森林防火预警监测

森林防火监测预警项目背景

　　森林火灾是世界性林业重要灾害之一，具有突发性，灾害的发生的随机性，在较短的时间内能造成较大的损失的特点，每年都有一定数量的发生，造成林业资源的重大损失和全球性环境污染。一旦有火灾发生，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，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。如何实现森林防火工作的规范化、科学化、信息化，真正做到早发现、早解决火灾隐情。数字化森林监控已成为及早发觉，排除森林火灾隐情的必要手段。

二、系统总体构成

“森林卫士”智能视频监控预警系统是采用“边缘计算+AI”技术，在前端利用视频监控技术结合智能化的烟火识别技术，对数公里范围内的森林资源进行监测，通过智能化的森林防火预警手段，不仅可以实时监看和记录森林资源情况，而且采用了智能化的监测机制，通过智能化设备自动完成对森林资源的火灾监测和报警，辅助森林防火监测人员完成对森林资源的自动监测，是一种由传统的人工监测转变为由机器自动监测的智能化科技手段。

　　系统通过在运营商铁塔、现有的瞭望塔、新建铁塔或立杆等设施基础上，采用可见光和红外热成像智能双光谱识别系统、摄像机、长焦镜头及后端监测管理软件实现对森林防火区域可视范围内火情的“自动扫描、自动发现、自动报警、自动定位”。双光谱识别系统能够克服雾霾天气对可见光摄像机成像的影响，以及红外摄像机抗遮挡能力差、图像不直观等单一智能识别系统存在的缺点，提高林火智能识别能力，达到全年、全天候的高效智能识别预警。

 

 

三、系统流程

　　系统全天候24小时自动对前端林区进行扫描，当前端林区出现火情时，系统会自动识别火情并向后端监控中心发送报警信号，同时会将火点位置在地图上精确定位，一旦火灾确定，决策人员可以通过视频追踪、资源查询、火情推演、预案管理等功能进行扑救会商并制定详细的灭火作战方案，然后将灭火作战方案下发至各个执行单位，决策人员还可通过系统对人员、车辆、物资、通讯设备等进行指挥调度达到快速消灭火灾的目的。

 

 

四、主要功能

●自动巡护功能

全天候24小时实时巡护，能自动识别火情并报警;

●报警联动功能

系统监测到火灾信息后，监控中心会发出声光报警，同时还可将包含火点GIS定位报警信息自动发送到用户手机上;

●林火定位功能

在收到前端烟火自动识别子系统传送过来的预警信号后，在地图中及时标注出预警火点;

●视频追踪功能

通过调整云台参数或者直接在地图上单击要监控的位置点，均可实现查看该点实时视频;

●资源管理功能

管理扑火物资、扑火队伍、扑火车辆、水资源等深林防火主题相关的资源数据;

●火情推演功能

根据火点周围气象、植被等信息动态推演计算火灾在N个小时内火蔓延的方向、面积、速度、强度以及直接侵害的区域;

●辅助决策功能

根据火情推演分析，火情周边保护对象、扑火资源查询、历史预警分布、气象信息查询等信息为决策者提供重要的辅助决策信息;

●应急指挥功能

根据火情在地图中的推演、评估分析，结合电子白板，实时对车辆、人员进行指挥调度，实时视频监控火情发展态势;

●灾后评估功能

指针对林火后进行损失评估及档案整理，灾情损失评估对象包括：1)根据林相图计算出森林资源损失;2)计算过火范围内有哪些保护对象，根据保护对象的估计价值计算保护对象的损失;

●护林员管理功能

护林人员电子档案管理、人员位置与历史轨迹查询、历史轨迹回放、指挥调度功能、考勤管理、各类数据报表、火情与遇险报警、电子地图等相关操作;

●火险预报功能

结合气象因子、防火季节、地理信息等对不同地理片区进行火险等级预警及火险预报;

●三维电子沙盘功能

三维操作包括： 三维地图浏览、地图检索、图层控制、图例控制、三维标注控制、三维飞行模拟、二三维地图同步显示、三维地图输出、三维地图上矢量信息叠加、三维林火定位、三维最佳路径、三维林火标绘、三维面积距离量算。

五、拓展应用

●在病虫害防治方面的应用

　　在病虫害防治方面视频监控系统可用于查看有害生物的实时视频和照片，根据叶面形态、虫体特征等触发预警报警。

●在野生动物监测方面的应用

　　在野生动物监测方面视频监控可用于对野生动物的生活环境、位置、活动路线等进行实时监控并传回监控中心，为专家对野生动物的研究提供依据。

●在卡口防盗方面的应用

　　在卡口防盗方面视频监控可用于对林区的乱砍、乱伐、偷盗等违法行为进行实时监控，为日后追责取证提供依据。

●在护林管理方面的应用

　　在护林管理方面视频监控可用于护林员查看林区的实时监控状况，及时发现林区的灾情隐患。

●在资源监测方面的应用

　　在资源监测方面视频监控可用于查看林区各类资源的生长和分布情况。

　　视频监控系统除在林业领域应用外，另外该系统还广泛应用于农业、交通、公安、国防等多个领域。

 

森林烟火监测预警系统：

支持实现下述功能：

---本系统实现无人值守，全天候监控预警

---分布式安装架构，快速增加算法服务器，操作快捷

---烟火自动识别预警功能，前端设备监测到烟火时，系统自动识别分析，并自动弹出预警画面

---对可见光设备及热成像设备进行识别，并自动准确定位预警位置及预警视频图像

---监测点管理，对每个监测点责任到人

---系统可以实现对任意一路摄像机拍摄图像显示与控制

---报警时与后端GIS系统结合、应急指挥等平台软件，可实现火源精确定位，最大限度的降低误报和漏报现象，更好的协助相关部门处理火灾危机

---按事件或设备查询事件内容

森林应急指挥辅助决策系统：

支持实现下述功能：

   --- 自动跟踪和显示火点的位置、变化轨迹；综合预测并显示火点的变化趋势。

--- 在GIS灭火指挥管理平台上，接入多个监控视频图像、实现多个监视点视频图像的切换以及实现多个烟火火点的自动定位。

--- 实现森林防火监控指挥管理中的多方会商、辅助决策。

   --- 动态分析计算灭火指挥管理中的最佳路径。

   --- 预先制定各种情形下的应急指挥管理预案和针对现场指挥管理中的特殊情况，制作相应的紧急防火指挥管理预案。

   --- 应急指挥管理预案的定义、分类、修改、删除、调用、启动、发布、终止以及存储等管理功能 。

   --- 按条件检索、全文检索、地点检索、级别检索、预案多媒体显示、三维显示以及动态推演查询等功能。

 ---在GIS灭火指挥管理平台上，结合地形数据通过鼠标点击，自动确定最佳路径，实现最短路径查询。

实现“应急预案制作管理”的工作界面案例如下图所示

 

 

数字云台

HFC-E10系列轻载数字云台是承载摄像机进行水平和垂直两个方向转动的智能自动化装置，提高了摄像机的监控灵活性，扩大了监控范围。

HFC-E10系列轻载数字云台把基站控制器和云台集成为一体;颠覆传统的“整机返厂维修”模式，可现场通过更换电路板完成维护。

　　该产品可广泛应用于森林防火、平安城市、智能交通(公路、铁路、港口、码头、机场等)、农林水利、海事渔政、电力、石化、环保、边海防等野外监控领域。

 

产品特点

■ 创新性结构设计

　　将安装传动机构舱室和安装电路板舱室分离，既避免对电路板可能造成影响，又有利于电路板安装、调试和维护，提高产品长期运行的稳定性和可靠性。

■ 高集成电路设计

　　将传统云台电机驱动、解码、电源转换等几块电路板，集成到一块电路板上实现，实现产品的高度集成。

■ 可现场维护

　　颠覆传统的“整机返厂维修”模式，可现场维护;并且不需要专业维护人员，只需要简单的更换电路板即可;从而极大的提升系统运营效率，节约维修时间，降低系统维护费用。

■ 产品防呆设计

　　产品连线采用工业级标准航空插头，具有明显的方向标记，防止误插拔。

■ 易运输和安装调试

　　整机重量约8.5Kg左右，体积小，重量轻，运输和安装省时、省力、省钱。

■ 低功耗设计

　　整机功耗小于30W，当采用太阳能或风能供电时，可节省大量供电设备的采购、安装和维护等费用。

■ 可远程网管(HFC-E10/SM)

能够远程随时随地掌握设备运行状态;当设备发生运行异常或出现故障时，自动发出告警信息并定位故障设备位置。

产品型号	HFC-E10	HFC-E10/SM
承载方式	顶载
承载重量	最大承重不小于15Kg
远程网管	无	远程状态监测
水平旋转角度	0～360°连续旋转（可调）
垂直旋转角度	-90°～30°（可调）
水平旋转速度	0.1°～35°/S（可调）
垂直旋转速度	0.1°～16°/S（可调）
运转精度	0.05°
镜头控制	联动控制镜头，自适应多种镜头预置位控制
预置位(个)	256个（可调）
自动巡航	9条，每条可设置20个巡航点
自动扫描	1条
自动归位	1～60分钟自动归位时间，可设置
望远慢扫功能	支持随着镜头倍率不同自动调整转速
垂直归零功能	支持
云台状态信息回传	支持角度回传和变倍信息返回
地址范围	0～255
通讯方式	RS-485/网络接口
通讯协议	PELCO-D/PELCO-P/海普专有协议，可选
波特率	2400/4800/9600/19200bps，可选
辅助输出	6组继电器输出，可选
防雷	集成防浪涌保护电路
防护等级	IP66
传动方式	蜗轮蜗杆传动，具有自锁功能
输入电压	DC24V±5%
额定功率	30W（不含加热）
工作温度	常温：-30℃～60℃；低温：-45℃～60℃
环境湿度	＜90%RH
外壳材料	铸铝材质，特殊涂料工艺

 

基站智能控制器 

基站智能控制器 HFC-E2作为目前市面上超高性能的智能基站系统。采用将基站系统具有的基本功能模块、包括设防雷模块等“集成化、模块化”于控制箱中，无零散的外购设备，以此确保了系统工作的连续稳定性;整体前端基站在正常运作时功耗不超过10W，从根本上降低了客户的经济成本

基站控制系统是森林防火视频监控系统中必不可少的核心设备。当前使用的基站控制系统大多数都是由传输设备、网络交换设备、防雷设备、电源等众多产品拼凑而成的一个控制系统。在山高林密、道路不畅、气候恶劣的偏远山区/野外环境下，虽然能实现基本的功能，但却存在诸多拼凑型系统无法克服的缺陷，导致设备正常率低、维护工作量大、运维成本居高不下等诸多难题。

1)兼容性差、故障率高;

2)功耗大，花费在配套的供电系统采购、安装和维护的费用大大增加;

3)运输困难、安装复杂、调试难度大，甚至还需要修建机房;

4)无自动温控功能，环境适应性差;

5)故障检测困难，维护工作大;

6)无远程网管功能，找到故障设备、故障原因可能需要多方人员通力合作。

海普公司推出的HFC-E2智能基站控制器，满足低温条件下使用。将数据采集、视频编码、协议转换、数据传输、功放、逆变、智能温控等诸多功能模块集成到一块电路板上，一举解决了拼凑型基站控制系统存在的诸多缺陷。

海普智能基站控制器与拼凑型基站控制系统相比，具有以下的显著优势：

1) 可网管：实时监测产品自身和外接设备运行状态，改变传统的人工处理和被动应付的管理模式。一旦设备出现故障或异常，短信自动告警;告警内容包括故障原因、发生时间等，省去必须派专业技术人员到现场进行故障检测/诊断的环节。

2) 故障率低：智能基站控制器高度集成设计，故障发生率为拼凑型基站控制系统的几十分之一;采用集成防雷设计，排除了不规范防雷设计和不专业施工所造成隐患和风险。

3) 运维成本低：由于智能基站控制器诸多功能模块“一板集成”，维护/维修通过更换电路板即可现场完成维护。不用专业维修人员，省去返厂维修的麻烦，维护变得简单。从而缩短故障排除时间，降低维护成本，提高维护效率。

4) 配套成本低：由于集成化程度高，其功耗也成倍降低，大大降低对供电系统的要求，相应的减少供电设备费用的投入。

5) 施工成本低：体积小、重量轻、便于搬运，无须建设专用机房(使用螺钉固定在塔/杆架上即可)，可大大节省安装时间和费用。

产品特点

■ 高集成：采用高集成设计，使产品体积小重量轻、可靠性高、故障率低。

■ 远程网管：可远程进行故障检测，故障检修，当天完成故障/异常的维护，便于产品及其他接入设备的管理，便于产品远程升级。

■ 双重保温（LT型）：电气温控(智能温控系统)和物理保温(内置保温层)双重措施，保障产品内部的电路板/元器件始终在适宜的工作温度中运行，保证设备在-45℃的低温环境中仍能正常启动和运行。

■ 易安装：体积小、重量轻，便于搬运;外接接口为标准接口，通过插拔端口即可完成安装;外壳刚性强、密封性好，可直接固定在塔/杆上，无须额外修建机房。

■ 功耗低：不需给各个模块单独供电，使前端基站整体运行功耗低于60W，仅需4节蓄电池即可维持3-4天的全天候运行。

■ 集成防雷：集成防雷，无须花费人力、物力、财力去采购、安装防雷设备。

 

电池保温箱

HIW-E5系列蓄电池保温箱是在野外恶劣环境下确保蓄电池处于正常工作环境、为用电设备正常供电、延长蓄电池使用寿命的专用电池保护设备。

传统蓄电池的保护方法要么须建恒温机房，要么需要深挖深埋，HIW-E5系列蓄电池保温箱创新设计的双重保温系统，克服了以上缺陷，可露天放置于地面或固定在塔架，方便安装，易于维护。

HIW-E5系列蓄电池保温箱适用于野外各类基站供电系统的保护，广泛应用于运营商通讯基站、森林防火监控、高速公路、铁路、水利、海事、渔政、电力、环保、石化、边海防等重要领域。

产品特点

■ 双重保温性能：物理保温(HIW-E5系列蓄电池保温箱内壁贴有特殊保温隔热材料)和智能温控系统(当箱内温度超出预设温度，智能温控系统会自动启动;当恢复至温度预设值内，智能温控系统自动关闭)相结合，确保蓄电池在适宜的温度范围内运行。

■ 腐蚀性气体自动排放：箱体经过特殊设计，腐蚀性气体超过预设浓度，则自动排出。满足国标规定的气体析出量、防爆能力和防酸雾能力的相关要求。

■ 防火性能：HIW-E5蓄电池保温箱箱体使用不燃或难燃等级材料。

■ 防雷性能：集成防浪涌保护电路。

■ 防护等级：防护等级满足IP55。

■ 易安装、易维护：HIW-E5蓄电池保温箱可安装于地面或铁塔架，不用建专用机房或深挖深埋;并且，可在蓄电池正常供电的条件下对蓄电池进行维护。