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1、第 一 章 背景与需求1.1 应用背景森林火灾是世界八大自然灾害之一，突发性强、破坏性大、危险性高、处置极其困难，严重危与人民生命财产和森林资源平安，甚至引发生态灾难。我国总体上是一个缺林少绿、生态脆弱的国家，是一个受季风影响、森林火灾多发的国家。党的十八大把生态文明纳入中国特色社会主义事业五位一体总体布局，明确提出大力推进生态文明建立，努力建立美丽中国，实现中华民族永续开展。森林是陆地生态系统的主体和重要资源，是人类生存开展的重要生态保障。森林防火是建立生态文明的根底保障，是森林资源保护的首要任务，是国家应急管理的重要容，事关国土生态平安，事关人民生命财产和森林资源平安，事关“山水林田湖生命
2、共同体建立。未来十年，是全面建立生态文明的关键时期，是森林防火工作乘势而上大有作为的重要战略机遇期。1.2 业务现状森林防火长期以来根本上采取较落后的传统防火指挥手段，一直未建立科学先进、规的森林防火指挥中心，与日益繁重的防火任务和火灾日趋增多的形势不相适应，常常因为防扑火手段落后而处于被动应付的局面，加大了火灾的损失。为了适应市场经济条件下森林防火扑火工作的需要，急需建立一个高科技含量的省级森林防火指挥中心，采用新的现代化的林火管理技术，提高组织指挥决策水平，走高科技防火之路，确保发生火情后，能迅速报警，科学调度指挥，最快扑灭，最大限度地减少林火损失。随着全国造林事业的不断开展，林地面积、林
3、木蓄积量逐年增加。林业工作的重点已转向森林管护。特别是森林防火已成为林业工作的首要任务和重中之重。森林防火工作面临着许多新情况、新问题。一是林可燃物多，冬春季节风大物燥，极易引发大的森林火灾。二是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。三是一些地方农村基层矛盾突出，引发的森林火灾案件增多，成心纵火案时有发生。一旦火灾发生并迅速蔓延将造成巨大的经济损失，对植被与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根底设施和队伍建立的力度，用科学的手段来强化防火工作。我们计划分别对林区重点区域进展图像监控系统建立与林场护林防火图像监控系统，
4、然后根据情况再由点到面，在其它地点建立监控点，进展系统扩容。在整个林区建立一套完善的森林防火体系。1.3 需求分析我国在森林保护方面目前最重要的任务就是森林防火工作。近年来，我国层层落实防火责任，加强防火宣传、火源管理、值班和报告制度，加快队伍建立，加大案件查处力度，使全民防火意识普遍得到提高，防火组织体系逐步趋于完善，根底设施建立得到加强，森林火灾预防和补救综合能力得到提高。但总体而言，我国森林防火工作仍处于较低水平，火灾发生频率仍保持一定状态。森林火灾发生原因主要有以下几种情况。1林可燃物：森林类型大多数属于可燃物载量大的次生林，且林相残缺不全，植被主要以松树类，芒草等为主。可以说，发生森
5、林火灾的物质根底条件完全具备。特别是近年来，随着全国生态公益林建立工程的实施和封山育林力度的逐步加大，林木郁闭度逐渐增加，森林植被迅速增厚，林可燃物迅速增加。2气候条件：随着全球性气候的改变，极端恶劣的天气逐渐增多，造成森林资源大面积受灾，局部林地林木损失沉重，林可燃物迅速增厚，使森林火险等级居高不下。3野外火源：从区域分布上看，火源比拟集中在城镇周围、公路沿线、田边等地段。从时间上可分季节性用火和常年性用火。季节性火源主要是生产用火、野炊、上坟烧纸、烧香、放鞭炮、点蜡烛等，这类火源相对集中在春秋防火期；常年性火源主要指常年在林区用火的火源，如依山而居的山区群众的生活用火、风景旅游区的餐饮业用
6、火、林区机动车辆携带的火种、电线老化等。1.4 总体目标为全面贯彻落实2009年国务院批复实施全国森林防火中长期开展规划2017-2025年，通过加大防火投入，加强了森林火灾预防、扑救和保障三大体系建立，改善了重点林区森林防火装备和根底设施建立水平，提高了森林火灾综合防控能力，通过本项目的建立，建立覆盖森林防火智能管控系统，运用现代科技手段建立森林防火视频监控、智能预警、辅助决策与应急指挥系统，实现防火工作的科学化、标准化、信息化和专业化，从而有效提高综合防控能力。综合运用“3SGIS-地理信息系统、RS-卫星遥感、GPS-全球定位系统、计算机网络和现代通讯等高新技术和手段，实现集声音、图像、
7、报警、定位信息的全天候、全方位、网络化的远程高清晰度的实时管控系统。同时，森林防火智能管控预警系统建成后，将有效减轻山林区工作人员的工作强度，进一步提高护林工作效率，推动森林管护工作由单一依靠人防向人防和技防结合、以技防为主的改革，进一步提高森林管护成效、保证天然林资源平安。第 二 章 系统总体思路2.1 设计思想1本系统要实现森林火灾的与时预警，提高扑火指挥的科学技术水平，到达火灾快速定位、快速汇报和管理方便、准确、直观的要求。系统的建立和使用将使得森林防火预警工作从传统的经历型的定性管理转化为自动化、标准化、规化的定量管理，实现森林火灾的快速识别定位，极提高森林防火预警管理的科学性和准确性
8、，辅助制定合理的扑火预案，提高扑火效率。2本系统要实现林区治安的实时监控和智能管理，提前防治安事件，高效准确处理治安事件。3本系统要实现林区野生动物的智能监测，基于移动巡查、视频监控等手段采集的相关数据，便于整理摸清林区野生动物的种类、数量、分布情况。2.2 设计原那么充分考虑系统的先进性，力求选用性能先进的设备；充分考虑系统的可靠性，以适应恶劣的环境和气候条件；充分考虑系统的兼容性和通用性，考虑网络的设备连接；充分考虑系统的开放性，采用模块化设计，使系统各局部有机融合，又相对独立，为日后升级和更新留有余地；注意系统所用设备的性能价格比，选用经济、实用设备。如今系统设计崇尚模块化的集成系统设计
9、思想，要求各子系统功能的最大化，而且要求多个子系统集成后具备单个子系统所不具备的高度集成化增值功能。本着这一思想，我们根据各系统间不同功能与集成关联程度，将系统各个模块进展整合，各个功能模块协同发挥作用，并基于统一平台上进展管理和操作。为了更好的实现以上设计思想，本着架构合理、平安可靠、产品主流、低本钱、低维护量作为出发点，并依次为客户提供先进、平安、可靠、高效的解决方案。1） 架构合理：采用先进的技术，合理构架系统，使整个系统平安平稳的运行，并具备未来良好的扩展条件。2） 稳定性：这是我们最关心的问题，只有稳定运行的系统，才能确保整个监控系统平稳运行，系统的技术先进性是系统高性能的保证和根底
10、，同时可有效的减少使用人员和系统维护人员的麻烦。3） 平安性：对系统操作人员进展权限管理，确保防止无关人员对系统的访问，确保系统的平安性。4） 扩展性：系统在设计时充分考虑到以后系统扩容的要求，在传输和控制设备端都留有一定的扩展容量，可随时增加摄像机等前端监控设备。5） 产品主流：系统是否采用当今主流产品，关系到系统的整体质量和未来能否得到良好的技术支持以与完整的技术文档资料。在设备选型时，我们将主要依据用户提出的具体要求，同时考虑产品厂家的技术先进性，产品是否为主流产品，原厂商的产品技术资料的完整性，原厂商的技术支持力量和产品制造公司的开展前景。所有这些是保证用户得到良好技术支持的条件，也是
11、保障用户投资的根本条件。6） 低本钱维护量：力争有良好的性能价格比，所采用的产品应是简单、易操作、易维护、高可靠度的。7） 规性：由于本系统是一个严格的综合性系统，在系统的设计与施工过程中应充分考虑各方面的标准与规，严格遵循各项技术规定做好系统的标准化设计与施工。2.3 设计依据1国务院办公厅关于加强森林资源保护管理工作的通知国办发199464号；2国务院办公厅关于进一步加强森林防火工作的通知国办发200433号；3国家林业局省级森林防火指挥中心建立规；4森林防火条例；5国家林业局颁发的森林重点防火区综合治理工程项目建立标准；6国家林业局颁发的其它相关规程和技术标准； 7国家建立部颁发的建筑安
12、装工程预决算定额8其它国家和行业公布的相关规程和技术标准； 9 森林防火视频监控系统技术规201610IEEE802.11无线局域网标准11 GB 9771-88通信单模光纤系列12 GB 50052-95供配电系统设计规13 GB50198-1994民用闭路监视电视系统工程技术规14 GB 50057-94建筑物防雷设计规15 GB5025-2001钢结构工程施工质量验收规16 YD/T 501-91微波无人值守电源技术要求17 YD2011-93微波站防雷与接地设计规18 YD/T 754-95通信机房静电防护通那么19 DL-T 646-1998输电线路钢管杆制作技术条件2.4 设计思路
13、围绕火情的早期预警预报与应急指挥管理，融合先进的视频监控报警手段，配合视频分析、气象采集、智能管控、GIS地图以与决策指挥等模块，所构建的智能化防火体系。系统以根底空间数据库、林业专题数据库和防护数据库为支撑，通过开发“森林防火视频监控预警决策系统实现三维场景下的“灾前、灾中、灾后全过程、全方位、一体化动态管控和预警决策支撑平台，为森林火险监测、预警、预报、扑救、灾后评怙等决策提供控术支撑和科学依据，为各级领导决策指挥、日常管理提供有力保障。前端设备采用目前国际先进的远距离透雾摄像系统配合远红外热成像系统实现远距离昼夜监控，系统成像技术性能稳定，不受天气环境因素影响。采用物体温度差值分析探测、
14、燃烧临界温度值自动预警模式，应用具有独立运算功能的置DSP计算系统，红外温度自动感应测温模块，利用物体自身发出的温度与环境温度的差值进展自动分析计算、自动报警，；不仅对燃烧的明火具有精准的判断，同时对冒烟状态的暗火、高温状态的自燃物同样可以检测、识别、预警；预警识别率高达98%以上；对林区进展全天候的远程监控、监测。结合移动单兵设备，实现工人了望观巡更。实现林区管理数字化、科学化，减少了林业部门的费用支出和管理本钱，大大增加林区平安。第 三 章 系统总体设计3.1 总体架构森林防火应急指挥系统意在建立一套科学、有效的高科技智能管控系统，利用热成像智能识别前端视频、综合分析平台等科学技术，依托林
15、区移动巡查、视频监控、无人机等手段，以实现对林区的保护和可持续开展。3.1.1 系统拓扑图1. 系统拓扑图3.1.2 系统组成整个系统由前端系统、传输系统、指挥中心系统三大局部组成。前端系统根据森林的实际情况分别部署双光谱重型云台红外热成像一体化摄像机、高清网络摄像机、手持移动终端、扩音系统、供电系统和无线传输系统。后端部署中心林火预警监控平台、GIS应急指挥平台、大屏、中心存储等设备。3.2 系统功能系统通过前端双光谱重型云台红外热成像摄像机对基站附近数公里围林区进展视频监控图像采集，实现方位角360全方位监控，通过热成像重型云台的测距功能方位角和俯仰角以与长焦镜头焦距实现火点的准确自动定位、火点的智能识别，一旦发现疑情，后端监控指挥中心将会马上发出报警信号并定位着火点位在GIS地图上显示，同时可对火场进展火情分析、火势蔓延分析、应急调度指挥、灾损评估等功能。由于森林火灾具有人为性、多样性的特点，海康无人机系统利用自身的快速部署、操纵方便、功能多样化等优势。可在林区上空快速防火检测和实时巡查，在人、车无法到达的地区进展林火侦测，并能克制复杂的天气和复杂的起降场地等困难，不存在人员平安的问题，并且覆盖面积广、工作效率高、便于执行夜航任务，能随时执行林火侦察和火场探测任务。对重点区域进展防，与时扑灭明火，消灭暗火。3.3 系统特色3.3.1 火情自动报警
