森林防火监控设计技术要求
森林防火监控设计技术要求
1.1.设计背景
随着森林保护和林业建设的不断发展，林地面积、林业蓄积量逐年增加，防火任务日益艰巨。森林火灾是林业重要灾害之一。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，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，大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。为此无论国内、国外都在预防、减少和控制森林火灾方面做了大量的工作。为了贯彻“预防为主，积极扑救的方针”，真正做到早发现，早解决。采用先进技术，用高科技手段来加强森林防火工作，在最短的时间内作出决策和调度，从而为森林灭火赢得宝贵时间，最大限度地减少损失是森林防火管理发展的必然趋势。1.2.设计目的
由于近年来龙口生态建设进程加快，森林资源丰富，风景旅游区林草茂密，以森林景观为主的风景旅游区面积不断扩大，林区可燃物增多，面临着林火隐患和森林火灾威胁，防火任务日益艰巨。森林防火工作仍存在野外火源管理难度大，林区火灾隐患增多等薄弱环节。如何提升森林防火现代化水平，及时掌握了解各个林区、风景旅游区的现状，及早发现火情，将森林火灾带来的损失减少到最小，是目前急需解决的。
根据龙口森林防火的实际情况，设计基于热成像测温报警及可见光烟火识别报警双模式森林防火探测系统。利用热成像原理，通过接收物体发射的红外线，将被测目标物体表面的红外辐射转变成视频信号.它接收被探测目标自身辐射的热能，即长波红外能量，并将其转换成反映目标特征的实时物体表面的热图像并自动提供辐射能量场的最高温度值，来监测火灾及其他异常事件，同时采用烟火识别技术，对隐藏在林下或山背火情进行识别报警。并结合现今行业发展水平的集成化，网络化的红外热成像森林防火图像监控系统的解决方案。
1.3.设计原则、依据和技术标准
设计原则：技术先进、质量可靠、经济实用、方便管理。
设计依据：
《森林火险监测站技术规范》LY/T2579-2016
《森林防火通信车通用技术要求》LY/T2580-2016
《森林防火视频监控系统技术规范》LY/T2581-2016
《森林防火视频监控图像联网技术规范》LY/T2582-2016
《森林防火卫星VSAT通信系统建设技术规范》LY/T2584-2016
《森林防火地理信息系统技术要求》LY/T2663-2016
《森林防火数字超短波通信系统技术规范》LY/T2664-2016
《森林防火视频监控系统测试指南》2016-LY-007
《森林防火指挥中心技术要求》2016-LY-033
《入侵报警系统工程设计规范》GB50394-2007
《入侵报警系统技术要求》GA368-2001
《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013
《火灾自动报警系统施工及验收规范》GB50166-2007
《安全防范系统通用图形符号》GA74-2000
《森林防火工程技术标准》LY/J127-91
《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94
《通用性应用电视设备可靠性试验方法》GB12322-90
《电工电子产品应用环境条件无气侯防护场所使用》GB4798.4-90
《保护接地和防雷接地标准》IEC64-4-41
《公共安全视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》GB 28181-2016
本设计以国家、行业标准作为设计依据，结合我市森林防火的具体情况，充分考虑森林防火系统总体协调的统一和兼容性，先进性、安全性、可靠性及稳定性等方案设计所依据的重要原则。在八个地域各设立监测点，用以监测各个区域的林区，以达到对森林火灾的预警和处理的快速机动。
1.4.系统应具备的技术优势和特点
目标自动识别管理
对系统采集的热图进行自动目标识别，通过图像配准的方法识别出该有效的监测目标，保证温度监测的有效性。
●基于电子地图的预警指挥系统
提供基于3D实景地图的GIS信息系统，结合天气状态，对火情早发现、早预报、早扑救，变有灾为无灾、变大灾为小灾（配合平台软件）。
●防误报识别系统
所有的火情隐患都基于有效的目标识别，可对监控范围内的干扰源区域进行屏蔽，能有效过滤雾、霾、雪、云、树枝晃动等因素造成的环境干扰，能过滤建筑、水体、车辆等热源引起的环境变化干扰，能智能识别监控范围内的工矿企业、居民点、农电内的烟火等常规火情，避免对上述区域的反复报警,有效的防治了误报警的产生。
●详细监测目标状态管理
建立所有目标温度状态的管理体系，在自动巡检的同时这些目标进行温度分析记录。在报警的时候可以直接输出告警点的GPS坐标（配合平台软件）。
●自动巡航
采用方位角控制云台，可以任意设置需要定时检测的位置。提供多种方式的自动巡航方案，实现完全自动化运行，实现实时的对目标温度状态的巡检、自动预警、自动输出监测记录等功能。减少了人员巡视次数，提高运行人员工作效率。
●自动预警
在系统巡航过程中，如发现目标设备温度异常自动报警，报警信息有文字信息和声音信息，提示运行人员具体的报警位置状况信息，以便跟踪报警点，确认告警情况并排除隐患。
具备灵活多变的通知方式，火情发生同时值班室发出声光报警，平台监控画面弹出突出显示，智能手机远程报警，并发送手机短信通知。
●双视场监视，辅助识别
红外热像仪与高倍变焦可见光摄像机安装在同一个云台上，既可以保证两个摄像头监视的是同一个设备位置，也解决了红外热像难以识别目标的问题，便于及时判断的具体报警点
●自动定位：
当发现火情后，系统应具备报警定位功能，并将报警点在GIS地图中标识，
误差应小于100米。
●网络带宽
在保证温度数据、图像数据同时传输的情况下带宽不低于3M。
●丰富的开发支持
1.5.系统建设的目标
实时监控
利用建立分布在龙口八个乡镇的监控点，获取覆盖范围内林区的监控红外及可见光视频图像，实现全天候不间断监控。在正常情况下摄像头工作在自动巡航扫描方式，观测人员在监控中心可观测到一定范围内的林木地貌、道路、人员等红外及可见光视频图像，系统可进行全程录像，若遇异常情况，发生火情自动停止巡航，并对准火情目标。云台支持停止后五分钟内自动巡航功能。工作人员可及时将红外及可见摄像头从自动状态下转为手动状态，并对相关目标进行跟踪、定位、放大（可见光），以便仔细全面地进行观测分析。
动态监控
在有、无线传输系统的支持下，将红外及可见光视频图像及其它信息实时、同步传输到监控中心，实现真实观测森林区域的动态情况。
超温自动报警
实时自动测量视场中物体的最高温度，超过系统设置报警温度自动报警，并输出报警信号，实现森林防火早期预警。
烟火自动报警
实现在巡航过程中，对采集的视频图像进行分析报警，发现烟火时，自动报警，同时系统应具备环境学习能力，可根据安装点的位置，进行环境变量调整，提高烟火报警准确率。
1.6.系统组成
森林防火探测预警系统中心监控管理系统、传输系统、信号采集系统、供电系统、基础设施建设系统组成。
根据本项目特殊性质的特点，考虑在监控点与监控中心之间采用光缆连接或者无线微波传输，监控中心能对指定区域进行巡视、图像采集和视频分析，实时进行监测区域内火情识别搜索，实时防火预警。实时监视、调看各个监控
点的红外、可见光图像和录像资料。监控中心可自动或手动切换出各监控点该
的图像。
森林防火探测预警系统由五部分构成：前端信号采集系统、中心监控管理系统、传输系统、供电系统、基础设施建设系统。
系统暂设25个防火监控前端（监控点）。在各监控点制高点架设红外热成
像摄像机及低照度长焦距可见光摄像头各一台，覆盖半径为3-5km，采用市电
及太阳能给前端设备供电，配备室外全天候云台及红外热成像仪专用防护罩，
红外热成像仪及可见光摄像头共用一个云台。监控前端的任务就是负责各个林
区视频信号采集和控制实现，包含的其它设备还有：无线图像发送设备、无线
指令接收设备，数字光端机、太阳能供电设备；避雷设备等。
中心监控管理系统
监控中心由监控工作站、矩阵控制主机、电视墙、硬盘录像机等设备组成，监控工作站的图像数据接入防火监控专用，系统采用TCP/IP协议，网内经授权的任何一台计算机均能监控各监控点的信息，系统采用模块化结构，具有良好
的可扩充性，可随时增加撤减监控点。监控中心主要的功能就是：预警、显示、控制、录像和视频数字化、网络化。
主要实现视频信号的图像显示、录像控制，远程控制、数据压缩处理、网
络传输、系统控制管理、防火预警及数据库管理。向指挥调度人员提供全面的、清晰的、可操作的、可录制、可回放的现场实时图像，并提供向上级部门连网
功能。
传输系统
提供系统互联及信息交互的联网能力，监控系统的传输方式主要有电缆传输、光缆传输、无线微波传输等。一般来说，当摄像头的安装位置离监控中心
较近时（几百米以内），多采用电缆传输方式，当摄像头的位置距离监控中心较
远时，往往采用无线微波或光缆传输方式。本系统考虑到各野外监控点的具体
情况，拟采用光缆和无线微波传输方式。
红外热成像系统
提供森林防火早期预警信号，自动测量视场中物体的最高温度，超过系统
设定的报警温升，自动报警。