森林防火设计(武汉高德)演示

第1页武汉高德红外股份有限公司森林防火系统设计简介第2页介绍纲要

移动应急指挥系统系统设计和应用公司业绩和资质系统相关案例（河南登封）介绍第3页优秀的综合资讯系统

公司的产品体系是根据地学方面综合应用，在全面整合GIS、数据库、图像处理等技术后，采用最先进的工程方法，研制开发的系统平台。它是技术起点高、功能齐全、操作方便、专业性强的新一代集图像、GIS、遥感、气象、移动指挥综合资讯系统。

品质超群的综合应用系统中国系统集成的明星系统设计和应用第4页森林防火现状

森林防火工作面临着许多新情况、新问题。一、林内可燃物多，冬春季节风大物燥，极易引发大的森林火灾。二、森林旅游已成为人们回归自然的一种时尚，野外生产生活用火频繁，火灾隐患增多，管理难度大。三、一些地方农村基层矛盾突出，引发的森林火灾案件增多，故意纵火案时有发生。并迅速蔓延将造成巨大的经济损失，对植被及生态环境的破坏更无法估量。为了免遭损失，必须进一步加大森林管护的基础设施和队伍建设的力度，用科学的手段来强化防火工作，其中建立森林防火监控系统，并配合GIS地理信息、林火自动报警系统则是一个切实有效的辅助决策手段。第5页系统功能——基本功能1、林区图像监控利用先进的摄像和图像增强技术、远红外技术，每个监控点配置的高清晰度摄像机(此可观察半径5KM范围的烟火、人员活动)传回实时稳定的图像,在夜间利用场积累技术仍可获得清晰的图像;该技术还可消除白天弥漫于森林上空的薄雾，即使在薄雾缭绕的天气下也可清晰地看清监测的目标。2、利用软件实现现代化的防火调度指挥该系统必须与地理信息系统相对接，并结合GPS和先进的视频报警软件实现对山区森林防火的现代化综合调度指挥。当摄像机发现某一着火点时，自动运行软件，自动报警并将着火点的精确位置显示在三维电子地图上。3、计算机图像存储当系统监测到有着火点，并在报警的同时，启动图像存储功能或人为监控到违规用火规定的人和事以及着火点时，也可人工控制图像存储。第6页系统功能——辅助功能4、无线集群工程建设集群系统，通过手持台、车载台、基站构成一套高效的机动指挥调度系统，提高现场的机动指挥能力。5、移动视频指挥在经过改装的移动车上安装高清晰监控设备和通信设备，可以与便携式移动图像终端、中级通信基站完成图像、语音的实时高清晰传输，系统工作人员在指挥中心可以对前端现场状况做到确实有效的应对和指挥。同时移动车也可以作为一个临时指挥部，可以对现场和便携式终端进行现场调度。6、自动气象信息采集建设在监控采集点架设自动气象数据采集设备，并将所有气象数据（温度、湿度、风力、风向等）实时传至指挥中心作为辅助决策分析的依据。7、系统多级联联网多中心森林防火监控系统实行统一联网，为了满足系统联网系统的兼容性和分级控制的要求。为确保省、市联网，必须做到三统一：(一)统一控制协议；(二)统一采用标准数字链路接口；(三)统一控制软件。第7页系统总体结构图前端监测指挥平台前端监测指挥平台政府机关林业局防火办林业科研单位消防部门公众用户图像监控系统前端数据采集监测站气象采集系统气象监测站温度、湿度、风速、风向、雨量数据无线集群系统无线通信基站，数量不等的对讲机、车载台移动指挥系统便携式图像设备、车载图像设备、移动中继站计算机广域网森林防火指挥中心维护管理模块应用管理软件WebGIS信息管理模块森林防火监控管理模块森林防火日常办公管理模块森林防火决策指挥信息模块大屏幕电视墙信息中控设备电话指挥系统办公会议系统计算机局域网计算机局域网有线及无线通讯网微波及无线通讯网森林防火数据库第8页系统主要模块介绍前端图像监控模块指挥调度模块信号传输模块多级系统联网模块系统电源建设安全防护模块第9页云台0.01°的高运动精度满足了超长焦距镜头的使用，20km的监控距离极大地拓展了森林防火监控的面积；热源探测监控技术弥补了可见光监控系统的弊端，利用“火点物理量”参数从根本上解决了火灾自动报警的准确率；近红外技术的应用实现了“超视距”监控，实现了传说的“穿云透雾”；-50~+65℃的工作温度范围和特殊防护技术给脆弱的电子设备穿上了坚固的铠甲。全天候监控前端设备全天候监控前端设备采用独特的“望远镜”结构设计，把可见光监控设备和测温自动报警设备同时安装在一个设备之内，保证了图像全天候监控效果和报警的准确性。第10页可见光监控部件该镜头除满足目前森林防火监控常用的“超视距”功能外，还增加了“当前变倍数量回传”功能，给火点定位提供了更多的参考依据。鉴于黑白成像的CCD对红外光的敏感性，系统采用的彩色/黑白转换摄像机，并且还具备红外滤光片，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。第11页

关闭透雾功能效果打开透雾功能效果

第12页森林防火滤雾效果对比环境介绍时间：2008年2月地点：登封市林业局第13页前端设备设计特点和特色功能全天候：可以适应任何恶劣天气条件下稳定工作，适应高、低温(-50~+65℃)、台风、风沙、阵风、盐碱、酸雨、高原、供电、雷击、干扰等。密封：云台IP66以上，护罩IP67以上，同时充惰性气体，保证了内部精密设备的稳定工作屏蔽：云台采用内部走线结构，设备的连接线全部屏蔽，解决了电子精密设备抗干扰和防浪涌能力。第14页GPS模块（可选件）：云台内置的GPS模块可以方便的给指挥者提供当前监控点的安装位置，有效提高火警自动定位的准确性。数字罗盘模块（可选件）：云台内置的数字罗盘模块可以在运行过程中自动校订云台正北方位。保证云台长时间工作过程中的定位精度。水平：内置的快速水平调节装置结合水平仪可以确保云台的水平，提高了火警定位的准确性。第15页前端图像监控模块实拍图第16页热源探测报警技术是利用专用设备接受目标自身的热辐射,当草丛及树林中有燃烧物体时,它的温度及红外辐射一般都远大于周围草木的温度辐射,因此很容易被自动识别出来.在大面积的森林中,火灾往往是由不明显的隐火引发的,这是毁灭性火灾的根源.用现有的普通监视系统,很难发现这种隐性火灾苗头.然而采用热源探测报警系统,则可以快速有效地发现这些隐火,并且可以准确判定火灾的地点和范围,即可透过烟雾发现着火点,把火灾消灭在萌芽阶段.

热源探测报警系统第17页1．热源探测设备安装于云台上，云台运动速度根据探测设备时间常数及采集要求动态调整。2．探测1~20km范围内1~100平方米面积热源物体进行全天候实时监测，热量超过设定热值立即发出火情告警信号。3．系统自动探测环境热源，并在随云台螺旋运动过程中检测视场范围内热源。当检测出有超过环境设定的热值时的目标时给出报警信号及定位信息。第18页环境介绍时间：2008年11月地点：登封市林区距离：2Km点火材料：干草火源面积：1平米第19页环境介绍时间：2008年11月地点：登封市林区距离：5Km点火材料：干草火源面积：1平米第20页环境介绍时间：2009年5月地点：泰安市林区距离：10Km点火材料：玉米杆火源面积：3平米第21页热源探测&报警系统探测界面与可见光图像监控系统集成在一套监控平台软件之中，可以在出现火警时和普通可见光系统进行实时对比监控。热源探测&报警系统成像画面可见光监控系统成像画面第22页防灰尘防护等级IP67设备的环境适应性特种密封橡胶圈（气缸密封圈）耐久性、耐候性极强防水风沙与防水第23页1）护罩视窗的特殊处理；2）内桶与护罩特殊材料处理；3）电解处理法。防护罩与内部除露第24页4000V防雷功能,三层防雷电源防雷通讯防雷视频防雷4000V防雷功能防雷措施第25页控制机箱内部保护—户外机柜电池仓设备仓户外机柜是我公司专门开发，适用“森林防火”的新产品。该产品为户外通信设备及工程施工提供安全、可靠、便捷、快速的结构框架、配线及电源分配。户外机柜的设备舱按标准机柜尺寸设计，可配置安装网络交换机和多媒体控制设备，而且便于通信网络转型或新建的逐步推进。同时做到交配线设备落地，方便维护；电池舱主要用于存放蓄电池。加热板温度控制（可选）电源模块第26页户外机柜内部设计⑴、风道设计：采用双重防护结构，在外口装钼丝网，防飞虫、啮齿类动物和大颗粒物进入，内口处装有棉质防尘网，防止细小灰尘和水气的进入。⑵、门防水、防尘设计：采用特有带钢卡口防水密封条，从而有效防止雨水、微尘的进入。⑶、顶部防水、防尘设计：在顶罩下口装钼丝网，柜体顶部出风口加挡水框和钼丝网，防止水雾、微尘飘入；在顶罩装有风导向装置，加强散热效果。⑷、防盗设计：采用覆镁铝锌板或镀锌板制造，抗冲击达到IK08级；门锁具有防盗防撬防水等功能；锁杆采用三点联锁结构，达到锁紧密封作用，还起到防撬功能。第27页系统主要模块介绍前端图像监控模块指挥调度模块信号传输模块多级系统联网模块系统电源建设安全防护模块第28页信号传输模块

信号传输模块是将前端图像监控模块采集到的信号回传到指挥调度中心的数据通道，按照传输信号源的类型可分为模拟传输和数字传输；按照传输媒介类型可以分为微波传输、电缆传输和光缆传输等，目前针对森林防火应用，较常采用的传输方式为数字微波和数字光缆传输方式。

1、数字微波传输

目前常采用的数字微波设备为无线数字网桥，它基于OFDM调制技术，是宽带无线接入并提供语音和IP服务的理想接入网络和骨干网。允许对用户设定最大信息速率(MIR)和保证信息速率(CIR)，还可分别设置上行/下行链路的数据速率，支持QOS包、带宽分配和流量管理；系统完全支持VLAN(IEEE802.1Q)。

使用正交频分复用技术，具有更强的抗干扰能力，提高系统在非视距环境通信能力，可轻松安装并提供更好的覆盖范围。

2、数字光缆传输数字光缆传输选择适当的光端设备，可以直接实现前端图像信号的无压缩调制编码，提供高清的数字视频信号，利用光波复用技术还可以实现在一根光纤中完成控制数据和网络数据的同步、实时传输，大大节省了光缆数量和相关设备。第29页点对多点无线网络组网示意图监控中心网桥中心站HUB/SWITCHLAN监控点1网桥外围站点HUB/SWITCH视频编码器摄像头监控点2网桥外围站点HUB/SWITCH视频编码器摄像头监控点6网桥外围站点HUB/SWITCH视频编码器摄像头视频解码器视频服务器监视器第30页视频传输情况-无组播控制功能第31页视频传输情况-有组播控制功能第32页微波链路计算5.8GHz时电磁波在空间传输时的信号功率衰减的计算公式为：Si=Pout-Ct+Gt-108-20LogD[km]+Gr-Cr举例：点对点方式由于本系统微波链路距离最大不超过3KM，两端均采用定向天线的增益都为28dBi，在只使用基带电缆的情况下，以距离3公里带入上面的公式：接收灵敏度=21-0+28-108-20LogD[km]+28-0=-48dBm.得到的接收信号强度比6Mbps速率的接收灵敏度-88dBm有40dBm以上的储备量;得到的接收信号强度比54Mbps速率的接收灵敏度-70dBm有22dBm以上的储备量。第33页光缆链路计算本系统监控点传输的最大距离4KM进行计算，根据以上的结构及组成，可对该系统的光学损耗进行预算：光纤的传输损耗：4kmX0.2dB/km=0.8dB，连接器损耗：2X0.5dB=1dB，光纤熔接点的损耗：2X0.1dB=0.2dB(一般每2公里光纤有1个熔接点)，光纤配线板损耗：2X2dB=4dB，光学损耗裕量：2.0dB，光学总损耗预算值：0.8dB+1dB+0.2dB+4dB+2dB=8dB<26dB(最大光学衰减值)第34页系统主要模块介绍前端图像监控模块指挥调度模块信号传输模块多级系统联网模块系统电源建设安全防护模块第35页指挥调度模块

指挥调度模块大多建设在图像指挥中心，作为林业护林防火的枢纽部分，就像保证整个系统能否正常运行的“心脏”。它的性能设计优良直接关系到整个系统的正常运行，它的建设不仅要满足目前的系统需求，而且还要有长远的发展目光，在系统设计的过程中要充分考虑日后系统扩容。系统的设计全部基于目前成熟的技术，采用了网络化的建设理念，也就是说，系统中心所有的相关系统都是建立在计算机网络之上的，而且外围监控点的都是模块化，大大节省了日后扩容的费用。

指挥调度模块按照功能可划分为图像显示部分，系统网络办公平台部分、音视频会议部分、系统综合管理软件平台等部分，其中图像显示部分对完成系统图像进行显示控制、切换调度功能；音视频会议部分用于召开中心语音和电视会议功能，对于突发事件还可以进行综合调度指挥功能；系统综合管理软件平台完成系统中各项信息的采集和综合分析，对火灾信息进行识别判断，并在GIS中进行显示、定位，给系统操作人员提供切实有效的分析依据。第36页指挥中心图像显示控制拓扑图第37页系统网络办公平台拓扑图第38页音视频会议拓扑图第39页综合管理软件平台空间数据获取和处理海量空间数据存储管理空间分析资源规划与管理虚拟仿真三维建模和分析基于定位的服务公众地理信息服务ScanInImageSDMGISCruise3DMGPSWebServer第40页专业GIS平台林火图像处理GPS监控三维建模三维浏览扫描矢量化WebGIS空间数据管理软件体系结构图GISImageGPS3DMCruiseScanInWebServerSDMTitanDataAccessEngineGeoDatabase数据访问引擎第41页林火自动识别报警模块

综合软件管理平台涵盖了空间数据获取和处理、海量空间数据存储管理、空间分析资源规划与管理、虚拟仿真三维建模和分析、基于定位的服务公众地理信息服务和林火自动识别报警等内容，其中前面各项内容在林业中已经有了比较成熟的应用，在这里就不赘述了，下面单就林火自动识别报警功能的在森林防火辅助决策系统中的实现进行论述。

林火自动识别报警是自动接收来自林火监测子系统的图片（图像），进而根据图像上的信息来自动判断是否起火，并向监测人员首次报警；进而锁定图像扫描目标和范围，利用GIS和网络技术实现林火信息的浏览、交互识别、跟踪漫游、搜索、匹配定位、智能判断、信息传输等一系列操作，最后做出确定的林火报警（有或无）。另外，还能够对支撑监控CCD摄像机的云台的运行姿态进行定期校正（即归位校正），以保持系统的监控精度。第42页自动报警和定位以GIS为基础实现视频和地图的精确联动；利用云台转角、焦距4参数的绝对定位功能实现以地图点击为定位方式的无数量限制型目标精确视频重现；云台智能化状态参数回传功能实现摄像机观测位置的地图位置反向标定，以提供夜间监控位置的精确显示。林火定位防火专题信息第43页系统主要模块介绍前端图像监控模块指挥调度模块信号传输模块多级系统联网模块系统电源建设安全防护模块第44页多级系统联网模块

系统的图像数字信号要求全部传回到监控中心，系统做到在指挥中心可以通过对对前端所有监控点进行实时的切换控制，有选择的回传一路或多路路图像及相关的控制数据到市级和省级指挥中心，做到省局对整个系统的切换控制功能。通过扩容，可以满足日后市中心与各子系统中心之间的计算机网络、IP电话、会议电视、数据库数据共享等功能的需求。系统控制采用多级控制方式，其中一级控制为区县子系统对所辖区的监控点的控制；二级控制为市级指挥中心对区县子系统的联网和监控，做到统一快速的指挥调度；三级控制为在整个省建立统一的图像监控指挥网络。如果有条件，还可以通过相关信道传到国家有关管理部门，做到全方位的监视、控制、管理、指挥的多功能一体化网络结构。第45页系统图像联网拓扑图第46页系统主要模块介绍前端图像监控模块指挥调度模块信号传输模块多级系统联网模块系统电源建设安全防护模块第47页系统电源提供和安全防护模块由于森林防火监控系统的电源提供如果条件允许，尽量采用“敷设电源电缆”供电模式，但对于大型林区，监控点多处于用电不便地区，这是可以采用“风光互补”发电模式对前端监测控制设备进行供电。由于森林防火系统多建设在高山等环境比较恶劣的场所，所以系统设备的运行环境是否稳定就显得愈发重要了，系统安全防护模块主要是包含了系统避雷、等电位接地等防护措施。第48页“风光互补”发电系统风光互补供电系统是太阳能发电及风力发电的集成系统.发电系统各部分容量的合理配置对保证发电系统的可靠性非常重要，为满足森林防火系统的用电要求，要求认真分析用户的用电情况及用户所处区域的太阳能和风能资源状况。风光互补供电系统由风力发电机组、太阳能电池组件、风光互补控制器、蓄电池组、逆变器、太阳能板支架、风机塔架、蓄电池箱组成。

第49页系统组成A、太阳能电池组作用将光能转换成电能，送往蓄电池中存储。

B、风力发电机的作用将风能转换为机械能，再转变为电能的机电设备，向蓄电池充电储存电能。

C、风光互补控制器，控制系统工作状态，并对蓄电池，过流、过放起到保护作用。D、蓄电池，起到电能储存释放。E、逆变器输入的直流电源转换成正孤波电源。第50页系统安全防护--雷电危害1、雷击的形成雷击是指一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层，或者是带电的云层对大地之间迅猛放电的一种自然现象。2、雷击的形式直击雷、雷电波入侵（雷电感应）、雷电电磁脉冲3、雷电的危害雷电是最严重的十种自然灾害之一，特别是进入信息时代以来，雷电灾害造成的经济损失和社会影响更为严重！第51页雷电引入途径●天线遭受直接雷击或接收感应雷击；●电源供电线路在远端遭受直接或感应雷击，沿供电线路进入设备