森林防火監控預警系統 深圳紫光積陽科技有限公司出品的“森林防火數字化監控預警系統”引進國際上先進的防火技術，以國內價格提供國際品質的優質、穩定的森林防火系統。該系統是以森林火情監測為主，將GIS技術、數字圖像處理技術等高新技術綜合應用於森林資源管理中的高科技產品。本系統在監控森林火情的同時，還可以對森林資源、生態環境、森林病虫害及野生動物等進行有效監控。系統構成圖示如下：系統中每個前端採集站有獨立地址編碼，且每個前端採集站的坐標與地理信息系統中的位置一一對應，通過安裝在前端採集站的數字云台巡迴監控覆蓋區域的林區火情，一旦發現火情，GIS系統接收到特定地址編碼的數字云台回傳的位置數據，即可實現火點定位功能。同時，啟動後臺的短信發布平台第一時間通知防火相關領導和人員。系統還可以提供最近扑火隊前往火情點最短路徑以及通往現場的主要道路和通行能力，提供防火隔離帶的位置和阻火能力，以及趕赴火場的時間等重要信息，相關領導可以在監控中心進行遠程調度指揮。系統以數字設備的監控方式，通過無線網絡將採集的信息、數據傳輸到林業監控指揮中心，利用GIS（地理信息系統）對發生的火情、火警區域實現定位，並實時做出分析判斷，確定撲救方案，將火險控制在萌芽狀態。同時對大量資料數據進行儲存、處理和分析，對今後的森林防火預防工作起到指導和參考決策價值。獲取信息：利用建立分布在火災易發區不同至高點的野外信息採集站，獲取覆蓋範圍內的監控視頻圖像，實現全天候不間斷監控；動態監測：在無線數字化網絡平台系統的支持下，將視頻圖像及其它信息實時、同步傳輸到區級防火監控中心，實現真實觀測林區的動態情況；火災預警：如有火情，利用GIS地理信息系統，提調相關數據了解並掌握火場的基礎情況，實現準確定位，同時通過專業林業數據庫分析，得出一套切實可行的扑火方案，確定扑火的人、機、物力量的配置，得出撲救具體措施和最佳路線方案；預報分析：參考林區物候、可燃物特性數據,利用專家數據庫模型進行綜合分析,預測出相應地區的森林火災等級數據。 “森林防火數字化監控預警系統”避免了原始人工瞭望觀察火情的侷限，實現了林區管理數字化、科學化，大大減少了林業部門的費用支出和管理成本，提高了林區企業的效應。該系統在監控森林火情的同時，還可以對森林資源、生態環境、森林病虫害及野生動物和亂砍亂伐等林業活動進行有效監控。前端設備前端由視頻採集定位系統、無線網橋、設備防盜監控系統、天線、避雷接地系統等組成：中繼設備中繼由無線網橋、天線、電源控制櫃、機櫃、免維護蓄電池等組成；中心控制設備終端由地理信息系統、林火自動識別報警系統、短信發布平台、無線網橋、監視及投影系統、UPS電源等組成。地理信息系統現在的視頻監控系統正在向數字化方向發展，並且與地理信息系統（GIS）結合也是其發展的必然方向。經過與地理信息開發部門的合作，我公司應用數字云台與地理信息系統無縫連接，成功的投入使用，將數字云台所返回角度將送入地理信息系統，並在林業地理信息系統上進行精確坐標定位。 GIS系統實現的功能利用1：50000地形圖進行數字化處理生成電子地圖，並依據實際使用情況分層製作。在地理信息系統上，可以對撲救林火進行宏觀調控，指揮整個扑火的行動，同時在地圖上進行扑火行動標繪，對火情態勢進行跟蹤，為火場撲救提供輔助決策。根據不同需要，GIS對數據庫資料進行統計分析，生成各類專題圖，實現資源管理信息化。通過地理信息系統，可以在電子地圖上數字化顯示監測地區林場的歸屬，林區面積，種植林種、樹徑、樹高、樹齡，方便林區部門領導直觀的了解林區概況。此外，利用地理信息系統，還可以進行火災發生地形地勢分析、緩衝區分析、可視域分析、最短路徑分析等。防火指揮中心遠程控制與通訊是指揮中心的主要功能，即通過指揮中心可完成對林場各個地區的通訊指揮工作，同時在指揮中心可以實現對火情地區的實時監視、控制功能。以指揮中心為核心將各個系統進行整合，實現辦公的信息化網絡化，通過有線、無線調度系統完成對下屬部門的命令發布、工作查詢、人員調配工作；同時把監控系統與地理信息系統進行無縫結合，完成對林區的監控、以及資源調查工作。 “森林防火數字化監控預警系統”由管理指揮中心（監控中心），無線傳輸系統，前端視頻、音頻、數據採集系統，終端處理系統，鐵塔，防雷接地，野外供電等組成。前端視頻、報警、數據採集系統共計9個，各個前端視頻、音頻、數據採集系統包括：視像採集、報警採集、云台控制及數據系統、防雷、鐵塔及地線系統及防護系統。軟件系統包括：操作系統軟件Microsoft Windows 2003 Server、數據庫管理軟件SQL Server 2000（企業版）、地理信息系統（GIS）、監控圖像控制軟件等組成，還包括一些二次開發軟件，如數字云台角度值回顯嵌入模塊，定位信息與GIS嵌合模塊等。建設目標獲取信息：利用建立分布在不同至高點的野外信息採集站，獲取覆蓋範圍內的監控視頻圖像，實現全天候不間斷監控。動態監測：在無線傳輸系統支持下，將視頻圖像及其它信息實時、同步傳輸到防火監控中心，實現真實觀測林區的動態情況。預案處理：監控中心配備林火自動識別報警系統，其主要任務是自動接收來自林火檢測子系統的圖像，進而根據圖像上的信息來自動判斷是否起火，並喚醒監測人員進行交互式的林火識別，最後做出確定的林火報警（有或無），如有火情，利用GIS地理信息系統，提調相關數據了解並掌握火場的基礎情況，實現準確定位，同時得出一套切實可行的扑火方案，確定扑火的人、機、物力量的配置，得出撲救具體措施和最佳路線方案。監控點分布圖功能需求分析 “森林防火數字化監控預警系統”項目是以森林防火信息為重點和主要對象，以地理信息為中心為基礎，基於成熟的無線傳輸技術、IP技術的網絡視頻系統和數字定位技術的，集防火信息管理、生態建設管理為一體的，為森林防火及其它林業工作服務的綜合應用系統。該系統應具有以下特點： A. 投資省，建設快，特別適合無通信線路、無電能、無道路的情況。 B. 可實現遠程圖像實時圖傳和控制，通過前端設備實時掌握現場情況。 C. 視頻信息可在IP網絡上傳輸，用戶可在網絡上的終端看到現場的圖像。 D. 系統具有可擴展性，系統具有升級功能，適合森林防火防護監控系統的發展要求。 E.界面清晰、操作簡單。 F.具有森林地理信息系統等輔助系統。 G. 火點定位。 H.林政資源管理及生態建設管理信息系統和其他林業信息系統。 “森林防火數字化監控預警系統”項目是以森林防火信息為重點和主要對象，以地理信息為中心，基於成熟的 3S 技術、 無線通訊技術及計算機技術的，集防火信息管理、林政資源管理、生態建設管理為一體的，為森林防火及其它林業工作服務的綜合應用系統。前端信號採集平台採用CCD攝像機（大倍數夜視鏡頭）+解碼器/數字云台/無線傳輸設備，由於該系統強大的數據處理和系統集成能力，可以實現在一個平臺上完成數字圖像監控採集、傳輸、防盜報警監控管理、遠程控制等功能，從而降低系統的造價、提高了監控維護的效率並降低了使用難度。採集平台可以高效的壓縮處理接入的圖像，通過電腦監視器就可以實現所有圖像的實時動態監視，同時利用該系統可以調用存儲在硬盤中的曆史資料，本系統採用業內頂尖壓縮技術MPEG-4算法，壓縮比高達1:500。此外實現了自動磁盤空間動態檢測功能，圖像動則錄，不動則不錄或慢錄。另外系統還可以靈活的設置報警信號和圖像的聯動關係，當系統發生報警時，通過事先的設置，可以啟動相應的攝像機錄像及報警輸出功能。同時控制中心也可同時得到報警信號，並可通過遠端控制進行實時監控觀察等功能。監控服務器提供了對前端採集工作站的分層次管理，對用戶的分級權限管理；用戶可以根據需要通過網絡將前端音視頻數據實時存儲在中心服務器上；服務器數據庫記錄了所有視頻資料信息（視頻文件可以是分布在各個採集工作站或服務器）、報警信息、監控點信息、其它數據信息，一般用戶通過WEB登陸服務器，可以在統一的界面查詢任何對他授權的信息；對於前端和中心之間不支持多播的網絡環境，服務器提供了單播到多播的數據轉發，這樣中心的多個人員查看前端的實時流大量節省帶寬。 設計原則 “森林防火數字化監控預警系統”項目設計和功能的實施將遵循以下原則：先進性：所謂先進是指要求採用的產品和系統是當代先進計算機技術的應用成果，具有一定的前瞻性，特別是符合計算機和網絡通信技術最新發展潮流並且應用成熟的系統。保密性和安全性：必須符合國家的安全標準和要求，以保護內部信息特別是密級信息不被非法訪問。系統設計時應充分考慮數據庫和應用系統的安全性，建立身份認証、權限認証，徹底屏蔽內外非授權用戶的非法訪問。智能化：系統中採用的產品和系統本身必須具有智能特征，比如自主編程、記憶功能、主動檢測等；前端設備與系統必須有良好而可靠的通訊能力和故障自動檢測、報警功能等等。網絡化：在計算機網絡技術高度發展和廣為應用的信息社會，設計完成的監控系統中所採用的產品和系統，必須與計算機網絡技術相結合，實現各個子系統的信息共享，才能適應時代的前進、技術的進步，滿足更廣範圍巡查的要求。實用性：我們這裡講的實用是指要求所採用的產品和技術經過了市場的考驗，能滿足目前監控系統的需要而無華而不實之嫌，決不搞盲目投資、浪費資金。具體體現為。兼容性：考慮到國家林業局、區林業局已建成的或在建的防火信息系統，本系統能與區林業局、國家林業局的防火信息系統接軌和共享數據；同時考慮到今後重新開展森林資源調查后資源數據庫與最新衛星影像的更新問題；另外，本系統能夠妥善處理好與縣級防火信息系統的連接，做到與相關已建立好的信息系統（如退耕還林信息系統、森林病虫害防治信息系統等）的兼容。成功應用：系統設計採用的產品和系統，必須是經過了一定時間市場考驗的成熟產品，特別是在國內應該有成功的應用案例。合理配置：系統設計時，應對需要實現的功能進行合理的配置，並且這種配置應該是可以被改變的，甚至在工程完成后，功能、配置的改變也是可能的和方便實現的。良好操作：系統的前端產品和系統軟件均具有良好的學習性和操作性。特別是操作性，應使一般水平的管理人員，在粗通電腦操作的情況下通過培訓能掌握系統的操作要領，達到能完成監控任務的操作水平。可靠性：設計必須遵守的原則是保証系統的可靠穩定運行。這個原則要兼顧到兩個方面： 2系統運行可靠－2系統的運行要求可靠。要求從計算機的配置到系統的配置、前端設備的配置都要仔細考慮這個問題，對所有的設備進行認真的可靠性認証。 2保存和恢復設置方便－2 在實際運行中，即使系統的故障率非常低，也會因為各種意想不到的原因而出現問題。所以在系統設計時要考慮到系統設置數據的方便保存和快速恢復。開放性：即使是最先進的系統，也有隨時間的推移而落後的可能。在系統設計中，我們選用產品和系統時，應充分考慮系統的升級、擴展、維護問題，設計應全面、週到，注意預留到位並留有充分余量,以適應未來發展需要，主要體現在以下方面： 2智能化升級－2系統的軟件是最有可能升級的，選用的系統管理軟件必須有廠家的免費升級承諾。升級的操作應該相對簡單，由系統管理員即可完成，不需要繁複的操作和專門的技術。 2模塊化結構－2為方便硬件的維護和升級，設計時採用的設備應為高度集成的模塊化產品。由其組成的系統應是模塊化結構。這樣便於系統的維護和升級。 2經濟性－2為了確保投資合理性，要在滿足其它基本原則的基礎上選擇性能價格比最優的系統和產品，從而使系統投資物有所值，不造成盲目投資 4. 設計依據《民用閉路監視電視系統工程技術規範》(GB/50198-94) 《系統接地的型式及安全技術要求》（GB14050-93）《安全防範工程程序與要求》（GA/T75-94）《安全防範工程驗收規則》（GA/T308-2001）《工業電視系統工程設計規範》(GBJ 115) 《安全檢查防範系統通作圖形符號》（GA/74-94）《火災自動報警設計規範》（GB50116-98）安全防範工程費用概預算編製辦法（GA/T70-1994）視頻安防監控系統技術要求（GA/T367-2001）用戶需求 5. 功能概述 “森林防火數字化監控預警系統”項目為監控控制人員提供監控控制功能，正常情況下攝像機在云台帶動下工作在自動掃描方式下時，觀測人員在監控中心可觀測到一定範圍內的森林、道路、人員等實況圖像，系統可進行全程錄像；若遇異常情況，工作人員可及時將攝像機從自動狀態下轉為手動狀態，並對有關目標進行跟蹤、定位、放大，以便更加仔細全面地進行觀測。防火信息系統的主要功能如下： 1) 監控指揮屏幕牆可以實時顯示前端採集點的圖像。圖像中同時包括相關數字信息如坐標,時間等； 2) 數字圖像可以通過無線通訊和計算機網絡實現遠程傳輸； 3) 所有視頻圖像進行全程錄像存儲，並可以對以往的曆史圖像進行查詢和回放； 4) 採用野外重載數字云台，具有實時回顯位置信息功能；電動三可變長焦距鏡頭配備遠程可控濾色片低照度高清晰攝像機；可以通過專用操作鍵盤或監控軟件控制云台和鏡頭； 5) 通過現有設置的監測點,實現整個有林面積的監視範圍達到95%以上； 6) 系統安全性高，採用人員身份認証、訪問控制功能和審核功能等方式保証系統安全可靠； 7) 查詢簡便性：採用時間流設計，可由時間、日期、前端採集點完成資料檢索； 8) 無線傳輸模式，方便與其他防火中心及其他森林防火管理相關部門連接； 9) 防盜告警，在監控點裝置紅外探頭，有盜竊入侵時監控中心告警，保護用戶投資，或將損失降低； 10) 火情識別報警：當監控攝像機扑捉到林火時，系統具有的火情識別功能，可及時告警並聯動報警錄像，提醒值班人員察看顯示畫面，及早發現火情及火點位置； 11) GIS管理系統：以電子地圖為基礎,實現地圖基本操作功能,實現對森林火災的分析預報,森林防火工作的動態管理，為防火提供直觀的規劃和決策支持。 12) 火災定位功能：利用前端採集系統中的數字云台，在地理信息系統里將每一個監控點進行地址編碼，同時將每一個監控點的坐標直接落實在電子地圖上，這樣地理信息系統一旦接收到特定編碼的數字云台回傳的位置數據，通過建立特定的位置轉換數學模型，實現定位功能。同時，系統具備實現人工定位功能。 13) 輔助決策功能：GIS信息系統提供最近扑火隊前往火情點最短路徑以及通往現場的主要道路和通行能力,提供防火隔離帶的位置及趕赴火場的時間等重要信息。 14) 電源系統:電源供給在全天候的環境下,保証系統不間斷供電； 15) 防雷系統:系統要有安全的防雷保障措施,確保系統能夠安全運行； 16) 系統配置設備網絡管理系統，實現對各類設備的綜合網絡管理。地理信息系統(GIS)是本項目建設的核心，是防火指揮平台，對整個系統的日常管理和防災的指揮都是在GIS平臺上完成。本系統主要任務是以現有的森林資源數據庫、林相資料、森林資源統計數據、防火力量的配置、人員分布情況、曆史數據等標準的及非標準的資源基礎上，使其數字化、規範化、矢量化。實現森林防火信息的規範化、標準化管理，縱向達到和有關部門數據交換和信息共享，為各業務部門提供資源數據的查詢、更新等相關服務，實現信息共享，充分發揮信息系統的資源優勢，建立高質量、高效率的管理系統。開發一套森林防火輔助決策系統，為領導決策和機關辦公提供服務，全面提升森林火災的綜合防禦和控制能力。工程建設的主要功能是在硬件設備和遠程網絡的基礎上，建設森林資源GIS數據庫和以及基於GIS公共數據庫的基礎上，建立遠程監控硬件支撐平台，以現有森林資源建檔數據庫、資料為基礎,解決森林防火業務的管理信息化系統，最終形成一個有效、實用的森林防火指揮信息系統。系統中每個前端採集站有獨立地址編碼，且每個前端採集站的坐標與地理信息系統中的位置一一對應，通過安裝在前端採集站的數字云台巡迴監控覆蓋區域的林區火情，一旦發現火情，GIS系統接收到特定地址編碼的前端數字云台回傳的火情位置數據，經GIS系統通過數據處理即可實現火點定位。同時，啟動後臺的短信發布平台在第一時間通知防火相關領導和人員。系統還可以提供最近扑火隊前往火情點最短路徑以及通往現場的主要道路和通行能力，提供防火隔離帶的位置和阻火能力，以及趕赴火場的時間等重要信息。相關領導可以在監控中心進行遠程調度指揮。