森林防火视频监控平台方案

森林防火视频监控平台方案森林防火视频监控平台方案

名目

一、需求分析(1)

1.1森林防火工作面临的挑战(1)

1.2系统性平台化解决方案的必要性(1)

二、系统设计(3)

2.1系统架构(3)

2.2功能设计(4)

2.3方案特点(5)

三、解决方案(6)

3.1前端视频监控系统及帮助设施(6)

3.1.1前端系统的基本要求(6)

3.1.2监控点的选择(7)

3.1.3摄像机及镜头(7)

3.1.4室外云台(8)

3.1.5前端帮助设施(9)

3.2网络传输系统(11)

3.2.1网络传输方式概述(12)

3.2.2光纤接入方式(12)

3.2.3无线接入方式(13)

3.2.4传输网络质量要求(15)

3.3综合视频监控管理平台(15)

3.3.1平台概述(16)

3.3.2平台的设计基本原则(16)

3.3.3平台架构(16)

3.3.4平台主要功能(17)

四、典型案例(23)

4.1建设方案(23)

4.1.1网络架构规划(24)

4.1.2综合服务平台功能设置(25)

4.2系统主要功能(25)

4.3方案特点(26)

4.4监测效果示例(26)

4.4.1高空监视效果(26)

4.4.2夜间监视效果(27)

一、需求分析

绿色森林是地球赖以呼吸的肺，然而每年都会因自然或人为缘由而引发森林火灾，烧毁大片森林。多数森林火灾都是由于小火未能准时发觉、扑救，终酿成大面积火灾，造成重大损失。因此，如何准时、精确     、有效地监测可能和已经发生的森林火灾，削减灾难损失，爱护森林资源和野生动物，维护生态平衡，具有特别重要的意义。

1.1森林防火工作面临的挑战

现在森林防火方面的工作面临着诸多挑战和困难，主要体现在一下几个方面：

（1）熟悉滞后

（2）工作任务重

（3）管理难度加大

（4）防火周期延长

（5）防范力量差，技术手段落后

（6）防火工作的系统协同性不强

1.2系统性平台化解决方案的必要性

（1）降低巡护成本

传统的地面巡护，主要任务是宣扬群众，掌握人为火源，深化眺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，常因地形地势坎坷、森林茂密而消失较大误差；在交通不便、人烟稀有的偏远山区，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。

（2）提高推断精确     性及反应准时性

现有的传统监控手段对火情的推断精确     率偏低，不能在火情的较早阶段发做出推断。而且，对火情的反应速度普遍很慢，往往都是看到火势已经起来才能发觉，但已经造成巨大的不行挽回的损失。

（3）爱护巡防人员生命平安

森林防火综合系统可依据防火的综合形势做出比较有效地推断，可以大大提高防火巡防人员的平安系数。

（4）提升防火效率和效果

综合森林防火系统平台可以有效综合利用各种信息和资源，综合化立体化运作，使防火效率和效果有效提升。

（5）弥补其他技术防范措施的不足

现有常见的技术手段是卫星遥感，利用各类卫星探测林火。卫星探测存在的不足是精确     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，火情核实非常重要。当热点达到3个像素时，火已基本成灾。一些相对比较落后的森林防火手段（如：地面巡护、地面眺望台监测等方式）将会被逐步被新的监测方式替代。

（6）国家政策指引

最近各级政府都推出了一系列关于森林防火的政策法规，要求各切实有效提高森林防火的效率和效果，现在森林防火是广阔林区各级政府的重点工作之一。建设高效地森林防火体系已成必定。

二、系统设计

2.1系统架构

森林防火视频监控系统是高新技术在森林防火领域中的详细应用，系统集成光电技术、无线传输技术、智能识别、人工智能、边缘计算与掌握等先进技术，将软硬件有机地结合在一起，从而组成一个完整的森林防火视频监控系统。如图1所示。

图1系统架构图

森林防火视频监控系统由前端视频监控系统、前端帮助系统、传输系统、监控中心四大部分组成。

（1）前端视频监控系统由高清摄像机（含长焦距雾透镜头）、野外重载云台等组成；

（2）前端帮助系统包括：结构件、防雷、供电系统等；

（3）传输系统包括网络布线、有线传输系统与无线传输系统；

（4）监控中心包括各种数据处理服务器和应用服务器，可分为区县级、地市级、省级监控中心，可敏捷设置。

常见的一种示意图如图2所示。

图2系统示意图

2.2功能设计

系统通过布放于远端的数字摄像设备，能够实现以下主要功能：

(1)自动识别烟火

(2)定位疑似火点位置

(3)监控管理中心自动报警功能

（4）上、下级联动，实现统一的综合视频监控管理。

（5）病虫害及野生动物、盗砍盗伐行为等进行有效监控

2.3方案特点

本方案主要有以下特点

（1）充分利用中国铁塔的站址资源优势

本方案不同于其他方案的最大优势就是充分利用了既有的站址资源优势。我公司的站址分布匀称，点多面广，可快速部署，且每一点位都有足够高的铁塔，稳定的电源，牢靠地传输系统以及大量的日常维护队伍。采纳公司的方案可以大大降低建设投资成本。可以说，森林防火项目我们具有无可替代的肯定优势。

（2）险情识别率高

系统配置高效地险情识别算法，可以大大提高险情识别率，降低损失。系统自动发觉火点并报警。

（3）定位精确     

系统基于通用GIS系统，精确     定位险情点，提高防火效率和效果。

（4）多层级、多元式联网监控,是一个综合解决方案

本方案充分利用了各类高新技术及资源优势，形成立体联动的高效防火灭火到日常管理的综合解决方案。

（5）系统兼容性强，扩展便利

（6）集成物联网帮助决策支持

三、解决方案

3.1前端视频监控系统及帮助设施

前端视频监控系统由高清楚度摄像机、长焦距雾透镜头、野外重载云台等组成，是整个系统的眼睛。

3.1.1前端系统的基本要求

前端系统的基本设计要求如下：

（1）监控范围大；

（2）全天候监控；

（3）供应有线或无线牢靠传输；

（4）必要时可供应风光互补供电，在无市电地方采纳风光互补供电（无风阴雨天最少保证系统正常工作48小时）；

（5）避雷接地平安牢靠；

（6）前端设备工作状态可实现中心监控。

3.1.2监控点的选择

前端基站首先需要分析的是基站的选址，基站选址主要是依据林区的地形地貌结合森林防火监控预警的特点进行选址。首先摄像机应安装在森林制高点，要求视野宽、无障碍、监控范围大，尽量少设监控点，并尽可能使得每个监控点监控掩盖的森林面积最大，如无法回避有死角，可增加监控点。

监控点选择可以参考几个常见的原则：

（1）依据地形选址原则

（2）依据烟火识别系统特点选址原则

摄像机监控范围以平视为主、俯仰为辅的原则，这就需要在选址时，对其重点监视区域要是大致符合这一原则，这样便于烟火识别。

（3）依据人群活动的状况选址原则

选址人群活动较为密集的地方，一般而言，人密集的地方也是简单引起事故的区域，需重点监控。

对于不符合以上选址原则的山形，可以依据实际的山形进行现场实地勘察进行选址。

3.1.3摄像机及镜头

作为野外森林防火监控预警系统最核心的设备就是摄像机和镜头，需要依据用户对监控图像质量需求分析摄像机，依据监控的范围需要分析镜

头。监控点要全天候工作，镜头应选用日夜两用型镜头，并且5KM内能看清人物活动。摄像机及镜头选择

（1）摄像机按辨别率可以分为：标清D1、高清720P、全高清1080P等；

（2）依据监控半径的范围，一般采纳长焦电动镜头，监控半径范围及长焦镜头选择原则如下：

1）3公里以内的监控范围：选择不低于200mm长焦镜头就可以满意要求；

2）3-5公里的监控范围：选择不低于300mm长焦镜头；

3）5-8公里的监控范围：选择不低于500mm长焦镜头；

4）8公里以上的监控范围：选择不低于700mm长焦镜头。

3.1.4室外云台

3.1.

4.1云台的总体特性

森林防火监控预警需要采纳云台实现对林区资源进行大范围、大视野的监控，云台是森林防火智能化监控系统中特别重要的设备，由于森林防火的云台一般都安装在野外较高的位置，一般的一般云台在林区有风的状况下，特别简单发生抖动，从而导致监控图像抖动，对于森林防火监控预警系统需要采纳重型数字云台才能满意野外森林防火监控的要求。云台要求选用螺杆传动的室外一体化云台，为了削减远距离图像的抖动，摄像机的安装也要确保坚固稳定。

3.1.

4.2室外云台的部分详细要求

针对森林防火监控预警系统需求的重型数字云台应具备一下特性：（1）一般自重20kg±5kg为宜，既可以防止监控图像抖动又利于野外搬运及安装；

（2）载重≥50kg以上时，满意森林防火监控一些特别需要；

（3）旋转范围：0-360°方位角，俯仰角：－45°～＋45°，实现对林区资源大范围监控需要，转角精度应当不低于0.1度的级别，现在市场上有的精度可达0.01度。总之，精度越高掌握越精准。

（4）集成数字云台接口，支持远程掌握云台并联动掌握镜头焦距，支持实时采集云台的方位角和俯仰角以及镜头焦距等参数；

（5）便于维护，适应性强。由