0755-23016162
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/有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。包括全天候红外热成像、可见光摄像机、长焦距变焦镜头、全方位定位云台、野外护罩、网络视频编码器等。前端采集设备负责全天候对林区自动扫描，具有多种光学传感器，利用红外热成像探测林区实时温差及最高温度，及时发现林火并报警，可见光摄像机辅助成像可实时观察林区植被情况、火情现场情况据作为远程指挥依据。各监控点通过无线/有线传输系统，将图像传输到监控中心；监控中心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，还可以对前端摄像机焦距和云台运动进行操作和控制,对于前端发生林火报警的监控点，通过云台的实时角度回传，结合GIS系统可以实现火灾发生点的经纬度定位；前端可选设置智能化微型气象站，可以实时的了解当前监控点的风力、风向、温湿度等数据，为森林防火指挥提供有力数据信息；满足当前森林防火的各种要求。
通过森林防火远程监控系统，森林防火指挥中心能实时监控林区现场实况，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。
3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。
国内采用的监测方法
l 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。
l 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。
l 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。
l 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。
为弥补以上手段不足，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。
“森林防火数字化监控预警系统”利用先进的智能化监控设备对林区进行全天候的远程监控、监测，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：
红外热成像:探测林区热辐射，通过不同目标温差实时成像，搭配了测温模块可全天候对林区扫描检测，当测得温度及温差数据符合林火特征时，系统发生报警，及时让防火值班人员掌握林区火灾隐患，及时制定灾害扑救方案等。
可见光摄像机、长焦距变焦镜头：可见光成像设备，做为红外热成像仪的补充，可实时采集符合肉眼成像特征的可见光彩色、黑白视频，进行录像存储。当热成像发生火灾报警时，也可以通过可见光摄像进一步确认报警的真实性，提高防火预警准确性，同时可以为远程指挥提供现场真实画面，作为辅助手段；
全方位定位云台：高精度定位云台，可以让监控位置间的回转速度达到20度或更高，定位精度达到0.01度，变速控制方式，重点部位可以设置预置点，随时进行快速切换；并可实时回传云台水平、俯仰角度数据给GIS系统，实现对火点的经纬度精确定位；
设备防盗：由于系统设备造价较高，又处于野外无人地带，所以设备安全至关重要，配置设备防盗报警系统可以保护用户投资，保护设备安全，并能对入侵目标触发报警，通过语音警告非法行为驱离，为挽回损失提供有力措施；
风光互补供电系统：由于施工困难，所以野外设备供电采用风力、太阳能方式逐渐被人们所青睐，我们通过对传统光伏供电系统的改进，利用传统系统一半的太阳能电池板即可实现同样或更大的太阳能转换效率，当无光照条件时自动转换为风力发电，为前端设备提供稳定可靠的不间断供电系统；
网络综合视频管理平台：对前端视频进行解码，并做视频流转发、录像、回放、设备管理、多用户权限管理等服务，实现整个系统的集中管理和维护；
林火自动监测报警系统：利用配套的林火监测报警软件，通过前端测温模块对实时红外热成像仪视频进行温度检测再结合其它数据判断被监控区域是否存有火灾险情，对于发生火灾的进行判决报警，并控制云台对火点的跟踪。识别率在95%以上；
数字微波传输：可依据实际情况采用远距离微波传输方式，避免野外系统施工的难度，缩短系统建设周期。
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方式/比较 |
森林防火数字化预警系统 |
传统森林监控系统 |
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部署复杂度 |
复杂度低 很少的摄像机覆盖大面积区域 |
复杂度高 大面积区域需要大量摄像机，且某些地方根本无法覆盖，如港口、海湾、山林 |
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雾天正常监控能力 |
利用远红外线大气穿透性，即使雨、雪、大雾天气都能正常成像 |
雾天超出能见度无法监控 |
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夜间监控能力 |
红外热成像属于远红外被动探测目标热辐射成像，不受可见光影响，夜间无光环境正常成像 |
多采用一体机，照度差，无法监控，即使增加红外灯仍然距离有限 |
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和应用软件结合能力 |
标准通讯协议提供和各类应用软件结合 |
单一的应用软件，扩展性差 |
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GIS联动能力 |
整合功能，可实现双向互动 |
无，仅能单一的监控，无法实现视频和地图联动 |
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林火报警能力 |
利用专用热成像测温模块及配套林火监测软件，识别率95%以上，并可结合人工识别 |
人工识别 |
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火点定位能力 |
系统自动对火点经纬度进行精确定位，并在地图上进行标注，亦可结合人工定位 |
对于大面积的林区人工定位不准确，不直观 |
“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，以国内价格水平提供国际品质的优质、稳定的森林防火监控系统。该系统是以森林火情监测为主，将GIS技术、远红外热成像技术、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定位云台巡视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定位云台回传的位置数据，即可实现火点定位功能。同时，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，通过传输网络将采集的信息、数据传输到防火监控指挥中心，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。
l 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、环境信息，实现全天候不间断监控；
l 动态监测：在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、同步传输到防火监控中心，实现真实观测林区的动态情况；
l 火灾预警：通过远红外热感应成像技术，准确探测林区火险，即使在恶劣天气，如雨、雪、大雾天气都不影响火情识别，是真正意义上的全天候火情自动识别预警手段；
l GIS及辅助决策系统：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；
l 预报分析：参考林区物候、可燃物特性数据、气象信息等,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。
前端由采集定位系统、传输设备、设备防盗报警系统、避雷接地系统、智能风光互补供电系统等组成。
中继由无线网桥、传输天线、智能风光互补供电系统、避雷接地系统等组成； 中继点选择可以是独立也可以利用其它监控点。
终端由网络视频监控管理系统、GIS地理信息系统、林火监测预警系统、传输系统、电视墙系统、UPS电源等组成。
3.2.3.1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，我公司应用定位云台与地理信息系统无缝连接，成功的投入使用，将定位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。
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”项目由防火指挥中心（监控中心），前端视频、音频、数据采集系统，无线传输系统，林火监测及数字编码终端处理系统，铁塔，防雷接地，风光互补供电等组成。各个前端视频、音频、数据采集系统包括：视像采集、报警采集、气象数据采集、定位云台系统、太阳能供电及防雷、铁塔及接地系统及防护系统。
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）、网络视频管理录像软件、林火预警软件、短信网关系统等组成。
根据用户提出的具体要求，依据中华人民共和国国家《公共安全行业标准》和《安全防范工程程序及要求》，结合贵单位的实际情况，我公司本着“布局合理、质优价廉、功能齐全、配套服务”的原则。经过对目前技术情况的调查了解，通过多方比较，结合森林防火的特殊性和实际需要，采用微波远程图像传输及控制系统，设计的一套经济、实用的森林防火瞭望观察系统方案，对林区实时瞭望观察，做到早发现，早扑灭，减少森林资源损失，降低防火工作难度，提高林业管理效益。
l 在森林火灾发生前自动监测识别火险火情，做到及时预警，同时防范纵火、乱砍乱伐、捕杀野生动物等违法行为，从而起到预防的目的；
l 在森林发生火灾时把现场的图像实时传回指挥中心，指挥中心通过监视前端摄像机图像指挥调度救火，最大限度的减小火灾造成的损失；
l 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，提供有效真实的直观资料；
l 通过安装红外热成像、可见光摄像系统全天候监控林区，做到昼夜半径3公里和5公里内，观测森林火情、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；
l 从瞭望塔设备安装点的图像传输到森林管理指挥中心，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;
l 林区监控管理指挥中心可以对前端设备进行长焦、广角控制;对云台进行上下、左右控制、设置各种特殊位置的预置位，做到重点区域重点设防；
l 设备红外线防盗功能、实时探测有无入侵破坏行为，并能做到语音警告和取证功能，保护设备投资的安全性。
l 系统具有多路画面实时录像，多路画面实时显示，图像压缩质量设置，录像存储，用户管理等功能。
l 配置GIS林业地理信息系统，将林区地形地貌、植被情况、监控点信息、分布状态等信息数字化处理，实现地图点与实际目标的一致，做到火情联动、视频切换等功能，同时可作为植被管理、辅助决策的重要手段；
l 山上需要24小时不间断供电，满足所以设备用电需要，根据目前技术条件设计采用风光互补供电系统，保证山上不具备布线条件的监控点设备不间断供电，正常工作。
l 在有灾难发生时系统可以与防火指挥车及移动救援系统对接，通过移动图像采集把现场情况传输各级指挥中心。该系统根据林区面积广、海拔高、环境复杂、山顶没有电源、布线困难等特点进行设计。
“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础，基于成熟的传输技术、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，无线传输方式特别适合无通信线路、无电能、无道路情况。
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. 红外热成像实时温度监测，及时发现火灾隐患并报警
D. 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。
E. 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。
F. 界面清晰、操作简单。
G. 具有森林地理信息系统等辅助决策系统、火势蔓延分析功能。
H. 火点经纬度定位、最近路径分析功能。
I. 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”前端信号采集平台采用远红外热成像仪+辅助可见光成像+定位云台+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、林火监测报警、无线传输、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/H.264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。
“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。
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上下级防火信息系统的连接，做到与相关已建立好的信息系统的兼容。
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
《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）
用户技术需求书
“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多角度自动扫描方式下时，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；
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，并可对以往的历史图像进行查询和回放；
4) 采用全方位定位云台，具有实时回传角度信息功能；红外热成像仪，具有全天候林区温度监测及视频采集的功能，不受雨、雪、大雾、黑夜影响。同时搭配可见光摄像机，确保火灾探测的准确性；
5) 通过设置的监测点,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：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) 数字网络传输模式，方便与其他防火中心及其他森林防火管理部门连接；
9) 防盗告警，在监控点装置红外探头，有盗窃破坏者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：当配备了测温分析模块的红外热成像探测到异常林区温度信息，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定位云台，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定位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；
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。
林火监测预警系统、网络视频监控系统、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这三个平台上完成。
本系统主要任务是以现有的森林资源数据库、林区资料、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定位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定位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。
点位要求
|
序号 |
所属林场 |
名称地点 |
经纬度 |
海拔（米） |
|
1 |
611林场 |
611场部监控点 |
103° 0'37.93" 28°53'26.74" |
2366 |
|
2 |
连觉山移动基站 |
103° 2'59.98" 28°50'54.57" |
2126 |
|
|
3 |
611场林工商监控点 |
103° 01'05.09" 28°55'42.49" |
3200 |
|
|
4 |
612林场 |
甲挖移动基站 |
103° 2'8.59" 28°46'25.58" |
2210 |
|
5 |
双流园移动基站 |
102°59'48.67" 28°45'36.85" |
2171 |
|
|
6 |
太阳坪管护站 |
103° 3'15.13" 28°43'42.76" |
2380 |
|
|
7 |
椅子垭口监控点 |
103° 3'15.57" 28°40'34.52" |
2892 |
|
|
8 |
613林场 |
自留山监控点 |
103°17'38.08" 29° 5'30.22" |
1795 |
|
9 |
613场部监控点 |
103°19'10.59" 29° 4'11.30" |
2252 |
|
|
10 |
614林场 |
614移动基站 |
103° 7'18.29" 28°54'40.02" |
1888 |
|
11 |
614、617监控点 |
103°10'36.30" 28°53'23.70" |
2856 |
|
|
112 |
615林场 |
电站取水口监控点 |
102°59'43.20" 28°49'13.68" |
2333 |
|
|
|
|
|
|
|
13 |
616林场 |
马家坪移动基站 |
103° 4'4.57" 29° 0'19.87" |
1456 |
|
14 |
工段移动基站 |
103° 0'8.73" 29° 2'27.52" |
1907 |
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|
15 |
老工段监控点 |
102°59'8.90" 29° 1'19.26" |
2935 |
|
|
16 |
617林场 |
617移动基站 |
103°11'56.44" 28°54'18.73" |
1790 |
3.3.6、系统设备优势
为了满足设备的全天候运行，保证设备在恶劣环境息下的正常工作，系统前端设备需要具备必要了防雷击、防凝雾、防冰冻等防护措施，采用的具体措施如下：
3.3.6.1云台设备防雷击措施
系统前端设备除了电源部分采取了必要的防浪涌保护接地等措施外，对云台等设备本身也采取了部分防雷击保护措施，云台护罩内对所有的信号输入线路（例如：视频线路、控制线路、网络线路、低压控制线路）全部进行了电磁屏蔽和防浪涌保护措施，内置三层防护措施可以防护高达4000V的浪涌电压，防护等级为GB/T17626.5-1999 4级。
3.3.6.2前端防结雾和凝水防护措施
特别是秋冬时节发生多云多雾现象，特别是秋冬时节有恰好属于防火期，属于森林火险高发时期。为了在这段时间保证图像监控系统运行的完好和图像的清晰，所以前端设备的防凝雾功能就显得越发重要了。
凝雾现象的形成是由于地面热量散失，温度下降，空气又相当潮湿，那么当它冷却到一定的程度时，空气中一部分的水汽就会凝结出来，变成很多小水滴，悬浮在近地面的空气层里，就形成了雾。白天温度比较高，空气中可容纳较多的水汽。但是到了夜间，温度下降了，空气中能容纳的水汽的能力减少了，因此，一部分水汽会凝结成为雾。特别在秋冬季节，由于夜长，而且出现无云风小的机会较多，地面散热较夏天更迅速，以致使地面温度急剧下降，这样就使得近地面空气中的水汽，容易在后半夜到早晨达到饱和而凝结成小水珠，形成雾。秋冬的清晨气温最低，便是雾最浓的时刻。
针对上述现象，我们对前端设备采用密封加隔离的防护措施，把系统重要电子核心器件全部密封在碳纤维结构设计的防护罩里面，内充氮气并保证内部气压高于外乎环境气压，保证防护罩内部设备不会发生结雾和凝水现象。同时防护罩视窗玻璃采用白光钢化玻璃同时附加热片，杜绝了视窗表面的结雾和凝水。
3.3.6.3前端防冰冻防护措施
由于近几年来，中国南方地区在冬季频发冰冻灾害，冰冻灾害也给我们的视频监控系统带来了巨大的影响，致使前端监控设备被厚厚的冰冻所包裹，设备无法工作，运行；严重的还会给设备带来严重的设备损坏，致使设备报废。为了保证在冰冻时期设备的正常运行，全段云台设备具备必要的防冰冻措施是尤为关键的。
冰冻是指由于冷空气频繁南下，并长期滞留在长江以南。南方各省温度持续保持在零摄氏度以下。与此同时，影响南方各省的西南暖湿气流却仍旧非常活跃。持续低温与潮湿空气交织，发生了难分难解的“逆温”气象。过冷却水落在地面或暴露物体时，迅速凝结为冰的天气现象。冻雨与冷暖气流的相遇有关。地面温度低于0℃，高空则有逆温层。下冷上热的气温条件使雪落到地面之前融化为水滴，而地面低温使水滴落地时又能迅速凝结成冰。冻雨可以在物体表面形成一层透明的冰覆盖层。
针对冰冻现象的成因，利用冰冻覆盖层逐步积累的现象，在云台设计中增加了自动防冰冻自运行程序，设备在无人值守的情况下，可以在静止状态下每间隔一定时间内（时间可以设定），设备自动运行，利用云台自身强大的扭矩力量破除覆盖在云台上面的薄冰，防止冰冻现象的形成。
设备图像监控设备应采用的彩色/黑白转换摄像机，并还具备红外滤光片，可实现超视距效果，实际观测距离是眼睛观测距离的2～3倍。内置摄像机可以存储不少于3种工作状态对应用于森林火灾图像监控中的特殊监控需求，可以通过后台视频平台进行调用和通过摄像机OSD菜单进行调用。
5Km透雾前图像 5Km透雾后图像
森林防火监控，主要进行室外远距离目标和大面积的监视。为此，首先要有一台高清晰的摄像机和一只大倍数的长焦镜头，但是，这仅仅是建立在白天并且天气晴好的情况下。如果到了晚上或者有雾的天气，根本得不到满意的图像（如果有雾，监控的距离取决于当时的可见度。
传统的CCD摄像机和镜头，CCD是用来进行图像的采集，它能感应的感光范围波长约有300mn-1200nm之间（可见光的波长为300nm-800nm，之后的波长就是红外光线），而人的肉眼可以看见的光线波长只是300nm-800nm之间，其余的光线就看不见了，如果可见光线与红外光线一同被感应到CCD上，势必会造成色彩还原的偏差和画质的混乱等，严重影响了画质。然而各大镜头生产厂商为了保证广大用户的效果，一般都会在镜头内部加装一片红外线截止滤光镜（IR Blocking Filter),专门来吸收掉红外光线，只允许所有可见光线通过（进入CCD成像），这样就可以提升CCD的成像质量，使用户得到清晰、色彩还原准确的图像。
作为森林防火监控如果采用上述介绍这种常规的配套方式，势必会对夜间监控和远距离的目标监视造成影响。为了保证系统功能的应用，鉴于黑白成像的CCD对红外光的敏感性，系统采用了彩色/黑白自动转换摄像机，并且还具备780～980nm红外滤光片，可在白天或夜间实现超视距效果，看清人眼直接看不到的。物体实际观测距离是眼睛直接看的距离的2～3倍，如雾天人眼看不见的远山，也可清晰的显示出来。
设备利用红外人成像设备实施探测目标环境的温度，通过嵌入式DSP温度分析火点探测自动报警模块，自动探测环境热源，自动报警装置跟随云台扫描过程中检测视场内着火点。当检测出有超出设定的热点阀值时发出报警信号，同时调用云台进入火电定位扫描模式对可疑火点进行重新判断，确认为着火点后立即发出报警信号，同时可以驱动内部开关量信号驱动周边其它设备。
5Km可见光图像 5Km热成像&自动报警图像
3.3.6.5.1、火情自动报警功能现状
目前国内外对森林火灾早期预警的应用均处在被动防护阶段，采用的形式主要有：1、卫星遥感方式，卫星遥感技术的优点是监测范围大，准确性高，缺点是目前可利用的卫星数量较少，实时性较差，只能探测大约1平方公里面积的火情；2、人工瞭望方式，采用人工瞭望方式工作环境恶劣，劳动量很大，对工作人员的责任心要求高，还存在人工瞭望距离较近等问题，不适于在大型林区和原始森林等地区使用；3、图像监控方式，该种方式优点是可以实时采集前端现场清晰地视频图像，取代常规的人工瞭望方式，缺点是采用该种模式进行的火灾报警探测，存在受天气变化影响大，探测距离近、误报率高等问题。
寻找一种切实可行的技术手段实现森林火灾早期预警系统的准确、及时、远距离的需求，解决目前常规森林火灾早期预警系统技术的诸多弊端成为当前阶段最重要的课题。本系统火情自动报警模块利用热源探测技术实现火源的早期发现、蔓延变化，经过目前模拟现场环境测试，可以做到10Km以内，1~10平方米范围内火警情况的自动报警，误报率小于0.5%，同时借助数字云台和GIS地理信息系统实现着火点的准确定位，为森林火灾的扑救决策指挥，做到森林防火扑救的“打早、打小、打了”工作提供了重要的参考依据。
3.3.6.5.2、热源探测功能概述
热源探测模块安装于云台护罩内，云台运动速度由满足热源探测模块时间常数及8.3HZ采集要求，视场大小以检测到5km外1平方米大小热值超过设定热值所需要的视场为考虑基础。测温时以3X3像素为基本单元，以满足测温进度要求。
系统自动探测环境温度，并在热源探测模块随云台螺旋运动过程中检测所拍摄到的视场范围内温度。当检测出有超过设定环境热值的目标时给出信号，用户系统控制云台再次回可疑视场，重新检测，若仍然有超过设定环境热值的目标，给出报警信号；重检时如果没有设定环境热值的目标，继续检测。检测出问题目标时，图像以最高分辨率，网络允许的最高帧率传至中心。
3.3.7.1视频监控应用背景
数字视频监控系统是以数字视频处理技术为核心，综合利用光电传感器、计算机网络、自动控制和人工智能等技术的一种新型监控系统。
在人类感官接受的各种信息中约有80%来自视觉。视频、图像是对客观事物形象、生动的描述，是直观而具体的信息表达形式，是人类最重要的信息载体。特别是在今天的信息社会，随着网络、通信和微电子技术的快速发展和人民物质生活水平的提高，视频监控以其直观、方便和内容丰富等特点，日益受到人们的青睐，监控产品也正经历着从模拟化向数字化、网络化的革命。
根据森林防火的需要，前端监控点必须具备360度全方位、24小时全天候监控的特点，因此选择的设备必须符合森林防火的实际需求。
前端监控点的功能是采集视频、音频、报警信号后，利用成熟的音视频数据处理技术，对视频、音频、报警数据信号进行压缩、分析、IP化处理，然后通过无线传输系统传输到监控中心。前端视频采集配置示意图：
设备配置
数字视频监控系统除了具有传统闭路电视监视系统的所有功能外，还具有远程视频传输与回放、自动异常检测与报警、结构化的视频数据存储等功能。与数字视频监控系统相关的主要技术有视频数据压缩，视频的分析与理解，视频流的传输与回放和视频数据的存储。（视频是在时间上近似连续的图像序列。在数字图像处理中，把照片这类单幅的图像称为静态图像（简称图像），而把电视图像这类连续图像称为运动图像或视频。）
视频监控系统的发展大致经历了三个阶段。
第一代模拟监控系统：在九十年代初以前，主要是以模拟设备为主的闭路电视监控系统，称为第一代模拟监控系统。
第二代数字化本地视频监控系统：九十年代中期，随着计算机处理能力的提高和视频技术的发展，人们利用计算机的高速数据处理能力进行视频的采集和处理，利用显示器的高分辨率实现图像的多画面显示，从而大大提高了图像质量，这种基于PC机的多媒体主控台系统称为第二代数字化本地视频监控系统。
第三代远程网络视频监控系统：九十年代末，随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的快速提高，以及各种实用视频处理技术的出现，视频监控步入了全数字化的网络时代，称为第三代远程视频监控系统。
第三代视频监控系统以网络为依托，以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心，以智能实用的图像分析为特色，引发了视频监控行业的技术革命，受到了学术界、产业界和使用部门的高度重视。
“森林防火数字化监控预警系统”项目建设的前端视频采集部分主要完成音视频数据的采集和对森林着火点的定位，每个前端采集站主要设备包括：全方位定位云台、红外热成像、可见光摄像、长焦距变焦镜头、无线传输设备、智能风光互补供电系统、野外保温箱等设备。
摄像机输出的模拟视频信号通过视频线缆联接到视频编码设备再通过以太网连至传输设备发送至中心控制室，通过传输设备可以传输多种需求的信号，为实现系统的音视频信号、报警信号、定位云台角度数据回传、前端设备控制信号等传输提供了一个更为方便的平台。
l 无线传输标准简介
IEEE 802.11b
IEEE 802.11 Task Group b于1999年年底底定IEEE 802.11b标准，以直序展频(又称DSSS；Direct Sequence Spread Spectrum)做为调变技术，所谓「直序展频」是将原来1个位的讯号，利用10个以上的位来表示，使得原来高功率、窄频率的讯号，变成低功率、宽频率。另外一方面，802.11b传输速率最高可达到11Mbps，频段则采用2.4GHz免执照频段。
IEEE802.11a
IEEE 802.11a由于传输速率可高达54Mbps，将可使用在更多的应用中，因此被视为下一代高速无线局域网络规格，802.11a选择具有能有效降低多重路径衰减与有效使用频率的OFDM为调变技术，并选择干扰较少的5GHz频段。
IEEE802.11g
802.11g其实是一种混合标准，它既能适应传统的802.11b标准，在2.4GHz频率下提供每秒11Mbit/s数据传输率，也符合802.11a标准在5.8GHz频率下提供54Mbit/s数据传输率。现在802.11g已经相当的成熟，也大规模WLAN技术中。
l 无线传输技术特性（802.11标准）
可靠的通信
抗射频干扰性能。理想的接收灵敏度，宽范围天线能提供强大的、可靠的无线传输。
低成本
可以避免安装线缆的高成本费用，租用线路的月租费用以及与设备需要经常移动，增加和改变相关的费用。
灵活性
由于没有线缆的限制，您可以随心所欲的增加工作站或重新配置工作站。
移动性
由于设置允许在任何时间，任何地点访问网络数据，而不是在指定的地点，所以用户可以在网络中漫游。
快速安装
无须施工许可证，不需要开挖沟槽，安装无线网络所需的时间只是安装有线网络的零头。
高吞吐量
可实现11Mbps-54Mbps 或更高的数据传输速率高于T1、 E1 线路速率。
保护用户投资
可实现向未来技术的平滑升级，无须更换设备重复投资。
抗干扰性强
抗干扰是扩频通信主要特性之一，比如信号扩频宽度为100 倍。窄带干扰基本上不起作用。而宽带干扰的强度降低了100 倍，如要保持原干扰强度，则需加大100 倍总功率，这实质上是难以实现的。因信号接收需要扩频编码进行相关解扩处理才能得到，所以即使以同类型信号进行干扰。在不知道信号的扩频码的情况下，由于不同扩频编码之间的不同的相关性，干扰也不起作用。正因为扩频技术抗干扰性质，美国军方在海湾战争等处广泛采用扩频无线网桥来连接分布在不同区域的计算机网络。
隐蔽性好
因为信号在很宽的频带上被扩展，单位带宽上的功率很小，即信号功率谱密度很低，信号淹没在噪声之中，别人难以发现信号的存在，加之不知扩频编码，很难拾取有用信号，而极低的功率谱密度，也很少对于其他电讯设备构成干扰。
抗多径干扰
在无线通信中，抗多径问题一直是难以解决的问题，利用扩频编码之间的相关特性，在接收端可以用相关技术从多径信号中提取分离出最强的有用信号，也可把多个路径来的同一码序列的波形相加使之得到加强，从而达到有效的抗多径干扰。
l 无线与有限传输比较
有线通信的开通必须架设电缆，或挖掘电缆沟或架设架空明线；而架设无线链路则无需架线挖沟，线路开通速度快，将所有成本和工程周期统筹考虑。无线扩频的投资是相当节省的。
一般有线通信的质量会随着线路的扩展而急剧下降，如果中间通过电话转接局，则信号质量下降更快，到4、5公里左右已经无法传输高速率数据，或者会产生很高的误码率，速率级别明显降低，而对于无线扩频通信方式，50公里内几乎没有影响，一般可提供从64K到2M的通信速率，误码率小于10-10。
有线通信受地势影响，不能任意铺设；而无线通信覆盖范围大，几乎不受地理环境限制。
有线通信铺设时需挖沟架线，成本投入较大，且电缆数量固定，通信容量有限；而无线扩频则可以随时架设，随时增加链路，安装、扩容方便。
有线通信除电信部门外，其它单位的通信系统没有在城区挖沟铺设电缆的权力；而无线通信方式则可根据客户需求灵活定制专网。
有线链路的维护需沿线路检查，出现故障时，一般很难及时找出故障点，而无线扩频通信只需维护扩频电台，出现故障时则能快速找出原因，恢复线路正常运行。
建设通信线路时一般需要备份，如果主备通道皆为有线线路，往往会存在相关故障点。若一条有线中断，另外一条很可能由于整个电缆被挖断或被破坏、配线架损坏、转接局断电等原因，同时中断。如果有线通信线路利用无线扩频进行备份，当有线线路中断，时则可将通信链路切换到无线链路上，仍可保证通信线路的畅通。
无线扩频通信可以迅速（数十分钟内）组建起通信链路，实现临时、应急、抗灾通信的目的，而有线通信则需要较长的时间。
在安全性能方面无线扩频通信本身就起源于军事上的防窃听技术；有线链路沿线均可能遭搭线窃听。
与X.25和DDN 相比，无线扩频网具有速率高，安装简单，运行费用低（无须租费，仅投入少量维护费用），无须申请频率资源，容易扩展、投资少等优点。另外，如使用X..25 或DDN 作为网间互连的链路，在链路两端要使用路由器，多路复用器等设备，而无线扩频产品有网桥、路由器、调制解调器等多种选择节省设备和投资，因此无线扩频网比X.25 和DDN 在数百公里范围内联网要有明显的优势。
l 无线传输系统设计
根据上述描述，考虑到现行主要无线产品都是基于IEEE 802.11b标准，因为IEEE 802.11b的产品都是工作在2.4G Hz的无线频率上，是国家开放的民用频率不需要在国家无线电委员会申请和备案。为了避免频道干扰，以及无线需要的稳定性，安全性，所以我们采用IEEE802.11a产品作为无线桥接主干设备。
无线局域网在物理布局、通信距离等方面有其特殊性。采用无线方式，架设方便，运行、维护成本低，周期短。本方案的设计综合考虑经济性、施工可行性等多方面因素，力求做到最优。
Ø 系统示意图：
Ø 无线桥接示意图:
5.8GHz桥接示意图：
Ø 设计说明：
整体网络结构如图所示,整个系统3部分组成。
第一部分（监控中心部分）：监控中心到前端监控点通过5.8GHz无线网桥设备VS-810/25采用VS-5132EL（H）室外定向天线进行点对点无线桥接；
第三部分（前端监控点）：前端监控点部分采用5.8GHz无线网桥设备VS-810/25采用VS-5132EL（H）室外定向天线与监控中心进行点对点无线桥接。
所有的设备都采用远距离以太供电，室外楼顶无线网桥必须安装避雷器保证设备在雷击下安全正常工作。
2.4G和5.8G无线微波设备比较
1：2.4G的抗扰能力比5.8G差，容易产生干扰；因在前几年为了节约成本，使用了很多2.4G无线微波设备，又加上现在不管是电脑无线网卡无线上网，还是室内无线路由器都是2.4G的，用得太多了，就十分容易产生信道干扰，信道干扰将会导致在无线微波传输中，“图像和数据效果极其不稳定，延时，容易出现无线传输中断”；2.4G的产品都是最早使用的无线微波产品，现在从技术上来说都是属于淘汰品，现在主要是使用5.8G的无线微波产品；
2：远距离传输中不能使用2.4G的产品，因为2.4G的产品在远距离传输中带宽衰减会很严重；远距离传输中，只能使用5.8G的产品，5.8G的产品在远距离传输中会保持更高的带宽；
3：2.4G的使用的稳定性要比5.8G的差；
如果是在近距离传输时，（一般都是在3公里左右），可以采用2.4G的产品来做。
但是现在几乎都不用2.4G的产品来做了，因为稳定性较差，易受干扰，2.4G的产品主要是在前几年使用用过，从09年开始，就已经很少用2.4G的产品来做了，属于淘汰产品，现在都是用5.8G产品。
3.3.9.1防雷概述
森林火灾是世界性的林业重要灾害之一，每年都有一定数量的发生，造成森林资源的重大损失和全球性的环境污染。森林火灾具有突发性、灾害发生的随机性、短时间内能造成巨大损失的特点。
针对我国森林面积覆盖的实际情况，利用高科技手段提高森林防火救灾监控的管理水平。由于林区地形条件很复杂，不适用通常的有线传输模式，本方案将采用无线传输系统，将远端的时实画面通过微波传到森林防火监控指挥中心，监控中心指挥人员可通过监视器看到林区现场的时实连续画面，一方面不仅减少了护林工作人员的巡山次数，另一方面还可为林区的防火防虫灾工作提供强有力的保证。在森林火灾发生时，通过该系统能第一时间掌握火情，不仅为现场防火指挥工作提供决策依据，而且更重要是为指挥抢险救灾工作争取宝贵的时间，将森林火灾带来的损失减少到最小，不但保护了国家森林资源也减少了森林火灾对大气环境的影响。
森林防火监测系统应具备六大特点：
1) 监控范围大；
2) 全天候监测林火
3) 全天候监测温度；
4) 无线传输；
5) 避雷接地安全可靠；
6) 前端设备工作状态中心监控。
而无线远程监控系统防雷应包括两大方面：
1) 前端监控点防雷；
2) 监控中心防雷。
前端监控点防雷又包含直击雷防护，供电系统感应雷防护，电子设备感应雷防护，接地系统，线缆屏蔽；监控中心防雷
玉树森林防火监控预警项目案例
森林防火项目—深圳羊台山森林公园
吉林月亮泡水库、哈尔淖水库昼夜远距离监控系统
青海龙羊峡渔业养殖全天候远距离监控项目