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森林防火视频监控管理平台解决方案1森林防火视频监控系统功能介绍项目建设技术线路1、传统烟火报警处理方式传统的火灾监测手段，不管是森林防火方面，还是城市高空瞭望防火，采用的是人工巡逻模式，人在高处，即瞭望塔，通过望远镜不停看，但是随着时间的推移，人的视觉会发生疲劳，疲劳了就会发生意外，通常等火灾已经发生后，才能做出相应判断，但是人工瞭望的方式，对具体位置信息，不清楚，又增加扑救的难度。为了解决人工疲劳的引起的火灾事件，引入视频监控与人脑结合的方式进行处理。通过高清摄像机进行地毯式的扫描，把前方清晰稳定的图像出过来，通过人眼进行观察，如果发现有火情，或者有很大的烟雾，可以让人眼分辨出来的，可以做出相应的处理。需然解决视觉疲劳发现烟火的问题，但是带来新的问题必须时刻人工坚守。为了解决这个问题，引入特有的烟火识别软件，可以根据图像对比，很容易实现烟火自动识别与报警，即解决人工疲劳问题，又能提前预警，提前实施扑救方案，最大限度减少火灾带来的损失。方式一：传统人工瞭望森林防火视频监控管理平台解决方案2人工瞭望烟火信息方式二：先进烟火自动识别2、目前主流烟火报警方式目前烟火识别技术，根据发现烟火，自动报警，主要有如下方式：第一，根据云台的巡航方式，发现烟火可以分为两种模式，一种是地毯式扫描，根据云台的转速，在监控范围内，进行地毯式的扫描，只要在监控范围内发现烟火，就会自动报警，这种方式不会漏报，及时报警。另一种方式，在监控范围内进行跳跃式扫描，导致出现扫描盲区，出现烟火及发生火灾还没有进行报警，这种方式效率低下森林防火视频监控管理平台解决方案3存在先天不足。第二，根据镜头扫描半径不同，发现烟火可以分为两种方式，一种方式，如果云台的转速是0度—5度的水平转速，在一个巡航周期内，很难在很短的时间内进行全部扫描，当某个区域发生烟火甚至火灾后，镜头段时间内还没扫描到该区域，导致火灾发生，得不到及时预报。另外一种方式，如果云台的转速大20度，在同样镜头的扫描半径，能够很快扫描完监控区域，能够及时发现未知区域的烟火，及时报警，达到及时处理的目的。第三，根据对烟火的误报来区分，目前有两类厂家，一类误报、漏报太高，所以软件直接采取赠送的方式，验收的时候不需要验收软件的性能，只验收硬件就行了，但是容易造成火灾发生后无法得到及时的预报，处理，造成大量的经济损失。另一类厂家是误报率低，软件性能稳定，能及时有效的进行烟火预报，但是需要进行采购，稍微增加成本，却能够及时有效的进行烟火报警，及时有效进行处理，减少或避免经济的损失。3、领先烟火自动识别算法根据摄像机捕捉的图像，采用烟火智能识别算法，对当前火情进行自动识别。监测到火情后，系统锁定云台，由当前瞭望塔的高度、云台的方位、摄像机的焦距等相关信息，依据公式推算出发生火灾的位置。根据烟火识别算法的特点，目前烟火识别对同一视域的单帧图像的火情识别比较容易，但准确率较差。我公司在多个项目的森林防火视频监控管理平台解决方案4积累中寻求技术的不断创新，通过对火、烟的颜色、形状、颜色分布、轮廓以及纹理等多种因素的分析，并针对森林火灾与烟雾、云等干扰因素在光谱特征、空间几何特征上的差异，综合运用图像处理方法和各种算法并行计算，能够实现对多帧图像的火情识别，准确率较高。4、先进图像识别技术通过遥感的手段，利用先进的遥感图像识别技术，根据前一帧视频图像与后一帧视频图像对比，通过专业的图像算法，提取火点信息，进行报警。森林防火视频监控管理平台解决方案55、精确的定位技术当监测到烟火后，系统锁定目标，由当前瞭望塔的高度、云台的水平转角和垂直俯仰角、镜头的焦距，结合GIS地理信息系统，依据公式测算出发生森林火灾的具体位置。森林防火视频监控管理平台解决方案66.软件平台可扩展性强目前，烟火识别软件被广泛应用于森林防火，城市高空瞭望等项目中，而目前的市场上做云台、镜头、视频服务器的厂商很多，而且各有自己的优势，所以市场就提出要求目前的烟火识别软件兼容目前主流的硬件，达到整合资源，进行资源共享的目的。目前市场主要有两类烟火识别软件，一类是平台可可扩展性差，只能用自己厂家所生产的硬件设备，这样就造成软硬件的维护及成本增加，因为是唯一，所以没有可选择性。另外一类，根据市场的要求，可以灵活接入各种硬件平台，用户可以根据自身的特点进行选择，达到资源共享的目的。五、项目建设思路1、实现无人值守和高效管理森林防火视频监控管理平台解决方案7传统的视频监视方式依靠值班员24小时轮流值班，昼夜监控和判断各个监视点传来的现场视频图像，为了有效解决传统视频监视方式的人员长时间监控易疲劳、人员管理和工作效率等问题、需要将传统的视频监视方式与烟火自动检测、识别和报警软件监测方式相结合，实现无人值守和高效管理。2、实现“眼睛”与“大脑”相结合通过传统的视频监视方式，将林区各个监视点的视频图像传到控制中心，再通过烟火自动检测、识别和报警软件自动识别出火点并发出报警信息---这只是实现了“眼睛”的功能，如何实时地分析和判断火点位置、火势蔓延趋势？如何动态地分析火情造成的损失？如何有效地协调组织防火人员、设施以及实施灭火指挥方案？亦即，上森林防火视频监控管理平台解决方案8述的“眼睛”功能如果不与后述的“大脑”功能相结合，一则很难有效地利用“眼睛”的实时监测功能，二则难以充分利用森林防火监控指挥管理涉及到的各类资源、进一步提升森林防火指挥管理的总体水平和实现及时有效的灭火监控指挥管理效果。3、实现“平时”和“战时”管理相结合城市防火监控预警管理是发生在防火应急指挥管理期间之外的、体现在平时或日常的预控性管理，实现预先发现、及早解决和有效预控是加强森林防火监控管理的另一个重要环节。如果能够将“平时”的城市防火监控预警管理与“战时”的城市防火应急指挥管理有效地结合起来，将有效地提高城市防火总体监控管理水平。森林防火视频监控管理平台解决方案94、实现“平面”和“立体”管理相结合城市防火监控指挥管理是针对城区火情、城区地势、环境、人员及设施分布的动态场景进行的分析、判断和组织调动等一系列活动，在城市防火监控指挥管理中，实现“平面”的二维场景与形象、生动和逼真的“立体”三维场景相结合，将有助于城市防火监控指挥管理的动态分析和判断，有利于明显改善和提升城市防火监控指挥管理的整体效果。森林防火视频监控管理平台解决方案105、实现“满足当前需求”与“后继灵活扩展”相结合考虑到目前城市防火监控指挥管理系统工程建设的初期需求、投资规模和难以一次到位的分期建设状况，下图中的红色标注区域体现了大多数城市防火监控指挥管理的当前需求，为了有效地体现出全面规划、综合考虑、避免重复建设和可持续发展的原则，在城市防火监控指挥管理系统的总体设计中，将采用具备可灵活接入各类镜头、云台、视频服务器等硬件设施、可根据发展需求灵活地接入、扩展和并发运行各类林业业务管理应用软件的平台架构，在系统功能和系统并发运行性能上，确保实现“满足当前需求”与“后继灵活扩展”相结合，实现在初期建设、在满足当前需求的同时，也为后期的发展建设奠定了可灵活接入、可方便扩展、避免重复建设和信息孤岛的可持续发展基础。森林防火视频监控管理平台解决方案116、实现“核心技术”与“应用服务”相结合将基于“烟火智能识别的森林火灾实时监测方法”的国家发明专利以及拥有30多项完全自主产权的核心技术，与开发各类防火监控指挥管理业务应用软件和提供防火监控指挥管理应用解决方案结合起来，通过上述的核心技术提升客户价值---有效地提供防火监控指挥管理系统建设的全过程应用服务。森林防火视频监控管理平台解决方案12六、森林防火视频监控管理平台总体设计方案1、总体设计方案图森林防火视频监控管理平台解决方案132.监控中心设计实施方案图七、森林防火视频监控管理平台系统功能1、平台总体功能架构图森林防火视频监控管理平台烟火自动识别报警系统热成像报警系统火点定位系统二维地理信息系统森林防火视频监控管理平台解决方案142、烟火智能识别报警系统支持实现下述功能：---远程控制、查询和切换各个监视点的云台设备工作状态；---实现对各个监视点监视镜头的调节控制；---远程控制、获取不同角度的图像；---一旦自动检测识别判断出图像上有疑似火点，立即自动发出报警、通知监测人员。---通过烟火自动识别软件发出报警控制信息，远程控制云台固定范围（或定点）扫描。---将采集的视频数据和数据位置信息存储入库。实现“无人值守、远程监控”的工作界面案例如下图所示。3、二维地理信息系统森林防火视频监控管理平台解决方案15GIS平台软件支持下述功能：----地图显示按图层的方式进行地图显示，可同时打开多个地图文件，并能以不同的图示符号快速显示。利用地图图层列表可控制地图窗口的显示内容、状态、顺序及表现形式等。----地图查询1）根据图形查属性支持在GIS平台上，分层或筛选查询火点周边的村庄、道路、地形等地理信息。2）根据属性查图形根据属性中某项属性值查找地理目标。----地图编辑管理1）支持通过地图编辑工具对相关的图层进行编辑、修改和补充。2）支持灵活设置图层数据，可灵活设置重点设施等图层数据，即：各区可自己通过简单界面编辑（添加、删除、修改）这些重点设施数据，市级系统根据各区的数据编辑情况，自动更新。森林防火视频监控管理平台解决方案164、火点定位查询系统支持通过烟火自动检测软件、烟火自动识别和报警软件的连动控制，自动跟踪和锁定的火点位置，并能实时接入、自动跟踪和动态显示在GIS软件平台上。支持一旦烟火自动识别模块判断出图像上有疑似火点，立即自动发出报警、通知监测人员，同时，也可在GIS软件平台上，进行火情自动跟踪和交互确认，如果确认火情，发出正式的火情报警信息。森林防火视频监控管理平台解决方案17八、硬件工程设计部分8.1硬件介绍森林防火视频监控管理平台引进国际上先进的防火技术，以国内价格水平提供国际品质的优质、稳定的森林防火监控系统。该系统是以森林火情监测为主，将GIS技术、纳米波滤光技术、数字图像处理技术，热成像技术等高新技术综合应用于森林资源管理中的高科技产品。本系统在监控森林火情的同时，还可以对森林资源、生态环境、森林病虫害及野生动物等进行有效监控。系统构成图示如下：森林防火视频监控管理平台解决方案18系统中每个前端采集站有独立地址编码，且每个前端采集站的坐标与地理信息系统中的位置一一对应，通过安装在前端采集站的定位云台巡回监控覆盖区域的林区火情，一旦发现火情，GIS系统接收到特定地址编码的定位云台回传的位置数据，即可实现火点定位功能。同时，启动后台的短信发布平台第一时间通知防火相关领导和人员。系统还可以提供最近扑火队前往火情点最短路径以及通往现场的主要道路和通行能力，提供防火隔离带的位置和阻火能力，以及赶赴火场的时间等重要信息，相关领导可以在监控中心进行远程调度指挥。系统以数字设备的监控方式，通过传输网络将采集的信息、数据传输到防火监控指挥中心，利用GIS（地理信息系统）对发生的火情、火警区域实现定位，并实时做出分析判断，确定扑救方案，将火险控制在萌芽状态。同时对大量资料数据进行储存、处理和分析，对今后的森林防火预防工作起到指导和参考决策价值。获取信息：利用建立分布在火灾易发区不同至高点的野外信息采集站，获取覆盖范围内的监控视频图像、环境信息，实现全天候森林防火视频监控管理平台解决方案19不间断监控；动态监测：在数字化网络平台系统的支持下，将视频图像及其它信息实时、同步传输到防火监控中心，实现真实观测林区的动态情况；火灾预警：如有火情，利用GIS地理信息系统，提调相关数据了解并掌握火场的基础情况，实现准确定位，同时通过专业林业数据库分析，得出一套切实可行的扑火方案，确定扑火的人、机、物力量的配置，得出扑救具体措施和最佳路线方案；预报分析：参考林区物候、可燃物特性数据,利用专家数据库模型进行综合分析,预测出相应地区的森林火灾等级数据。“白碱滩区生态防风林数字化监控预警系统”避免了原始人工了望观察火情的局限，实现了林区管理数字化、科学化，大大减少了林业部门的费用支出和管理