对现场指挥管理中的特殊情况，制作相应的紧急防火指挥管理预案。

---应急指挥管理预案的定义、分类、修改、删除、调用、启动、发布、终止以及存储等管理功能。

---按条件检索、全文检索、地点检索、级别检索、预案多媒体显示、三维显示以及动态推演查询等功能。

---在GIS灭火指挥管理平台上，结合地形数据通过鼠标点击，自动确定最佳路径，实现最短路径查询。

实现“应急预案制作管理”的工作界面案例如下图所示。

实现“应急指挥管理”的工作界面案例如下图所示。

实现“最短路径查询”的工作界面案例如下图所示。

实现“灭火指挥预案制作管理”的工作界面案例如下图所示。

实现“灭火指挥预案查询管理”的工作界面案例如下图所示。

13.日常防火办公管理平台系列软件支持实现下述功能：

---通过浏览器方式，动态查询和浏览森林防火相关的政策法规、管理

规范、公安新闻以及森林防火相关资讯信息等功能。

---在网页上填报森林防火的相关信息，并且可根据权限查看相关林火填报信息等功能。

---各级森林防火信息规范数据填报、报表生成和报表下载以及动态统计、汇总、归档、存储等功能。

---日常防火办公管理文件的下发和转发，支持上、下级和部门之间的行文和报文等功能。

---日常防火办公管理中的新闻发布、林业资源信息介绍、业务发展动态信息以及防火组织机构、预案、防火重点区域预警等重大或应急信息发布等功能。

---对网站所有可登录用户的权限管理，包括用户信息查看、注册、修改、删除等管理功能。

---网站管理员对网站内容模块进行动态的编辑和维护管理等功能。

---日常防火办公管理系统报表、数据或图片打印设置管理等功能。

---日常防火办公管理系统安全管理、网站基本设置管理（登陆信息维护、系统登陆日志维护、网站信息维护、通知通告维护等）功能。

---与林业相关