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1、-森林防火视频监控 解决方案*大立科技股份*2021年5月目录第一章工程总体概述41.1方案背景41.2系统概述6第二章系统建立方案92.1*市监控模拟布点92.2*市模拟覆盖效果图102.3系统技术特点及优势11系统技术特点11系统技术优势13系统核心技术及价值142.4系统构造组成15视频监控终端15信号传输与通讯16处理效劳器16监测、控制与分析客户端172.5系统功能设计172.6前端智能监测基站设计24智能监测基站设计要求24智能监测基站整体设计25基站前端组成25视频采集系统设计25供电系统设计32防盗系统设计32基站控制系统设计34防雷接地系统设计35传输系统设计36系统设计38
2、2.7森林防火指挥中心建立43防火指挥中心建立要求43联网监控管理软件构造44联网监控管理软件功能模块442.8GIS管理软件设计45第三章系统设备513.1远红外热成像仪513.2高清摄像仪选型523.3高清镜头523.4野外护罩533.5野外数字重型云台543.6基站工控机553.7微波传输基站与天线563.8前端交换机563.9后端路由器573.10UPS后备电源系统583.11内置定位防盗装置59第一章 工程总体概述1.1 方案背景针对森林防火的薄弱问题，有必要建立智能化的森林火险综合管理系统，弥补人工防范的缺乏，采取有效的手段能够对林区进展大范围、大视野的全天候24小时实时监测，能够
3、自动发现林区火源并自动报警，并且能够将火点的位置准确定位，通过这种方式可以解决因人工护林造成的森林防火的缺乏。森林火险综合管理系统以现代地理学、大气科学、林学、火灾科学等为理论根底，以地理信息系统GIS、数字高程图ASTERDEM、全球定位系统GPS、空间决策支持系统以及计算机网络、现代通讯技术等为技术支撑，突破传统的林火预防和扑救模式，运用系统工程的理论方法，融专家经历、现代信息技术、科学计算于一体，对森林防火信息管理，林火监测、火险预报、火行为预测、扑火方案辅助决策、林火损失评估等工作具有很大的帮助。系统的设计思路主要表达以下几个方面：1. 强化森林防扑火信息的综合管理提高森林防扑火信息综
4、合管理能力的目的，是使林业部门在森林火灾到来之前和出现之后能够做到信息来源畅通、信息处理及时、应急反响敏捷。具体地可分为以下几种情况：1在非防火期做好以下工作：信息日常管理：包括信息发布、文献管理、报表管理、值班调度、热点分布、信息查询、态势信息、信息专递和报表统计等。防火设施规划：主要是对观测点的位置进展优化，保证其监测网的监视覆盖区最大。火险知识训练：通过本系统培训各级管理人员判断火险指标的能力。林火行为知识训练：通过在计算机上点“假想火，模拟各种条件下火蔓延过程，使管理人员了解并掌握林火行为特征。林火扑救决策训练：通过向指挥者提供各种图文资料，使其能针对各种模拟火场制定扑救方案。2在防火
5、期能够顺利完成以下工作：火险天气预测预报：为用户提供火险天气预报。火险等级预测预报：进展分地区的火险等级预测预报。林火监测辅助决策：根据各地区的火险天气预报和火险等级预报，为各地分别提供各自不同的火灾预防措施、火源管理措施、扑火队伍战备措施等辅助决策意见。3林火发生时能够完成以下工作：林火行为预测。林火一旦发生，系统可迅速向决策者提供预测的火蔓延速度、火场扩展趋势、火线强度等重要的火行为特征参量值。视频实时监测。通过视频监控技术对林火的自动定位，为林火的预警、接警提供快速准确实时的依据。林火扑救辅助决策。系统针对不同火情帮助指挥者制定决策方案，包括确定扑救方式、扑救力量配置和扑救队伍行军路线等
6、。2. 提高森林防扑火机制和手段的智能化和自动化程度本系统从管理模型、管理方法、管理软件到人机界面，全面提高森林防火机制和手段的智能化和自动化程度。具体如下：1管理模型：不局限于运筹学的数学模型，而且引入人工智能的知识模型。由系统的总控模块把多种模型进展集成，完成不同的管理任务。2管理方法：系统拟实现的预测、规划、优化、决策等功能，都建立在科学的理论模型根底上，在地理信息系统和计算机仿真平台上完成。3多库协同：管理软件不仅使用数据库、模型库、知识库，还引入图形库、图像库、文字库等多媒体文档库，由库管理子系统对它们进展协调管理。这种多库协同的方式便于储存、管理、查询、维护多模式的林火信息和模型，
7、为智能管理提供灵活高效的支持环境。4人机界面：系统应建立多种智能导航界面，为管理人员和计算机通信提供友好直观的接口。当用户选取*一菜单或执行*一功能时，智能向导将一步步提示用户进展下一步操作，给出输入参数的含义和取值范围等等。当用户熟悉软件后，也可把智能向导选项关闭以加快速度。5地理信息系统根底平台：除完成根底的和常规的地理信息采集、信息存储与管理、信息处理与分析、信息显示和输出等任务外，还应为各应用子系统提供模型接口和数据接口，并能够完成以下特殊功能：矢量、栅格和TIN等多种数据格式之间的相互转换；多源、多类数据的融合与匹配；进展三维分析，生成和显示火险区地面的3D图，计算了望台监测覆盖区等
8、；进展网络分析，优化扑救队伍调度路线；用2D和3D方式显示林火预测和决策结果，如林火蔓延趋势、扑救队伍行军路线等；3. 提高全市范围内森林防扑火行动的整体协调性、联动机制和反响速度在多区域同时出现森林火灾时，应采用GIS管理平台技术，以一个总中心、多个分中心、分级监视与信息反响、统一指挥调度的方式对全局的森林防扑火行动进展整体协调，保持相互之间的联动，以此提高全局范围内森林防扑火行动的整体反响速度。为此，本系统按照控制中心与各区、片分中心，控制中心与普通用户，以及控制中心与现场救灾人员之间的关系机制不同，划分为三种不同的体系构造：1控制中心与分中心之间的客户/效劳器体系构造2信息中心与普通用户
9、之间的浏览器/效劳器体系构造3移动用户的单机运行模式1.2 系统概述森林是世界的主要碳库，对于维持全球气候与环境的稳定性起着关键作用；而森林大火则会烧毁大量林木，带来包括加剧碳排放和全球暖化等严重的环境问题，以及导致生命及财产损失。国家林业局数据显示，中国每年大约有2%的森林因火灾而遭受严重破坏，林火灾具有突发性、灾害发生的随机性、短时间内可造成巨大损失的特点。因此迅速发现和扑灭林火，就成为了森林防火的重中之重。传统视频监控的现状 无论是传统的第一代模拟视频监控系统，还是第二代、第三代局部或完全数字化网络化的视频监控系统，都具有一些固有的局限性：由于人类自身的弱点，易导致漏报。 一般在很多情况
10、下，人类并非一个可以完全信赖的观察者，他们在观察实时的视频流或观察录像回放的时候，由于监控人员个体条件的不同以及自身生理上的弱点，经常无法发觉到平安威胁，从而可能导致漏报现象的发生。 各个监控点不能每时每刻都处于监控 除了一些规模较小的视频监控应用之外，很少有视频监控系统会按照11的比例为监控摄像机配置监视器。因此，对于机场、港湾等大型的视频监控系统，各个监控点并非每时每刻都处于监控当中。 数据分析困难 报警发生后对录像数据进展分析通常是平安人员必须要做的工作之一，而误报和漏报现象则进一步加剧了对数据分析的需求。平安人员经常被要求找出与报警事件相关的录像资料，找到肇事者、确定事故责任或评估该事
11、件的平安威胁。 由于传统视频监控系统缺乏智能因素，录像数据无法被有效地分类存储，最多只能打上时间标签，因此数据分析工作变得极其耗时，并且很难获得全面的信息，而经常发生的误报现象使无用数据进一步增加，从而给数据分析工作带来更大的难度。 响应时间长对于平安威胁的响应速度关系到一个平安系统的整体性能。传统的视频监控系统通常都由平安工作人员对平安威胁作出响应和处理，这对于处理一般性的、实时响应要求较低的平安威胁来说已经足够。 但是很多情况下，在威胁发生时，需要平安系统的多个功能局部，甚至多个平安相关的部门在最短的时间内协调配合，共同处理危机。这时候，监控系统的响应速度将直接关系到用户的人身或财产的损失
12、情况。 我们认为森林火灾难以完全防止，因此保护林木的最正确方法，便是缩短火灾侦察的时间，防止火势蔓延及失控。因此我们本着保护国家山林及天然资源的使命，建立智能森林火险综合管理系统，并根据不同林业的需求提供度身订造及针对性的解决方案。智能森林火险综合管理系统是侦察森林火灾技术的突破。现时常用的侦察火灾方法大多依靠森林内瞭望台当值人员及游客的报告，但这样既非自动化，亦太依赖个人的判断力。另外亦有机构使用红外线人造卫星影像系统，但这方法只能反映已扩散蔓延的森林大火，却难以侦测小规模的山火。而且要为红外线图片进展分析亦不容易，机构最少要用一至两小时，才能侦测到火灾位置。我们设计的智能森林火险综合管理系
13、统，正是要跨越这些限制。 视频监控是最直观最有效的方式，从最开场的人员巡逻到现在的摄像机监控都是想通过视觉画面来直接监控，但是由于人眼容易疲劳和其他画面太多等因素导致视频监控不能发挥应有的效果，更多的成为了事后的查询记录，虽然也能帮助解决一些问题，但是我们更多的希望是防止非正常事件的发生，把他们消灭在萌芽之中。要做到这些，就要解决用人眼监控的弱点，我们将提供智能视频分析技术，通过机器眼+机器脑来防范，真正做到24小时有效监控。1、先进性原则系统应充分考虑科学技术的迅猛开展趋势，应用国内外业界较先进和标准的主流技术来保证智能化系统各项功能的实现；采用以“数模结合的系统构造，使得系统可以方便灵活地
14、在处理能力、系统容量、功能点等方面进展扩大和升级换代，从而确保系统可以支撑未来一段较长的时间内形势和业务开展的需要。2、实用性原则系统的设计应使智能化系统能够最大限度地满足派出所的各项业务需求。以监控各信息系统作为指挥的主要手段，为其它的各项业务职能提供所需的信息。系统的输入设备和系统软件还应具有良好的操作性，使一般文化水平的民警，在略懂电脑操作的情况下通过根本的培训就能掌握系统的操作要领，到达胜任值班和监控任务的水平。3、可靠性原则系统应采用以模拟信息传输为主、数字信号传输为辅，并相结合的方式，在关键节点保证系统的可靠性；采用成熟的技术和优质品牌的配套设备，并充分考虑系统实施地点的使用环境进
15、展选择，以提高系统的可靠性和使用寿命；系统设计时还应考虑数据的备份保存和快速恢复，以便在系统出现问题时能以最快的速度恢复正常运作。4、可扩展维护性系统中采用的硬件设备及软件产品应支持国际工业标准以及行业相关标准，以便能和不同厂家的开放型产品在同一系统中共存。在系统设计中，应选择具有可扩展性的系统构造和产品，特别是通过模块化设计的设备和可升级的系统软件，使系统能灵活增减或更新各个子系统的功能来满足业务开展的需要。5、平安性和*性在系统设计中，既考虑信息资源的充分共享，更要注意信息的保护和隔离，因此系统应分别针对不同的应用和不同的通讯环境，采取不同的措施，包括系统平安机制、数据存取的权限控制等。第二章系统建立方案2.1 *市监控模拟布点根据前期摸查和调研，发现*市森林火险事件多发生在市东西面的两个部位，而东西两组团范围广阔，最远距离达90公里，监控难度较大。结合*市规划任务与过往实际灾害数据，森林防火体系现方案分别于1区、2区、3区、4区建立10个森林防火视频监控点，具体分布区域见下表：序号单位森林防火视频采集系统数量和位置数量简要描述位置信息11区5模拟覆盖图1的右手边分布着*市
