森林防火智能分析无线传输监控系统方案 联系人 :张凯 联系电话 :18620388241
一、概况
森林火灾是世界性的林业重要灾害之一, 不仅烧毁森林, 降低林分密度, 破 坏森林结构, 降低森林的利用价值、同时造成生态系统内生物因子、生态因子的 混乱与灭绝, 更致命的是, 对人民生命财产造成极大威胁——烧毁林内各种建筑 物和生产生活资料, 甚至危及森林附近村镇、生产点和其他居住点的安全。 作为 有远见的领导,把“预防为主,及时发现、快速扑救”方针作为森林防火必须贯 彻的政策,真正做到早发现、早解决。
深圳市荣通达科技有限公司根据国内外森林防火经验, 结合我们国家森林防 火实际情况,设计了“森林防火无线智能分析数字化监控预警系统” ,该系统可 以实现快速、准确、实时的监控林区林火情况,配合 GIS 数字管理平台,结合 林政管理、生态建设管理及林业活动, 实现各种智能化管理系统。 下面, 我们以 公司建设过的一个森林防火系统为例,对比介绍一下功能情况。
无线智能数字化预警系统与传统森林监控系统对比如下:
二、需求分析
该防火项目处于内蒙古偏远地带, 无市电供应, 需提供风光互补设备以保证 全天 24小时无间断供电。同时,该项目分设六个点,每两个点分属一个林区, 每个林区
设置一个监控中心, 指挥终端再配置一个总监控中心对三个分控中心进 行指挥监控以实现对三个林区的全面远程监控。
1.森林防火联网智能监控系统的建设, 是内蒙古森林防火工作革命升级的重 要工作,工程建设应满足以下几个要求: 投资省:工程建设应充分考虑设备选型的性价比,同时不能牺 牲设备和系 统的先进性,保证系统在一段时间内不落伍。
建设快:一旦合同签订,从方案设计、到工程施工都能按期完成。
功能全:系统建设能满足甲方的功能需求。
安全性:系统的设计建设能充分考虑复杂多变的地理和气候因素, 防雷技术 可靠,防盗方法可行。
稳定性:系统能满足 7³24无间断工作,无论是前端设备,还是整个系统, 都能稳定运行。
扩展性:系统具有可扩展性, 系统具有升级功能, 适合森林防火防护监控系 统的发展要求。
易用性:要求系统的操作简单,界面清晰,流程合乎行业习惯,易学易用, 并能提供在线帮助和技术支持,最好具备一键开机功能。
2.林火监控监测预警指挥通信系统作为森林防火工作的基础支撑, 应满足日 常值守和处置森林火灾突发事件的需要,因此系统应满足以下功能: 林火、烟雾、定位
系统监控的林区图像清晰可辩, 能够在第一时间智能识别林火, 并精确定位 火点位置,并能自动报警。
火情推演
能够根据当前火点的位置、风向、温度、湿度、地表温度、植被等信息动态 推演火灾蔓延的方向、面积、速度及强度,为扑火指挥 提供科学的决策依据。 扑火预案
报警后一旦火情确认, 指挥扑救人员可通过大屏幕实 时查看现场实时视频, 同时能通过系统辅助, 结合现场实际情况, 产生一套切实可行的扑火方案, 可 以联动相关的单位、人员以及扑火物资, 得出扑救具体措施和最佳路线方案的切 实可行的预案。
灾后评估
林火发生后,系统能对受灾面积、灾害损失 做出相对准确的评估。甚至能 对灾后重建提供辅助决策的数据。
GIS 地图
二维地图与三维电 子地图联动, 管理人员可任意切换。 地图显示可任意放 大缩小,支持鹰眼。
专题绘图
林业管理工作人员可通过本系统的 GIS 地图进行专题绘图, 专题遵循国家标 准,涉及森林资源、地形地貌、防火力量、社会资源等几个大类,具体类别以最 后提交的需求为准。
数据存储
前端设备 7³24不间断摄像,在前端的上一级保证最低 30天录像回放。报 警图像上传至区县和省市中心备份存储,区县中心保证最低 15天录像回放,省 市中心保证最低 7天录像回放。
管理数据的存储要求安全保密,数据库的配置能满足系统运行。 日常办公
林业防火管理工 作人员可通过本系统进行日常防火工作的自动 化办公, 并 能根据相应权限对系统信息进行管理和维护。
前端设备与自然环境
本工程所处自然环境随季节、昼夜、气候的变化而复杂 多变,不同季节、昼夜之间温差变化大, 且常伴雨雪, 时有雷雨大风。 要求前端设备具有恒温功能, 并能有效防雨防雷。
供电
本工程所 辖范围区域广,野外架线成本高、施工难维护难。希望能提供一 种供电方式,能保证前端设备全年无间断可靠运行。
网络
林区所辖区域广, 野外架线成本高、施工难维护难。 需要提供一套可行的网 络方案, 能保证基站与监控中心之间, 监控中心与区县监控中心、省市监控中心 之间的带宽能保证数据流传输流畅。
林区设备防盗
前端设备大多数安装在无人值守的密林深处, 林区的前端设备需要利用现有 监控系统设置防盗功能。
三、系统设计 1.系统组成概述
智能林火监测系统, 主要由前端视频监控系统、影像传输系统、及森林防火 指挥中心构成。
1.1 视频监控系统
一般设置在各了望塔或林区制高点上, 主要设备包括超低照度摄像机、重型 云台、电动长焦镜头、网络视频编码器等设备, 设备自身防盗报警系统、供电系 统、防雷系统等。 是实现智能防火监测系统前端视频图像、林火自动报警和火点 自动 GIS 定位数据采集的重要点。
1.2 影像传输系统
传输链路包括前端数字微波发射系统、数字微波中继系统、监控中心机房数 字微波接收系统构成, 是实现前段监控点视频图像、数据采集传输到监控中心机 房的必须链路, 是构成劳山林业局防火项目远程监控系统、无线数字微波网络系 统与远程视频会议的重要组成部分。
1.3 森林防火指挥中心
森林防火指挥中心由数字微波系统、视频数据存储系统、GIS 地理信息系统、远程监控管理系统、视频会议系统、指挥中心大屏幕系统等构成。 是现实工作人 员通过指挥中心对野外森林进行远程集中监控; 同时能够将图像监控及分析与火 灾自动报警的识别与定位, 并通过无线数字微波传输网络实现防火智能监测的数 据采集、分析、林火定位、自动报警、指挥调度等功能的核心部分。同时也是远 程视频会议系统的中心部分。
系统基本构成图 2.设计 原则
“林场防火无线数字化监控预警系统” 项目设计和功能的实施将遵循以下原 则: 先进性:所谓先进是指要求采用的产品和系统是当代先进计算机技术的应用 成果, 具有一定的前瞻性, 特别是符合计算机和网络通信技术最新发展潮流并且 应用成熟的系统。
保密性和安全性:必须符合国家的安全标准和要求, 以保护内部信息特别是 密级信息不被非法访问。 系统设计时应充分考虑数据库和应用系统的安全性, 建 立身份认证、权限认证,彻底屏蔽内外非授权用户的非法访问。
智能化:系统中采用的产品和系统本身必须具有智能特征,比如自主编程、记忆功能、主动检测等; 前端设备与系统必须有良好而可靠的通讯能力和故障自 动检测、报警功能等等。
网络化:在计算机网络技术高度发展和广为应用的信息社会, 设计完成的监
控系统中所采用的产品和系统, 必须与计算机网络技术相结合, 实现各个子系统 的信息共享,才能适应时代的前进、技术的进步,满足更广范围巡查的要求。 实用性:我们这里讲的实用是指要求所采用的产品和技术经过了市场的考 验, 能满足目前监控系统的需要而无华而不实之嫌, 决不搞盲目投资、浪费资金。 兼容性:考虑到国家林业局、区林业局已建成的或在建的防火信息系统, 本 系统能与区林业局、国家林业局的防火信息系统接轨和共享数据; 同时考虑到今 后重新开展林场资源调查后资源数据库与最新卫星影像的更新问题; 另外, 本系 统能够妥善处理好与上下级防火信息系统的连接, 做到与相关已建立好的信息系 统的兼容。
成功应用:系统设计采用的产品和系统, 必须是经过了一定时间市场考验的 成熟产品,特别是在国内应该有成功的应用案例。
合理配置:系统设计时, 应对需要实现的功能进行合理的配置, 并且这种配 置应该是可以被改变的, 甚至在工程完成后, 功能、配置的改变也是可能的和方 便实现的。
良好操作:系统的前端产品和系统软件均具有良好的学习性和操作性。 特别 是操作性, 应使一般水平的管理人员, 在粗通电脑操作的情况下通过培训能掌握 系统的操作要领,达到能完成监控任务的操作水平。
可靠性:设计必须遵守的原则是保证系统的可靠稳定运行。 这个原则要兼顾 到两个方面: 系统运行可靠-系统的运行要求可靠。要求从计算机的配置到系统的配置、前端设备的配置都要仔细考虑这个问题,对所有的设备进行认真的可靠性认证。 保存和恢复设置方便-在实际运行中, 即使系统的故障率非常低, 也会因为 各种意想不到的原因而出现问题。 所以在系统设计时要考虑到系统设置数据的方 便保存和快速恢复。
开放性:即使是最先进的系统, 也有随时间的推移而落后的可能。 在系统设 计中,我们选用产品和系统时,应充分考虑系统的升级、扩展、维护问题,设计 应全面、周到,注意预留到位并留有充分余量 , 以适应未来发展需要,主要体现 在以下方面: 智能化升级-系统的软件是最有可能升级的, 选用的系统管理软件必须有厂 家的免费升级承诺。 升级的操作应该相对简单, 由系统管理员即可完成, 不需要 繁复的操作和专门的技术。
模块化结构-为方便硬件的维护和升级, 设计时采用的设备应为高度集成的 模块化产品。由其组成的系统应是模块化结构。这样便于系统的维护和升级。 经济性-为了确保投资合理性, 要在满足其它基本原则的基础上选择性能价 格比最优的系统和产品,从而使系统投资物有所值,不造成盲目投资 。
3.系统主要设备
3.1 RO-144000WFGH风光互补发电系统 (1风力发电机
产品特点
A、外壳采用铝合金一次压制成型,重量轻 B、矽钢片采用武钢 600冷轧片,损耗小,不易发热 C、转子采用 H 级钕铁硼稀土永磁材料,效率高,耐高温 D、尾舵采用玻璃纤维板切割成型,柔韧性好,强度高 ⏹类型 : RO系列电机 ⏹额定: 600W ⏹发电机:永磁发电机(钕铁硼 ⏹证书(CE (2风叶
²风轮: ²三叶型,上风式 ²直径 : 3.2米 ²
(3 (RO-2000W-S-W 高性能风光互补控制器
产品概述
本高性能风光互补控制器专为高端的小型风光互补系统设计, 特别适合于风 光互补发电系统和风光互补监控系统; 能同时控制风力发电机和太阳能电池对蓄 电池进行安全高效的充电。
另外, 本控制器具有完善的保护功能, 包括:太阳能电池防反冲、太阳能电 池防反接、蓄电池过充电、蓄电池防反接、防雷、风机限流、风机自动刹车和手 动刹车。
本控制器采用智能化、模块化设计, 结构简单、功能强大, 选用工业级的优 质元器件, 并严格的生产工艺制造, 从而适合于低温等恶劣的工作环境并具有可 靠的性能和使用寿命。
3.2前端视频采集设备 (1夜视摄像机 /透雾摄像机
由于林场防火监控系统安装在林区的山上, 山区经常山雾弥漫, 普通的摄像 无法达到正常的监控效果, 所以我们为用户推荐低照度透雾摄像机具有透雾、深 化云烟功能。夜视摄像机 /透雾摄像机与特制镜头配套,与普通摄像机的比较如 下:
11 12
透雾摄像机透雾效果对比 : 正常彩色状态画面 透雾开启状态画面
透雾摄像机深化云烟效果(用于识别烟火,增加识别准确性 : 正常彩色状态画面 透雾开启后对云层溶化效果
适用范围:广泛应用于公路、铁路等交通系统、国防边境、城市环境监视 等环境。
(2电动长焦镜头
由于可见光与红外光的波长不同, 所以当摄像机切换到黑白红外模式和透雾 模式时, 用普通镜头会出现偏焦、无法聚焦的问题。 我们采用日夜型镜头通过其 红外修正功能,配合夜视摄像机 /透雾像机实现更清晰的监控效果。
电动长焦镜头与普通镜头比较表:
长焦镜头
D60X12.5R3H 系列是一款专为日夜两用设计的业内最高水准,高清电动变 倍镜头。实现 F3.8的大光通量和 60倍(使用扩展器时 120倍,可达 1500mm 的 高倍率镜头, 在进行边境、铁路、林场防火、港湾等远距离监视时发挥重要作 用。 内置扩
展器。 能够清晰捕捉在 5公里以外的人物活动。 带有遥控光圈功能。 为了便于监视对象,可把光线细微调节。
(3 野外定制定位云台
林场防火监控系统前端采集部分建立在高山上, 野外条件恶劣, 对云台的各 项指标有严格的要求。云台采用不锈钢材料铸造,具有防水、耐高温、耐老化、抗腐蚀的特点; 选用高性能电机; 大载重量, 专为特殊环境设计; 可内置温控电 路、宽范围温度工作;云台可以结合地理信息系统实现准确定位。
13 重型定位云台与市面上普通云台的比较:
云台内置云镜控制解码器, 采用双处理器和先进的软件处理和控制技术, 专 为内置于云台内部或摄像机罩内设计。 解码器可实现云台的方位设定、位置较准、实时调速、预置位调用、自动巡航、云台和镜头的信息(如云台和镜头的位置参
14 15 数回传、滤色片切换、彩色 /黑白转换、以及辅助开关控制等功能。 (4视频服务器:
采用 DSP 处理器实现音、视频压缩编码,图像编码 MPEG4和 H.264可选,双路 产品图像格式可以支持从 QCIF、CIF、2CIFH、D1, 实现低码率下的高质量图像的 传输,支持 UDP、TCP、组播、PPPoE 等多种网络协议,适合各种网络环境,配合 DVR 软件可组成基于 IP 的适合各种行业需要的网络视频管理系统。
前端视频采集配置示意图
3.3监控中心系统(分控点和总监控原理相同 (1 GIS 地理信息系统
系统主要任务是解决森林防扑火地理信息系统建设和开发中的一系列关键技 术问题, 进而按照系统总体设计的要求和多层次用户的需求, 为林业处建立起从 基础 GIS平台到应用子系统的一整套森林防火-救火-应急扑火及减灾系统。
技术指标: 16
(2会议音响中央智能控制系统 ●A/V系统: A/V系统由 DVD、VCR (录像机、MD 机、实物展台、调音台、话筒、功放、音箱、数字硬碟录像机等 A/V设备构成。
完成对各种图文信息(包括各种软体的使用、DVD/CD碟片、录像带、各种 实物、声音的播放功能;实现多功能厅的现场扩音、播音,配合大屏幕投影系 统, 提供优良的视听效果。 并且通过数字硬碟录像机, 能够将整个过程记录在硬 盘录像机中。
●房间环境系统: 房间环境系统由房间的灯光(包括白炽灯、日光灯、窗帘等设备构成;完 成对整个房间环境、气氛的改变, 以自动适应当前的需要; 譬如播放 DVD 时, 灯 光会自动变暗,窗帘自动关闭。
18
●智能型多媒体中央控制系统: 采用目前世界上档次最高、技术最成熟、功能最齐全, 中央控制系统, 实现 东京城监控指挥中心中央控制室各种电子设备的集中控制。
会议系统的主要功能: ①会议发言功能: 通过按下代表单元 (或主席单元 上的发言键, 可开启或关闭该单元的发言 功能; ②主席控制功能: 按下主席单元发言键旁边的总清按键,可关闭所有开启状态的代表单元; ③设置同时发言人数功能: 通过计算机软件、触摸屏,或会议主机键盘面板可以控制同时发言人数; ④会议音量调整功能:
控制键盘 (或触摸屏 上配有一组音量调节按键, 可以调整系统音量、低音、高音; ⑤摄像跟踪功能: 中控系统通过 RS-485接口或者 RS-232接口,实现自动摄像跟踪功能; ⑥会议记录功能
配置会议记录系统,会议的实况实时录制并可选择刻录成光盘保存 3.控制中心综合显示系统
林业局森林防火中心集指挥、监控、管理功能于一体, 依托于视频核心平台, 依据相关权限管理共享视频资源。 指挥中心根据需要设置大屏幕等显示设备, 使 用数字矩阵将视频流解码输出到显示设备, 通过视频管理设备集中管理、控制图 像资源,操作员可使用数字显示终端调阅图像并进行控制。
●系统组成
整套液晶拼接幕墙显示系统主要由以下几部分组成: 1 机构设计,根据客户需求设计 2 46" (超窄 DID LCD显示单元(2*2 3 控制系统包含嵌入式驱动系统 4 应用管理软件包 19 ●系统连线示意图如下: 整套设备连接平面示意图:
●
四、系统维护与维修保养服务 1 在接到维修通知后，尽快做出维修响应，并设置服务热线电话。为投资方提 供远程遥控指导，争取第一时间解决问题。 2 本公司技术人员具备现场维修经验丰富，能独立处理技术问题能力的工程 师，有完备的投资方设备维修所需的备件库。 3 若现场不能及时修复，需拿回公司维修部的，修复后应立即送返。必要时应 提供备用机，以保证投资方的正常业务开展， 4 维护保养及维修工作结束后，我公司工程师应填写设备管理档案，并写出维 修报告并由投资方签署意见和签字确认。 5 因本公司技术人员技术问题或维护问题造成事故，使投资方设备蒙受不必要 损失的，本公司应赔偿投资方设备的全部损失。 6 公司定期按每季度派专人巡视检查设备情况，并作登记备案。 7 在双方达成共识后，本公司立即派工程师与投资方人员共同组成设备全面检 查小组，对投资方所需保修的设备进行全面检查测试，并记录在案，双方共同确 认。 8 对投资方的所有保修设备，本公司均根据每次故障维修报告和预防性维护报 告建立技术档案，
详细记录设备型号，发生故障时间，故障类型，维护方法，维 护质量，预防措施及维护和维护人员等信息。 9 每年年终或合适时间，本公司与投资方在投资方所在地或其他地点举办一次 保修设备使用维护技术研讨会， 总结经验并找出存在问题。为双方进一步合作打 下基础。 10）保修有效期内，免费更换坏配件。 21
