森林防火技术方案 - 图文-

1、目录第一部分概述 (21. 引言 (21.1 概况 (21.2 国际通常森林防火技术 (21.3 国内采用的监测方法 (32. 本方案的特点优势 (43. 实现的主要功能如下: (5第二部分系统组成 (51. 前端设备 (52. 传输设备 (63. 中心控制设备 (74. 防火指挥中心 (7第三部分烟火识别软件功能介绍 (81. 实现无人值守 (82. 烟火动态检测软件 (92.1云台控制模块 (112.2视频采集设置模块 (112.3监控点信息查询显示模块 (122.4监测数据存储入库模块 (133. 烟火自动识别系列软件 (133.1云台码流采集模块 (133.2烟火自动识别模块 (133

2、.3云台计算模块 (133.4烟火报警和交互确认模块 (133.5热点及火点定位模块 (14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

3、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

4、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150200,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.

5、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

6、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、

7、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

8、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。

9、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:监控指挥屏幕墙可以实时显示前端采集点的图像;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。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;通过设置的监测点,实现整个有林面积的监视;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;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;光缆传输模式,

10、降低系统成本;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;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;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

11、,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

12、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

13、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

14、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

15、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 数码变焦 12X 光圈&变焦 机械参数 自动/手动 数码变焦 12X 数码变焦 12X 水平预置速度 上下预置速度 水平手动控制速度 上下手动控制速度 水平角度 上下角度 预置位、巡