森林防火数字无线监控系统方案

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1、 森林防火数字无线监控系统方案 一、前言森林火灾是世界性的重要林业灾害之一，每年都有一定的数量发生，造成森林资源的重大损失,并给环境带来严重污染。多年来,国内外都在为预防、减少和控制森林火灾而努力。随着我国造林事业的不断发展，林地面积、林业蓄积量正呈现逐年增加的趋势，森林防火安全工作的任务量越来越大，发展自动化的防火监控技术已是当务之急。森林火灾的发生具有突发性、随机性的特点，短时间内能造成巨大的损失。减少损失的一个决定性因素是必须及时的发现火警，并迅速作出准确合理的分析判断，只有这样才能及时的作出正确的决策，快速采取扑救措施,防止火灾的扩大和蔓延。在森林防火工作中，有效的利用最新的数字化、网

2、络化、视频监控等技术，将有效的提高森林防火防灾的工作水平。先进技术的应用将处进森林防火工作的规范化、科学化、信息化，有效的贯彻“预防为主，积极扑救的方针”，真正做到早发现、早解决。在森林防火工作中，采用视频监控技术可起到如下作用：1采用视频监控系统有利于及时发现森林火情，以便及时采取措施。2在发生森林火灾时，视频监控系统能够及时的把现场的图像传回指挥中心，便于指挥中心通过监控画面指挥调度救火，以最大限度的减小火灾造成的损失。3视频监控系统能真实的记录火灾发生前、救火过程中以及火灾扑灭后现场的真实情况，为火灾的后续分析处理提供有效真实的资料。多年以来一直致力于网络系统集成和数字视频监控产品的开发

3、和工程实施，在视频监控和通信网络技术领域积累了丰富的经验。针对森林防火工作中的实际需要，我们提出了森林防火数字无线监控系统方案，以期为森林防火工作提供更新的技术手段，在减灾防灾工作中尽一份力。本方案提出的森林防火视频监控系统，实现了图像传输网络化和控制管理数字化、网络化。在系统内部，采用当前先进的压缩技术, 在实现远程实时高分辨率图像传输的同时，使图像的传输占用较少的带宽。系统能够实现在全市森林防火监控网内，各分监控中心和总监控中心之间可相互调看图像资料，实现图像双向传输，做到信息共享。在图像资料的存储方面，采用分布式存储方案。对有权限的人员提供远程资料查询和图像下载与回放的功能。网络化森林防

4、火视频监控系统的结构、性能符合国内、国际标准和规范，即满足了目前森林防火工作的需要，也为未来的扩展提供了方便的条件。系统采用符合国内、国际标准的名牌产品，技术领先，经过了国内、国际广泛和较长期的使用，具有良好的技术支持和服务。系统先进、可靠、实用、操作简单，维修方便，故障率低，使用寿命长，性能价格比合理，确保了森林防火监控系统工程的高质量和高可靠性，能够充分发挥视频监控的优势，更好地提高工作效率。二森林防火视频监控系统的设计和建设原则森林防火视频监控系统的建设应满足如下要求：1、合理性：这是系统建设的基本原则。森林防火视频监控系统的建设要坚持合理规划，合理布局，减少设备投资。2、先进性：系统应

5、采用当前国际上技术先进、性能优良、工作稳定、有信誉保证并得到广大用户认可的监控设备，使整个系统的应用在未来相当长的一段时间内保持领先的水平。3、可靠性：系统的可靠性原则应贯穿于系统设计、设备选型、软硬件配置到系统施工的全过程。只有可靠的系统，才能发挥有效的作用。 4、开放性和兼容性: 采用标准化、规范化设计，使得系统具有开放性和良好的兼容性，以便于设备、器材的选型，能够在系统结构上进行有效的利用和开发，并为以后的发展提供便利条件。在新系统建设的过程中,最大可能地保护已有模拟设备的投资。5、方便性：监控系统的操作应具有灵活简便、易于掌握的特点，操作人员能够方便的进行使用及维护，使整个系统的功能得

6、以最大实现。6、扩展性：系统的建设应为未来的发展留有充分的余地，以便日后比较方便地进行系统扩充。所选设备应采用模块式结构，在需要时可随时补充，使系统具备灵活的扩展性。7、经济性：力争做到在尽可能减少一次性投资的基础上协调好近期使用和长期发展的关系，尽可能减少系统建成后的使用费用，建立起一个技术先进、开放式的智能型系统。使得整个系统所需投资合理，达到功能和经济的优化设计，从而构成一个性能价格比优化的系统。三森林防火视频监控系统建设方案设计依据视频安防监控系统技术要求(GA/T367-2001)安全防范系统通用图形符号(GA/T74-1994) 工业电视系统工程设计规范(GBJ11587)安全防范

7、电视监控系统图像信号有线传输设备技术要求(GB/T16677-1996) 安全防范工程程序与要求(GA/T75-1994)应用电视摄像机云台通用技术条件(GB/T15412-94)电气装置安装工程施工及验收规范(GB50254-50259-96) 安全防范系统验收规则(GA308-2001) 四系统架构方案系统的基本架构如下图所示：为达到全局监控、重点盯防、快速反应的目标，将森林防火视频监控系统设计为分级架构，即建立市级监控中心-区级监控中心-前端监控点三级层次结构。系统设总监控中心一个，并按需要设置相应数量的分控中心。总监控中心设在市级（地区级）森林防火管理单位，分监控中心可设在区级森林防火

8、管理单位。前端监控点负责对其覆盖区域内的森林火情进行监控，配置高等级的摄像机和云台，可实现24小时的图像监控。前端监控点按其受管辖区域将得到的图像信号上传到分监控中心。分监控中心对前端监控点上传来的图像予以汇集，并接收总监控中心下传的图像，分监控中心对图像予以处理和存储，选择图像信号送电视墙显示，并能够对各种前端设备（如：前端的云台，镜头等）予以控制。各分监控中心的图像经处理后上传到总监控中心。总监控中心对各分监控中心上传来的图像予以汇集，并对各分监控中心上传图像的内容予以选择控制，同时对图像予以处理和存储，选择图像信号送电视墙显示，并能够对各种前端设备（如：前端的云台，镜头等）予以控制。总监

9、控中心拥有公网出口，可对Internet网络上的客户提供实时监控图象信息。总监控中心能够将某路信号处理后，上传到省和国家森林防火管理部门。连接到分监控中心网络上的用户，可按相应的操作权限，观看有关实时图像，并能够对各种前端设备（如：前端的云台，镜头等）予以控制。连接到森林防火监控网络上的用户，可按相应的操作权限，对存储的历史图像资料查询、下载和回放。 五网络系统方案森林防火监控系统的网络化建设须按照森林防火工作的实际需要，结合现场情况具体确定。只有合理的构建网络系统才能使其适宜于大规模视频流的传输。 1采用数字微波技术构建全数字化远程TCP/IP网络化监控系统在远程监控图象的传输方面，目前主要

10、有有线和无线两种方式。在森林防火工作中，前端现场监控点的分布具有点多、面广、距离远等特点，而且监控点均位于林区，许多地方比较偏远。在这种情况下，采用有线的方式实施监控图象的远距离传输几乎是不可能的，而只能采用无线传输的方式。用无线方式实现远程监控图象的传输，目前主要有两中方式：一种是采用模拟微波技术，在发送端将图象信息调制在不同的频率上，然后发射出去。在接收端将接收到的不同频率的图象信号下变频后送普通电视机显示，或直接还原为基带信号送监视器显示。另一种方式是采用数字微波技术，在发送端将图象信息数字化，并进行压缩处理后形成TCP/IP网络信号，再经无线微波网桥发射出去。在接收端通过无线微波网桥将

11、接收到的压缩图象网络数据送到LAN/WAN上，供网络用户观看，或经解码后送电视墙显示。模拟微波技术与数字微波技术两者即有许多相似，又有很大的不同。由于两者都采用微波传输，所以两者同时具有微波技术的优缺点。而两者的根本差异在于模拟和数字的区别。数字微波技术相比于模拟微波技术具有许多优势。数字代替模拟，已经是历史发展的必然趋势。数字微波技术是大型的、分散的地理区域监控系统的最佳选择。本方案采用数字微波技术构建全数字化远程TCP/IP网络化监控系统。网络监控系统是基于传统模拟监控系统和数字硬盘录像监控系统后最新发展的第三代监控系统，它正以无可比拟的绝对优势取代着前二代监控系统。全数字化网络监控系统以

12、网络为平台、以计算机为核心，集成当今最先进的网络技术、数字视频技术、计算机技术以及数字处理技术，结合视频监控的实际要求以及多年来不断完善的监控理论和经验，采用全新的设计理念，是一套软硬件相结合、崭新的、完整的安防系统，优化了内部结构，减少了不必要的环节，提高了整体性能和反应速度，满足新技术不断发展的需要，并能提供全面的增值服务。 2网络构建结合森林防火工作的特点，前端监控地点与分监控中心之间的通信采用数字微波传输方式；分监控中心与总监控中心之间的通信可采用有线网络（TCP/IP网络）方式，也可采用数字微波传输方式。从节省后期运行费用的角度考虑，本方案建议采用数字微波传输方式。森林防火监控系统的

13、构成如下图所示：上图中各部分说明如下：前端现场监控点采用TCP/IP无线网桥，利用2.4G公开频段，通过数字微波技术建立与管辖区域的分监控中心之间的TCP/IP网络连接。如前端监控点与分监控中心之间无障碍物，可直接将前端监控点的微波信号发往分监控中心，如上图中监控中心1管辖的前端监控点即属于这种情况。如前端监控点与分监控中心之间有障碍物，则需要选择一个中继点，该中继点对前端监控点和分监控中心都可见，此时利用该中继点对前端监控点与分监控中心之间的通信进行转发，如上图中监控中心2管辖的前端监控点即属于这种情况。同样,分监控中心采用TCP/IP无线网桥，利用2.4G公开频段，通过数字微波技术建立与管

14、辖区域的前端现场监控点之间的TCP/IP网络连接。各分监控中心与总监控中心之间也采用TCP/IP无线网桥，利用2.4G公开频段，通过数字微波技术建立TCP/IP网络连接。在通过数字微波技术组建TCP/IP网络时,均采用点对点方式,在工程中大量使用定向天线。采用数字微波技术实现的点对点通信，要求两个之间视距可见，即两点之间没有障碍物。在野外可选择制高点（如山顶等地）安装微波传输设备，在城区可选择高楼的楼顶安装微波传输设备。如两点之间有障碍物，则需要进行中继，中继点对于两个点均为视距可见。如地形复杂，也可增加中继点的数量，以实现中间有障碍物的两个点之间的微波通信。通过数字微波技术组建的无线TCP/

15、IP网络，其标称带宽达11M，实际可用带宽在5Km以内可达5M-6M，能够有效的满足森林防火监控图象传输的要求。经过上述的组建后，整个系统的各个部分（包括前端监控点、分监控中心、总监控中心）组成了一个地理范围广阔的无线局域网络。在系统的总监控中心，设置一个公网的出口，租用2M带宽的线路（视实际需要也可增加）使上述无线局域网与Internet广域网连接，可为Internet网上的客户提供监控信息服务。从系统结构上来看，森林防火视频监控系统的建设在各分监控中心与总监控中心之间建立起了TCP/IP网络连接，该连接除可用于森林防火视频监控外，也为森林管理系统建设办公自动化网络提供了平台，所以本方案是单位信息化建设工程的一个有机组成部分。3网络运行管理视频流的传输是消耗带宽最多的应用。如果规划不当，在TCP/IP网络中传输大量视频数据时，容易引起广播风暴，流量失控，网络拥塞等严重问题，致使网络传输中断，造成严重损失。在森林防火网络化监控系统建设中，采用如下措施保证网络的正常运行：A构建VLAN：选用支持虚拟网的以太网交换机，将视频系统与其他信息系统隔离开来，使视频数据仅在虚拟网中流动，降低与其他数据的碰撞。B确保QOS：视频数据传输属于时间敏感型应用，需要保证各数据包之间的延迟在一定的范围内。