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    森林防火预警与指挥系统总体构成

    森林防火预警与指挥系统是以森林防火为重点和主要对象,以地理信息系统为核心,采用了成熟的3S技术、北斗/GPS/3G/WI-FI无线通讯技术、林火智能BP神经元分析技术及计算机技术的综合性应用系统。本系统通过森林烟火智能预警系统反馈的森林烟火预警信息,结合基础地理信息数据库、土地利用现状数据库、林业地理信息数据库、卫星遥感影像数据库、数据库等空间数据库,实现了对林区视频的自动监控、烟火准确识别、火点精确定位、火情蔓延趋势推演、扑救指挥辅助决策、灾后评估等功能。本系统将充分发挥信息系统的资源优势,根据现有的林业专题信息数据库、林相资料、森林资源统计数据、防火力量的配置、人员分布情况、历史数据等标准的及非标准的数据,达到和有关部门进行数据和信息的共享,为各业务部门提供森林防火信息的查询、更新等相关服务,以实现对森林防火信息的规范化、标准化管理, 并针对性地解决用户的各种个性化需求。



    系统具有以下特点:

    多层级多元式联网监控管理平台

    本指挥系统的结构设计强化“智能监控”和“远程集中控制”,对烟火及信息流的管理,做到对异常事件处理过程的实时查看,并能做到如同亲临现场的指挥效果,有利于提高处理林火等森林异常事件的效率。


    系统功能

    通过系统建设,本系统具有以下主要功能:

    l  监控指挥中心监视器可以实时显示前端采集点的图像。图像中同时包括相关数字信息如坐标,时间等;

    l  数字图像可以通过微波通讯和计算机网络实现远程传输;

    l  所有视频图像进行全程录像存储,并可以对以往的历史图像进行查询和回放;

    l  采用林火精确定位技术,具有预置位、运行轨迹编辑、实时回显位置信息功能;电动三可变长焦距镜头配备远程可控滤色片低照度高清晰摄像机;

    l  通过现有设置的监测点,实现整个林区监视范围的覆盖;

    l  系统安全性高,采用人员身份认证、访问控制功能和审核功能等方式保证系统安全可靠;

    l  查询:采用时间流设计,可由时间、日期、前端采集点完成资料检索;

    l  微波传输模式,方便与其他防火中心及其他森林防火管理相关部门连接;

    l  火情识别报警:当监控摄像机扑捉到林火时,系统具有的火情识别功能,可及时告警并联动报警录像,提醒值班人员察看显示画面,及早发现火情及火点位置;

    l  防雷接地系统:系统要有安全的防雷接地保障措施,确保系统能够安全运行;

    l  系统配置设备网络管理系统,实现对各类设备的综合网络管理。

    系统特色

    l 充分考虑各种GIS平台的差异性,公司自拥有自行开发的GIS地理信息系统平台,支持ArcGISMapGISSuperMap等多种主流GIS平台的地图数据;

    l SVVT智能林火识别预警系统与空间地理信息相结合,实现了火情的快速报警、快速决策、快速指挥;

    l 北斗防火手持系统与导航位置服务相结合,实现扑救人员的精确定位与管理调度;

    l 火情蔓延推演模型可自动修补完善,不断地提高推演的准确性;

    l 火势蔓延推演分析与扑救指挥管理相结合,实现防火决策的准确性与实效性;

    l 可参照军事三视图指挥模式,在地图中对火情进行标绘、隔离,动态生成扑火方案,方便指挥协同。

    l 电动三可变高清长焦距摄像设备,可提供清晰监控图像。

    l 监控范围可做到360度全方位无死角。

    l 1080P高清晰度画面。

    l 在高亮和低暗等极端光线变化情况下,都可以得到清晰的画面。

    l 设备可以在酷热、酷冷、雷暴、大风、雨、雾、雪、冰雹等极端气候条件下正常工作。

    l 可以满足设备的远程集中控制和不同级别对同一设备的分级控制

    l 采用长距离数字微波的信号传输方式,既适合林区复杂的地形需求,又充分解决了林区布线困难的难点,同时还可以保证在任何时候不会因为地面线路故障(火烧、人为、锈蚀、动物啃咬等造成)导致监控信号中断,同时,数字微波的传输方式具有高度的抗干扰特性。   

    l 前端可以选配安全防护和自动防盗报警装置,在遇到意外情况,可自动向控制中心进行报警,解决了设备在无人区无人值守下的安全保障问题。



    系统拓扑结构图

    系统的总构成示意图如下:

          

    系统架构由以下几部分组成:

    智能林火识别图像采集系统

    智能林火识别图像采集系统由大倍数电动三可变透雾镜头、网络型百万高清透雾摄像机、野外全天候防护罩、重型数字云台构成。远程监控前端可以实现半径1-8公里范围内的清晰监测采集,提供高达1080P高清晰度数码影像供监控中心监控林场内的实时动态情况,同时具有林火智能识别数据接口,与后端的智能林火识别系统和应急指挥系统配合使用,可以实现智能林火识别、林火定位。

    传输网络系统

    传输网络采用基于IP网络的数字化传输网络,网络主要包括:有线光缆和5.8G无线数字网桥系统2种方式,有线光缆包括单模多芯光缆和光纤收发器构成,5.8G无线数字微波系统包括前端5.8G数字网桥系统、5.8G数字网桥中继系统、监测中心机房数字网桥系统构成,传输网络是实现前端监测点视频图像、数据采集传输到监测中心机房的必须链路,是构成森林防火远程监测系统的重要组成部分。

    北斗林火预警与指挥调度系统

    我司于2012年完成了多个县市“北斗/GPS兼容互操作的林火指挥调度系统”项目建设。该系统的投入使用,显著地提高了怀集当地的林火扑救指挥调度水平和林火扑救效率,不但提升队员的日常巡查效率,还保障了队员在扑救林火时的生命安全。该系统可喜的应用成效得到了国家北斗卫星导航系统主管部门和省市林业部门的高度关注和肯定。

    北斗森林防火项目重点建设并攻克了北斗卫星系统如何应用在森林防火的难题。目前,北斗/GPS兼容互操作的林火指挥调度系统的应用已经达到了预期建设成效,将北斗卫星系统与林火业务结合应用的条件已具备。本次森林防火项目将在原建设基础上增加林火业务管理模块、北斗移动指挥调度车和若干其他前端设备。项目完成后,整个森林防火系统将更加完备,可在现有系统应用效果上增加以下效果:

    一、具备完整的常规性工作业务管理功能,保证日常防火工作的按时和有效的开展和管理;

    二、通过该系统林火业务管理功能的日常应用,提高队员的火警反应速度和默契程度,从而提高整个防火队伍在林火发生时的反应速率,争取更多的林火扑救时间;

    三、通过固定的室内指挥调度中心,结合北斗移动指挥调度车和强大的前端设备促成各方联动。一方面,通过前端设备的应用,获取林火现场多角度的动态信息,为指挥调度提供足够的信息依据,提升决策高度及指挥效率;另一方面,通过移动指挥调度车的应用,使整个指挥调度工作更具机动灵活性,争取林火扑救时间,提高扑救效率,从而保障前线扑救人员的生命安全。

           

    n  后端SVVT林火识别预警平台平台及输出展示

    后端监控中心由无线数字网桥系统、SVVT林火识别预警管理平台软件、北斗/GIS管理平台软件、网络存储服务器、监测计算机、指挥中心大屏幕构成,是实现工作人员日常在指挥中心对野外森林进行远程集中监测,通过无线数字传输网络实现森林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。

    智能林火识别预警系统

    森林防火智能监测系统是采用人眼能够识别的可见光技术的智能识别处理技术、低照度摄像机、长焦镜头及后端监测管理软件实现烟火智能识别并自动报警,运用重型数字云台转动的方位角和俯仰角、长焦镜头的焦距及后端北斗卫星/GIS管理软件平台实现火点自动精确定位,通过摄像机和传输链路将视频图像和控制信号传输到指挥中心进行监视、存储、管理的一套智能型的森林防火测控系统。

    作为森林防火预警和指挥系统的重要子系统之一,SVVT智能林火识别预警系统在考虑到森林防火监控特殊性的基础上,系统应用先进的图像识别算法,根据火焰烟雾的行为特征,如颜色、颜色分布、形状、轮廓、纹理等,利用森林背景图像与火灾、烟雾图像在光谱特征、空间几何特征上的差异,运用图像处理方法和复杂的识别算法,进行精确的智能图像分析。可以实现林火智能识别、自动报警,自动记录。为森林防火工作提供最佳的保障。

    该系统分别嵌入林火识别预警服务器和林火识别分析工作站内。

    该系统分别嵌入林火识别预警服务器和林火识别分析工作站内

    服务器版功能特点:

    l  可实现智能林火自动报警、报警信息自动记录、报警图像自动记录、实时发布,支持在线报警信息查询;支持二次判别功能;

    l  具备设备控制级别权互斥功能:高级别权限人员可夺取低级别人员对设备(云台)的控制权,同级不能夺取控制权;设备控制权在同一时段内是唯一的;

    l  具有林火报警记录模块,支持报警信息记录、查询;

    l  森林防火地理信息系统(GIS)模块

    l  具有林火巡检模块;

    l  具有林火预警分析实时发布模块;

    l  报警方式可设定自动或手动。

    l  具备火点自动标识功能;

    l  具有火警解除功能;

    l  常用于省、市、县级指挥中心,能够管理多台工作站

    工作站版功能特点

    l  根据火焰烟雾的行为特征,如颜色、颜色分布、形状、轮廓、纹理等,利用森林背景图像与火灾、烟雾图像在光谱特征、空间几何特征上的差异,运用图像处理方法和复杂的识别算法,进行精确的智能图像分析。

    l  具有林火智能图像识别模块

    l  具备林火模型数据库

    l  具有林火专家分析模块

    l  具有林火仿真数据模型

    l  具有三维可编程模块

    l  林火巡检模块

    l  林火自动报警软件模块

    l  林火预警分析实时发布模块

    l  具有高灵敏性,有效降低漏报率。

    l  识别时间:单画面识别分析时间<3秒。

    l  工作站能够将分析结果发送至预警服务器,并接受预警服务器管理。

    l  常用于县级、护林站等简单或视频路数较少的前端分析,完成简单预警功能。

    森林防火智能监测系统是由智能林火识别图像采集系统、传输网络、后端SVVT林火识别预警平台及输出展示系统系统构成。

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