当涂县国有围屏山林区森林防火视频监控规划建设方案

个人总结，仅供交流学习，精品资料当涂县国有围屏山林区森林防火视频监控规划建设方案项目名称：国有围屏山林区森林防火视频监控申报单位：当涂县农业委员会编制单位：当涂县农业委员会编制日期：年月日当涂县国有围屏山林区森林防火视频监控规划建设方案项目名称：国有围屏山林区森林防火视频监控申报单位：当涂县农业委员会编制单位：当涂县农业委员会编制日期：年月日目录第1章第一章概述1.1项目背景森林火灾是世界性的林业重要灾害之一，每年都有一定数量的发生，造成森林资源的重大损失和全球性的环境污染。森林火灾具有突发性，灾害发生的随机性，短时间内能造成巨大损失的特点。因此一旦有火警发生，就必须以极快的速度采取扑救措施。扑救是否及时，决策是否得当的重要原因都取决于对林火行为的发现是否及时，分析是否准确合理，决策措施是否得当。为此国内外都在为预防,减少和控制森林火灾而努力。森林防火长期以来基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市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，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发展，林地面积、林木蓄积量逐年增加，林业工作的重点已转向森林管护，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和问题：一是林内可燃物多，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，故意纵火案时有发生，一旦火灾发生并迅速蔓延将造成巨大的经济损失，对植被及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基础设施和队伍建设的力度，用科学的手段来强化防火工作，微波图像监控作为森林防火的重要手段已列为国家和省重点投资项目。目前全国大部分重点林区、市都已建成或正在建设这一工程，在整个林区建立一套完善的森林防火体系。1.2组织架构森林防火工作主要由林业局负责。森林防火最高指挥机构是国务院领导下的森林防火部际联席会议；省、市、区县级都设有森林防火指挥部，林区乡（场）、企事业单位都成立有森林防火领导小组。县级以上森林防火指挥部的总指挥由当地政府的主要负责人担任。林业局监控指挥架构如下图：林业局监控中心架构图1.3现状描述目前森林防火工程中采用地面巡护、瞭望台监测、航空巡护、卫星遥感监测为主。目前森林防火监测方式都存在一些问题，需要寻求一种更高效、更智能的监测方式，更好的完善森林防火工程。1.3.1采用地面巡护地面巡护，主要任务是向群众宣传，控制人为火源，深入瞭望台观测的死角进行巡逻。对来往人员及车辆，野外生产和生活用火进行检查和监督。存在的不足是巡护面积小、视野狭窄、确定着火位置时，常因地形地势崎岖、森林茂密而出现较大误差；在交通不便、人烟稀少的偏远山区，无法进行地面巡护，需用各种交通工具费用及人员工资费用，只能用视频监测方法来弥补。1.3.2采用瞭望台监测瞭望台监测，是通过瞭望台来观测林火的发生，确定火灾发生的地点，报告火情，它的优点是覆盖面较大、效果较好。存在的不足：是无生活条件的偏远林区不能设瞭望台；它的观察效果受地形地势的限制，覆盖面小，有死角和空白观察不到，对烟雾浓重的较大面积的火场、余火及地下火无法观察；雷电天气无法上塔观察；瞭望是一种依靠了望员的经验来观测的方法，准确率低，误差大。另外瞭望员人身安全受雷电、野生动物、森林脑炎等的威胁。1.3.3采用航空巡护航空巡护，是利用巡护飞机进行林火的探测。它的优点是巡护视野宽、机动性大、速度快同时对火场周围及火势发展能做到全面观察，可及时采取有效措施。但也存在着不足：夜间、大风天气、阴天能见度较低时难以起飞，同时巡视受航线、时间的限制，而且观察范围小，只能一天一次对某一林区进行观察，如错过观察时机，当日的森林火灾也观察不到，容易酿成大灾，固定飞行费用元小时，成本高，租用飞机费用昂贵，飞行费用严重不足，这就需要用定点视频监测来弥补其不足。1.3.4采用卫星遥感卫星遥感，利用极轨气象卫星、陆地资源卫星、地球静止卫星、低轨卫星探测林火。能够发现热点，监测火场蔓延的情况、及时提供火场信息，用遥感手段制作森林火险预报，用卫星数字资料估算过火面积。它探测范围广、搜集数据快、能得到连续性资料，反映火的动态变化，而且收集资料不受地形条件的影响，影像真切。存在的不足：准确率低，需要地面花费大量的人力、物力、财力进行核实，尤其是交通不便的地方，火情核实十分重要。在接到热点监测报告小时内应反馈核查情况和结果。卫星遥感监控森林防火的其不足是：1)热点达到个像素时，火已基本成灾。2)从卫星过境到核查通知扑火队伍时间过长，起不到“打早、打小、打了”的作用。1.4需求分析目前各级护林防火部门大多采用人工了望和地面巡护的办法进行火情监测，由于林地比较分散，限于财力，难以组织大批人员进行看守，防不胜防。许多火情往往因发现不及时，耽误了扑救时间，使小火酿成大火。而采用视频监控系统监测火情，可以防止森林大火的形成，做到早发现、早消灭，实现真正意义上的打早、打小、打了，能有效地保护十分珍贵的森林资源，具有巨大的生态效益、社会效益和经济效益。可通过视频监控达到一定的防火效果。根据目前森林防火现状，森林防火视频监控系统有如下需求:1)系统监控图像可在第一时间传送到指挥中心，并可以在第一时间识别林火。2)当火灾发生时，能够精确定位火点位置，并能够自动产生报警。3)林区监控管理指挥中心通过观看。实时监视各监控点火灾情况，并远程控制云台摄像机进行控制。4)报警后，一旦火情确定，指挥扑救人员可通过大屏实时查看现场视频。5)林火发生后，通过系统可对受灾面积、灾害损失做出相对准确的评估。6)系统需支持视频和地图的结合，管理员可在地图上明确林火位置。7)前端系统运行需要提供一种有效的供电方式，能保证设备全年不间断的可靠运行。8)前端设备大多安装在无人值守的环境，需要通过有效的安全防范手对前端设备进行管理。9)利用有效的传输方式，能把前端监控视频传输到后台指挥中心。第2章系统总体设计2.1设计思路森林防火监控系统是集硬件、软件、网络于一体的联网系统，以森林防火平台软件为核心，在指挥中心能够实现对各个林区防火监控系统的全方位管理。前端视频监控点设定在林区的制高点，通过光纤传输网络与指挥中心网络点对点联接。2.2设计原则1)可靠性：硬件可靠性：系统按照监控现场的环境要求选用图像监控设备，能够适应现场的恶劣环境。摄像机和镜头采用专业产品。软件可靠性：操作系统应具有良好的稳定性。用户管理：用户等级管理和密码管理相结合，不同的操作人员具有不同的权限，禁止越权操作。充分考虑到森林防火工作的连续性要求。整个系统必须具有高度的安全性、可靠性和稳定性。2)先进性：先进的视频压缩格式：采用格式压缩视频流，压缩过的图像传输给森林防火的各级指挥中心。在保证图像质量的前提下，带宽占用大大减小。系统在稳定性的基础上，充分考虑到信息社会迅猛发展的趋势积极采用当前国际上较先进的技术装备。在技术应用上适度超前，所采用的技术和设备完全能保证先进性。3)灵活性：录像可调节图像质量与带宽占用以满足用户的需求。灵活的控制功能：在各级指挥中心的图像工作站上可以对选择的摄像机进行控制。4)可扩展性：灵活的组网方式，方便监控点的增加。系统预留了其它功能接口（如电子地图等），系统设计留有充分余地，以方便今后系统的扩充和升级。为此，所选设备采用模块式结构，在必要时可随时增加前端及其控制模块，使系统具有灵活的扩展性，有效的保护用户的投资。充分考虑到指挥中心工程所涉及的各子系统的集成和信息共享，在保证子系统总体上的先进性和合理性，采用集中管理、操作，分散控制的模式。总体结构具有兼容性和可扩展性，既可以包容不同厂家不同类型的先进产品，又便于升级、换代，使整个智能化系统可以随着科学技术的发展与进步，不断得到充实、完善、改进和提高。5)易操作：监控系统的操作具有灵活简便，易于掌握的特点，操作人员能够方便地进行使用及维护，使整个系统发挥最大的功能。在适应多功能需求方面作了充分的考虑，对信息进行收集、存储、传输、检索、查询，为森林防火中心管理者提供了有效的信息服务和充分的决策依据，为森林防火工作提供了安全、方便、快捷、高效、增值的服务。6)开放性：考虑到系统发展的需要，使系统与未来扩展的设备具有互联性与互操作性，能很方便地融入网络之中。2.3设计目标1)远程视频监控以直观、真实、有效而被广泛应用在许多重点防范地区。通过安装可见光摄像系统全天候监控林区，观测森林火情、对初发火情，做到及时发现、及时救护。使火灾隐患消亡在萌芽状态；2)远程视频监控能在森林发生火灾时把现场的图像传回指挥中心，指挥中心通过监视前端摄像机图像指挥调度救火，最大限度的能减小火灾造成的损失；3)远程视频监控能真实记录火灾发生前救火过程中以及救火以后现场的真实情况从而对火灾进行处理，提供有效真实的资料；4)森林防火消防中心可对火情及现场情况进行实时观察，以便及时了解现场情况协调调度指挥；5)林区监控管理指挥中心可远程对前端的云台进行上下,左右控制；6)林区监控管理指挥中心能记录火情发生,发展和消灭的整个过程，对以后的火情的预防,治理提供真实有效的直观资料。7)山上需要小时不间断供电，满足所以设备用电需要，根据目前技术条件设计采用相应的供电系统，保证山上不具备布线条件的监控点设备不间断供电，正常工作。2.4系统架构森林防火监控系统由前端系统、传输网络、指挥中心组成。2.4.1前端系统前端系统对林区现场的图像及环境信息等信息进行采集及上传，并根据制定的规则进行自动化联动。本次新建套森林防火前端点位，其中个点位新建监控立杆安装，其余点位通过就近建筑物安装。2.4.2传输网络传输网络可采用光纤传输网络，可将摄像机、镜头拍摄的现场图像实时传输到指挥中心。2.4.3指挥中心指挥中心可管理所辖林区的所有设备，接收由林区上报的视频及环境信息，同时可以满足用户视频信息查看、林区设备控制的需求。第3章系统特点3.1设备防雷击系统前端设备除了电源部分采取了必要的防浪涌保护接地等措施外，对云台等设备本身也采取了部分防雷击保护措施，云台护罩内对所有的信号输入线路（例如：视频线路、控制线路、网络线路、低压控制线路）全部进行了防浪涌保护措施。3.2前端防结雾一些时节容易发生多云多雾现象，特别是秋冬时节有恰好属于防火期，属于森林火险高发时期。为了在这段时间保证图像监控系统运行的完好和图像的清晰，所以前端设备的防凝雾功能就显得越发重要了。针对上述现象，我们对前端设备采用密封加隔离的防护措施，防护等级可达到，内部集成加热模块和风扇，防护罩内部设备不会发生结雾和凝水现象。3.3透雾监控功能林区可能存在多雾天气，结合安防监控领域的视频图像透雾的特殊要求，开发了一种实时视频透雾技术。该技术基于大气光学原理，区分图像不同区域景深与雾浓度进行滤波处理，获得准确、自然的透雾图像。第4章前端系统设计4.1系统概述前端系统主要以高清网络球型摄像机为核心满足日常森林防火监控需求，同时整合信息地理系统、环境量信息等实现森林防火综合监控。适宜于远距离大范围全天候监视。可以看清公里远的目标、室外防护罩给摄像机和镜头提供全天的防护、云台可以°旋转，为了确保图像不抖动，摄像机的固定方式都将进行最牢固稳定的安装。4.2前端架构在光纤线路可达的地点，可采用有线传输的方式，各监控点通过光纤线路连接到各级指挥中心。有线传输拓扑图4.3高清网络红外球型摄像机红外高清智能摄像机可广泛适用于需要监控的无光和光线较弱的场所，不低于倍光学变倍，倍数字变倍，米红外照射距离；最大焦距不小于。室外达到防护等级，支持透雾功能功能，更好的对林区进行监控。支持宽动态、