大联网·大融合·大智慧-森林防火智能预警系统-2011版

大联网大智慧大融合森林防火智能监测系统简介,重庆市林业局重庆海普软件联合开发2018/1/13,人工了望塔黑龙江美溪,视频联网监控山西晋中,烟火智能预警重庆缙云山,1.1、监控类型,通过在林区高处建设人工了望塔，在防火期，通过人工完成森林火灾的监测。人工了望由于人为因素太多，易造成漏报。在非防火期由于无人值守，森林处于无监控状态。需要人力24小时不间断轮值，人力成本非常高。,1.2、人工了望塔,在前端架设监控设备，将采集视频图像通过微波汇总，由人工完成集中监视；人工监视易造成肉眼疲劳，视频中的火情不易被查觉，造成漏报；此外，监控中心的视频线路较多，人工监视也无法一一监看，易造成漏报。与人工了望相比，视频联网监控在技术上是一种进步，但是它离森林防火的实际需要还有一定的差距。,视频联网监控,1.3、视频联网监控,目的：早发现早扑灭解决方法：,烟火智能预警,?,1.4、烟火智能预警及基于3D GIS的辅助决策,2.1、森林防火业务需求,前端基站摄像系统能覆盖较大面积用户可设置监控轨迹,视频监控,有效区分烟和雾、灯光和火、霓虹和火烟火自动识别，漏报率和误报率低,烟火识别,一旦触发报警，快速准确地实现目标的定位能显示火点的经度、纬度和海拔高度,火点定位,与GIS结合，实现火情的蔓延趋势推演快速查看被保护资源和打火资源,辅助决策,利用三维电子沙盘做动态指挥结合专家意见、实现扑火的应急指挥,应急指挥,林火灾害的损失评估灾后重建辅助决策,灾后评估,早发现,早扑灭,总结,2.2、森林防火系统建设需求,3.1、设计理念,系统采用平战结合的设计理念，无论是平时，还是发生森林火灾时，系统都能快速转换，为森林资源管理、火灾预防、火灾扑救指挥而协同一致的工作。,森林防火智能预警及应急指挥系统,预案管理,火险预报,资源管理,日常办公,灾后评估,应急指挥,辅助决策,火点定位,烟火识别,视频监控,视频会议,3.1.1.平时业务组成,3.1.2.战时业务流程,指挥中心可实时监控指挥中心可远程控制,立体通讯指挥 心可以与前方无障碍沟通,报警后，快速实现火点定位，显示火点的经度、纬度和海拔高度扑救时，能实现一线人员的位置定位,快速查看被保护资源和打火资源火情蔓延趋势推演,自动匹配最佳预案利用三维电子沙盘做动态指挥,3.2.1、布点方案,建设目标：一期监控的主要林区、总体面积投资预算，监控基站的总体数量控制气候条件：能见度，镜头焦距的选择（最大可能性）四季气候条件，电源配置（太阳能及风能的配置)地形地貌：山体形状、遮挡情况，镜头焦距的选择（实用性）至高点的选择，铁搭的高度施工成本和维护成本网络覆盖：如无有线条件，选择微波传输信号点对点遮挡，传输中继尽量考虑监控点兼做微波中继，减少投资,3.2.2、组网方式,基站,基站（中继站）,区县监控中心,重庆林业局监控中心,基站,5.8G微波,5.8G微波,有线专网,短波,短波,5.8G微波,3.3、硬件结构,重型数字云台,基站控制箱,风力供电器,太阳能供电器,烟火智能识别处理器,护罩,镜头,摄像机,智能控制模块,视频处理模块,工业级交换机,恒温系统,变压器,通信协议转换器,功放,电源,恒温系统,防雷设备箱,蓄电池,监控中心 前端基站,监控中心,解码主机,管理服务器,交换机,矩阵,电视墙,GIS服务器,存储服务器,拾音器,喇叭,双鉴探头,红外摄像机,1、管理方便：前端设备集约化，远程控制简单方便。 2、功耗较低：前端基站每个设备单独供电，将使能耗成倍减少，降低成本。 3、安装简便：前端基站的设备模块化、体积小、重量轻，连接简单，安装和维护简便。 4、寿命增加：前端基站各个模块在密闭、恒温环境里工作，抗腐蚀、不易老化。5、功能强大：智能监控与林火智能识别结合可以实现无人值守，还可完成资源管理、火点精确定位、应急指挥等复杂功能。,GIS,RS,GPS,3S融合, 技术层, 数据层, 业务层,联网监控,视频采集,烟火识别,视频采集联网,远程通信,视频数据业务只读,气象数据业务只读,报警数据业务只读,管理数据业务可编,GIS数据业务可编,GIS数据基础只读,管理数据业务可编,GIS地理信息平台,联网监控管理平台,辅助决策及应急指挥平台, 展现层,GIS桌面,视频监控桌面,3.4、软件结构,联网监控管理平台,三维GIS平台,辅助决策及应急指挥平台,显示系统,基础配套系统,视频会议系统（调度指挥）,3.5、监控中心系统组成,3.6、系统柘朴图,4.1、林区自动监测预置位及轨迹,4.1、林区自动监测预置位及轨迹,1,2,3,4,5,6,7,深圳夜间林火识别,4.2、智能烟火识别,缙云山林火识别,4.3、火点精确定位,林火定位,+ 3DGIS,=火点位置,x=纬度,y=经度,z=相对高程,=X,= X ,F=X,4.4、直观互动的三维电子沙盘,火点定位,定位结果,缙云山林火监控系统三维GIS演示,4.5 、辅助决策,三维展示火点定位火情推演信息查询,扑火预案调阅电子沙盘指挥动态预案推演扑火方案输出,4.6、三维应急指挥,监控视频,移动视频,1、管理困难：前端基站设备繁多，远程管理困难。 2、功耗太高：每个设备单独供电，皆需要恒温装置，将使能耗成倍增加，增加成本。 3、安装麻烦：分别安装，前端基站的施工成本和维护成本太高。 4、易受侵蚀：容易受到环境的影响，潮湿、低温、曝晒、雨雾易缩短设备的使用寿命。5、林火识别：功能简单的相加，难以满足森林防火的功能需求。6、野外防盗：监控基站无人监管。,5.1森林防火监控的主要问题,基塔,重型数字云台,基站控制箱,烟火智能识别处理器,护罩,镜头,摄像机,智能控制模块,视频处理模块,工业级交换机,恒温系统,变压器,通信协议转换器,功放,电源,恒温系统,5.2远程管理困难,解决方法：1、主要设备模块化2、远端设备集约化,重型数字云台,基站控制箱,风力供电器,太阳能供电器,烟火智能识别处理器,护罩,镜头,摄像机,智能控制模块,视频处理模块,工业级交换机,加热器,变压器,通信协议转换器,功放,电源,加热器,蓄电池,5.3功耗太高,解决方法：1、高功耗产品板卡化2、区分常态/非常态,拾音器,喇叭,双鉴探头,红外摄像机,5.4安装、维护成本高,解决方法：1、远端设备集约化2、核心设备个性化,重型数字云台,基站控制箱,风力供电器,太阳能供电器,烟火智能识别处理器,护罩,镜头,摄像机,智能控制模块,视频处理模块,工业级交换机,恒温系统,变压器,通信协议转换器,功放,电源,恒温系统,防雷设备箱,蓄电池,5.4.1核心设备：重型数字云台运转精度：0.01具备实时参数（水平转角、垂直夹角、镜头焦距）回显旋转范围：水平0360，无死角旋转速度：0.15/s 防风防抖：自重22.8kg，载重大于50kg可插拨设计：维护成本低,基塔,重型数字云台,基站控制箱,烟火智能识别处理器,护罩,镜头,摄像机,智能控制模块,视频处理模块,工业级交换机,恒温系统,变压器,通信协议转换器,功放,电源,恒温系统,5.5易受侵蚀,解决方法：1、核心设备密闭2、核心设备恒温,5.5.1、基站控制箱,控制箱体防水、防雨、防风、防潮、防腐工作温度：-45C70C集成设备诸多设备的接口变压、供电，并有恒温系统；远程控制模块、视频处理模块、智能采集模块预留空间，安装烟火识别智能处理器,基站控制箱,烟火智能识别处理器,智能控制模块,视频处理模块,工业级交换机,恒温系统,变压器,通信协议转换器,功放,电源,防护等级：IP66,5.6林火识别,解决方法：1、识别算法优化2、烟火识别前置3、预置位监测,5.6.1、普通烟火识别方法,5.6.2、海普烟火识别方法,5.6.3、后台识别,数字云台,视频编码器,智能服务器,视频编码,视频解码器,烟火识别,视频解码,前端基站监控中心,5.6.4、前置识别,数字云台,视频编码器,烟火智能识别处理器,烟火识别,监控中心,视频编码,监控中心 前端基站,5.6.5、烟火智能识别产品,基本要求嵌入式，可前置到前端基站响应速度快，准确率高集成设备在夜间能有效区分灯光和火、霓虹和火；在白天能有效区分雾和烟；烟火在视频图像中的最小靶面面积为10*10象素即可识别；智能处理，有效消除摄像机抖动对识别的影响；,基塔,重型数字云台,护罩,镜头,摄像机,基站控制箱,烟火智能识别处理器,智能控制模块,视频处理模块,功放,加热器,5.7防盗,解决方法：1、昼夜监控基塔周围2、语音对讲,拾音器,喇叭,双鉴探头,红外摄像机,6.1 缙云山国家自然保护区森林防火指挥系统,地形复杂 多雾 常年日照时间少，能见度偏低 四季变化大 一点千面,科技成果鉴定的专家鉴定意见,2009年4月17日，重庆市科委组织有关专家对重庆海普软件和重庆市林业局共同完成的海谱视通森林烟火智能预警系统进行了成果鉴定，形成如下鉴定意见： 1.提供的鉴定资料齐全、规范，符合鉴定要求。 2.系统设计理念先进、结构合理，研发的森林火灾烟火智能识别预警系统，具有烟火智能识别、用户可编程、目标准确定位以及按预设轨迹运行等功能，可适应林区特殊的自然环境，运行稳定。 3.系统研发的烟火识别智能预警技术，可有效区别烟和雾、灯光和火、霓虹和火的行为特征，识别响应速度快。 4.系统首创的烟火识别二次判别技术，根据森林防火的特殊要求定制，有效提高了烟火识别的准确率。综上所述，该成果在森林防火视频监控的烟火识别、林火定位等方面效果显著。森林防火烟火智能识别技术处于国内领先水平。建议在更大范围内推广应用。,6.1.1、缙云山 科技成果鉴定,6.1.2、官方关注,6.2 四川省九寨沟森林防火指挥系统,6.3 案例一览,7.系统特色,1、趋势：实现网络资源的共享，形成适应性广、易维护、费用低的高速宽带的多媒体基础平台2、好处：避免低水平的重复建设， 并简化网络管理，降低维护成本,7.1.多网融合,7.2.全业务链,平时,战时,1、完整性：森林防火从人防向技防转变，涉及森林防火信息化的方方面面2、实用性:完整业务链不再是概念，而是可付诸实施的具体功能3、先进性：国内在建或已建的系统，或业务链不完整，或智能化程度低,7.3.全智能化,1、实用性:先进功能不是摆设，可以有效提高应用水平2、智能化：所有功能模块智能化，真正实现无人值守，大幅降低人力成本,7.4.资源共享,1、资