森林防火监控综合治理项目方案设计的

某某省华县森林重点火险区综合治理二期工程技术方案某某天琛安防设备某某2016年2月目 录1.前言32.需求分析32.1.前端基站需求分析42.2.传输网络需求分析82.3.后端联网监控管理平台需求分析93.建设目标104.建设原如此与标准114.1.建设原如此114.2.建设依据与标准125.森林防火智能监测系统总体构成146.森林防火智能监测系统详细设计156.1.前端智能监测基站详细设计15视频采集系统17智能烟火识别处理器22供电系统23防盗系统24基站控制系统25防雷接地系统27铁塔基建系统296.2.传输网络详细设计32传输网络选型32传输网络配置34传输网络路由356.3.后端监控管理平台系统详细设计35联网监控管理平台35管理平台39大屏展示系统40综合布线系统42静电地板44防雷接地系统457电子卡口子监控系统。467.1系统组成467.2系统功能478.集群对讲子系统。518.1数字集群通信518.2通讯方案52源自欧洲的TETRA方案：52摩托罗拉iDEN方案53中兴通讯GOTA方案54华为的 GT800方案558.3集群建设原如此561.前言我国森林覆盖率只有全球平均水平的2/3，排在世界第139位。人均森林面积0.145公顷，不足世界人均占有量的1/4；人均森林蓄积量10.151立方米，只有世界人均占有量的1/7，保护现有的森林资源显得非常重要，随着国家对森林资源保护立法，破坏森林资源的行为和情况大为好转，但是由于人为活动和自然灾害等原因引起的森林火灾造成森林资源的破坏却无法防止，为了将因各种因素引发的火灾造成的森林资源破坏降低到最小，较为先进的是采用预警机制，既早发现、早扑灭的原如此，早发现就是一种预警机制，国外一般式采用遥感卫星、护林飞机等先进的科技预警，符合它们森林资源广阔人员活动较少的一种监测方式，而我国如此是森林资源少而人员活动频繁，因人为引起森林火灾的可能性极大，先进的遥感卫星和护林飞机较难满足这种X围较小的森林防火要求。针对情况，一种有效的解决是利用视频监控技术结合智能化的烟火识别技术，对数公里X围内的森林资源进展监测的一种方式，通过智能化的森林防火预警，不仅可以实时监看和记录森林资源的情况，同时由于采用了智能化的监测机制，可以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，遇到火灾自动报警，与时通知相关的工作人员的一种先进的科技预警机制，采用这种预警机制可以为现阶段森林防火预警提供一种经济有效的解决方法。2.需求分析随着景林区内不断增长的游客活动，给森林防火带来了严重的考验，原有的人工看护方式已经不能满足森林防火要求，需要借助先进的信息技术对宝贵的森林资源进展智能化、大X围、大视野、全天候的实时监控，采用烟火智能识别技术、GIS定位技术、视频监控技术为指挥中心提供大X围、全天候的实时视频监控图像、林火智能识别并报警、GIS快速定位现场等，为日常森林防火管理、遇到火灾与时报警，为决策层制定快速高效扑救方案提供可靠的依据和保障。根据项目的规划，结合实际情况，需要在智能化森林防火监控点，采用无线网络方式将视频监控图像与信号传回监控中心，监控中心需要采用联网监控管理平台管理，需要采用大屏显示前端监控视频图像等信息。智能化的森林防火监控系统是由前端基站、智能烟火识别处理器、传输网络、后端联网监控管理平台构成，根据森林防火智能监控的系统特点结合项目的需求进展部署的监控点具体分析如下：前端基站对于森林防火智能监控系统是非常重要的，是实现林区视频采集、烟火智能识别、GIS定位等森林防火中非常重要功能的设备站点。由于前段基站位于野外林区内，而且四周一般都有高达灌木林以与林区的地形地势条件等，森林防火智能监控需要考虑监控半径X围、野外供电、烟火智能识别，根据地势地形结合智能监控的特点需要进展基站选址，根据四周灌木林的高度以与所需监控的X围选择修建铁塔的高度，根据气候条件考虑设备是否需要保温措施等；在无人值守的环境需要考虑基站自身的防盗问题，以与野外环境必须要考虑的防雷接地，铁塔基站等问题。n 前端基站选址分析前端基站首先需要分析的是基站的选址，基站选址主要是根据林区的地形地貌结合智能化森林防火监控的特点进展选址，其选址原如此如下：1) 根据地形选址原如此： 长条形山选址：一般选址在长条形山两侧向外的位置；可以获得较大监控半径X围。 山峦较起伏的山：一般选址在山峰比拟高的位置以获取较开阔的视野和较大的监控X围。 起伏较大的山：一般选址在半山腰视野较为开阔的位置； 起伏较小的山：一般选址在山顶制高点位置； 长条形山沟：一般选址在半山腰的位置；2) 根据智能化监控烟火识别的特点选址原如此： 摄像机监控X围以平视为主、俯仰为辅的原如此，这也是我们选址基站铁塔高度的重要因素之一。3) 根据林场林区植被疏密选址原如此： 选址林场林区植被较密的，火灾易发生的地方对于不符合以上选址原如此的山形，可以根据实际的山形进展现场实地勘察进展选址。n 监控X围分析作为智能化监控系统需要涉与到摄像机、镜头、防护罩、云台，根据用户对监控图像质量需求分析摄像机，根据监控的X围需要分析镜头和云台。1) 摄像机按分辨率可以分为：标清D1、高清：720P、全高清1080P；2) 根据监控半径的X围，一般采用长焦电动镜头，监控半径X围与长焦镜头选择如下： 3-5公里的监控X围：选择不低于300mm长焦镜头； 5-8公里的监控X围：选择不低于500mm长焦镜头；n 考虑到野外恶劣的环境，需要采用野外大型防护罩对摄像机和镜头进展保护，采用的野外大型防护罩需要配有温控系统，保障摄像机和镜头能够在全天候的上下温环境下正常工作，有特别针对北方，能够支持在零下45环境下保障摄像机和镜头正常工作的保温性能。n 智能化森林防火监控需要采用云台实现对林区资源进展大X围、大视野的监控，云台是森林防火智能化监控系统中非常重要的设备，因为森林防火的云台一般都安装在野外较高的位置，一般的普通云台在林区有风的情况下，非常容易发生抖动，从而导致监控图像抖动，对于森林防火智能监控系统需要采用重型数字云台才能满足野外森林防火监控的要求，针对森林防火智能监控系统需求的重型数字云台是： 自重20kg以上，防止监控图像抖动； 载重50kg以上，满足森林防火监控采用较重设备的承重需要； 旋转X围：0-360方位角，俯仰角：4545，实现对林区资源大X围监控需要。 集成数字云台接口，支持远程控制云台的角度回传，并联动控制镜头焦距，支持实时采集云台的方位角和俯仰角以与镜头焦距等参数； 可维护性：云台控制电路板可以插拔，通过更换云台控制电路板即可完成云台维护； 耐低温性：特别针对北方，能够支持在零下45环境下正常工作的性能。n 前端基站供电分析森林防火智能监控前端基站一般都位于野外，基站设备的供电是非常重要的环节，是保障前端基站设备正常工作的重要前提的条件，大多数情况下，野外前端基站都没有市/农电接入，接入市/农电的接入点距离一般都较远，长距离的接入市/农电到前端基站不仅导致到达基站的电压非常低容易造成设备损坏，而且沿途施工会对环境造成破坏，费用也非常高，所以针对野外森林防火智能监控前端基站优先考虑采用太阳能供电或者风能和太阳能互补供电。采用太阳能或者风光互补发电系统，是根据当地的气候条件进展选择，其供电系统的选择原如此如下：1) 基站附近有市/农电接入的情况下：采用市/农电接入，由于野外电压不稳容易造成前端基站设备的损坏，须在市/农电接入到基站后参加稳压电源设备，通过稳压电源设备输出稳定的220V电源为基站设备供电。2) 基站附近无市/农电接入的情况下：采用太阳能或者风光互补发电系统； 根据当地的气候条件，如果当地日照时间长的情况下，优先考虑采用太阳能发电系统，如果当地日照一般，但是风能非常丰富，优先考虑采用风光互补发电系统，风光发电系统发电功率配置一般为6：4； 智能化森林防火监控系统前端基站均采用低功耗的设备，实际功率为100W，峰值功率为150W；所以前端基站发电系统配置600W-1000W的发电系统就可以满足要求，配置4只200ah的太阳能专用蓄电池即可满足设备3天的供电要求。 针对北方和南方冬天不同的低温环境，需要考虑采用不同的太阳能专用蓄电池，在摄氏20以下，需考虑采用胶体电池，并采用保温箱保护电池，在摄氏20以上，可以考虑采用深循环电池，并采用普通电池箱即可。n 前端基站防盗系统分析前端基站一般都处在无人值守的地方，为了预防基站设备被盗，需要考虑基站自身的防盗，前端基站防盗有多种方式，较为安全的方式是采用红外入侵探测加自动监控录像取证以与采用对讲系统进展喊话起到威慑作用。n 防雷接地系统分析前端基站所处位置一般都在野外林区内，无论是针对基站铁塔还是基站上的设备，都需要考虑防雷接地的安全措施，防雷接地措施是保障前段基站设备全天候安全正常工作的重要前提，为了防止基站铁塔和基站设备雷击造成破坏，需要采用接地系统将雷击大电流迅速导入大地，从而起到保护基站的作用，针对基站铁塔需要采用避雷针保护铁塔，需要采用防雷器保护基站设备的安全。n 铁塔基站系统分析铁塔是森林防火智能监控为了实现对林区大X围、大视野进展全方位监控，需要将监控摄像机提高到一定高度才能符合要求的一项复杂系统工程，铁塔高度是由三个方面的条件决定的： 监控点周围的植被高度； 所需要的监控半径X围； 智能烟火识别处理器的技术特点。在确定好铁塔高度后，根据监控点的选址，结合选址点的地势条件进展铁塔基站系统设计、建设。在进展铁塔根底建设时一般需要同步进展接地系统的设计和建设。综上几种情况，结合华县地形，我们选择的地点如下：兼顾监控、接电、小集群、微波无线传输等。序号名 称/座落位置海拨高度经纬度监控面积公顷北纬东经1金堆林场磨沟岭385341712109585165002金堆林场东西坪梁1913341820109535175003金堆林场鲁家沟西梁1825341856109562065004少华山森林公园1805343047109492470005大明镇桥峪西梁185034234710942426000传输网络是构建森林防火智能远程监控系统重要组成局部，前端基站的监控视频图像、双向控制信号、报警信息、火点定位等重要信息都需要通过网络传回到监控中心，与普通监控不同，森林防火智能监控一般距离监控中心都较远，需要采用有线光缆或者无线网络才能够实现远距离传输。由于智能化的森林防火监控系统现在与未来需要通过传输网络承载更多的视频、图像、数据、语音等信息，所以传输网络需要采用基于IP技术的数字化网络。传输网络选择有线光缆还是无线网络，需要根据实际情况决定，对于距离前端基站较近或者已有光缆的采用光缆，如果距离较远时需要考虑采用无线网络，无线网络根据工作频段划分有多种形式，350850MHz频段专用于移动环境的无线微波网络系统，2.4G和5.8G用于民用无需申请的无线数字网络，10-13G专用于广电标准的无线微波网络，以与包括移动、电信的3G网络等，根据森林防火智能监控系统的特点以与无线网络的性价比综合分析，建议优先考虑采用性价比最高的5.8G无线数字网络，这是因为专用频段的无线网络设备价格昂贵，性价比低，而且与智能化监控系统兼容和匹配不好，5.8G无线网络相对于移动、电信的3G网络来说，3G网络的带宽目前还无法满足视频监控实时传输的需要。而采用5.8G无线网络，不仅费用低而且传输带宽高，不仅可以满足现有的需要，而且也可以满足未来多种应用的需要。在采用无线网络的森林防火智能化监控系统中，由于无线微波的技术特点是在直线可视距离的X围内进展传输，所以需要将无线微波的天线架设到铁塔基站较高的位置，由于森林防火监控铁塔基站一般都处于起伏的山区内，特别是在山区内，无线微波之间很难实现直线传输到监控中心，这就需要采用无线微波中继站点，借助微波中继站将微波信号中继后在传输到监控中心。对于涉与到多个前端基站监控点时，先需要根据已有的铁塔基站对微波传输路径路由进展优化，充分利用已有的铁塔将分布在山区的无线微波站点信号进展中继传输，最后将各路无线微波信号会聚到监控中心。后端联网管理监控管理平台是森林防火智能监控系统重要的智能化监控存储、管理、控制、监视、展示、自动报警、火点自动定位与展示等综合功能需求。通过后端联网监控管理平台需要实现对前端基站监控视频图像的保存，以与需要通过大屏幕电视墙在指挥中心展示，需要通过联网监控管理平台实现远程操作和控制前端基站的重型数字云台等设备进展大X围、大视野的监控；需要通过网络实现与上、下级单位联网实现统一的联网智能监控管理系统。基于以上功能需求，具体的后端联网监控管理平台主要需求如下： 联网监控管理平台软件：需要采用联网监控管理平台软件实现对前端基站智能监控点进展管理必须的系统平台软件； 联网监控管理服务器：运行联网监控管理平台软件； 监控管理客户端PC机：运行客户端软件； 操作台：安装管理服务器或PC机，便于管理人员日常管理和维护； 大屏显示系统：采用46寸液晶拼接大屏进展拼接组成大尺寸的电视墙用于显示视频监控图像等各种信息； LED屏：需要采用LED屏安装在电视墙上端用于辅助显示文字信息； 视频解码器：需要采用视频解码器将监控视频图像解码大屏； 交换机：需要采用交换机连接服务器、PC机、网络设备、监控设备等； 综合布线：需要对指挥中心进展综合布线实现设备联网，语音通讯、设备供电线路等； 静电地板：需要采用静电地板保护机房内的电子设备，防止电子设备自身和人体产生静电损坏电子设备； 防雷接地：需要采用至少小于4的接地系统，将机房的防雷器、静电地板等设备接入接地系统。3.建设目标根据以上需求分析，本次项目的系统建设目标是： 建设成森林防火智能监测系统，是一套集视频监控、智能预警、指挥调度、防盗报警为一体的智能森林防火信息系统，系统能够为指挥中心提供准确、与时的现场信息，并且能够实现对森林资源、森林病虫害与野生动物实施监控，对动植物保护和树木监护，通过视频监测记录发现非法伐木者，监控视频资料可以作为处罚依据 建设成以GIS管理软件为平台配合地面数字模型DEM实现智能火点自动定位，为指挥中心提供快速准确定位信息； 建设成节能环保、安全高效的前端基站系统，采用低能耗的基站设备和先进环保的太阳能供电系统以与高安全性的防雷接地措施，为用户提供长时间无需人工维护的自适应系统。 建设成基于IP网络的5.8G无线数字微波或者光缆传输链路系统，高性能的IP的网络5.8G无线数字微波支持54M/108m带宽，光缆支持100M/1000M带宽不仅能为用户提供高质量的视频监测图像支持D1、高清720P、全高清1080P和双向云镜信号控制，而且还能够为用户提供未来需要的气息信息采集、语音对讲、数据等多种网络业务带宽与性能，充分保护用户投资； 建设成以指挥中心决策为核心，以智能监测系统为支撑平台的森林防火信息应急指挥系统，为决策层提供监测图像与分析、林火自动识别报警系统和GIS自动定位系统，指挥调度防火灭火措施、GIS定位等信息； 建设成开放式的系统平台，提供标准的软硬件接口，为用户以后系统升级提供保护。 建设成林区电子卡口系统为林区人员、车辆流动监控提供有力保证，以监控视频流、图片等方式监控记录林区主干道的车辆通行、人员流动等情况，为突发事故事后取证等提供了有力保障，强化林区道路管理。 建成以林区集群呼叫对讲系统为主通讯、呼叫、指挥相结合的通讯系统。有力保证各方通讯的与时性和有效性。4.建设原如此与标准根据需求分析结合森林防火项目智能监测系统实际情况，以森林防火监测指挥系统结构配置的合理性、科学性和经济性为原如此，同时严格掌握以下原如此进展设计：n 规X性原如此本系统是一个严谨的综合性系统，在系统的设计与施工过程中应严格执行各方面的标准与规X，并遵从各项技术规定，做好系统的标准化设计与施工。各配套设备的性能和技术要求稳定可靠，所有的器材应符合国家标准和行业规X。n 先进性原如此无论是软件配置，还是硬件选型，力求做到技术先进，安全可靠防X严密。 n 兼容性原如此即系统设计合理，无论是硬件的匹配，还是系统与特定环境的适应性，都要求有很好的兼容性。硬件方面，要求将来系统升级时对既有硬件设备能上下兼容，节省投资。n 前瞻性原如此即系统的设计能充分考虑森林防火监测指挥系统的开展需要，能充分适应科技的快速进步，对系统的扩展性预留可持续开展的接口和技术空间。n 易用性原如此系统在设计时能充分考虑林业系统的行业特点和管理人员的操作习惯，运行过程简单易行，人工操作易学易用，监测管理快捷高效，应急指挥科学可行，灾后评估快速准确。能做到开机即可工作，通电即可运行的程度。n 安全与某某原如此系统的设计和设备配置必须保证森林防火信息的安全，有较好的数据安全措施，有较强的数据备份和系统恢复功能。系统的数据库必须分层次和级别、保证数据库在各种级别某某程度上的查询访问，防止信息被任意查询和破坏，对各种各样的计算机病毒，系统都应具有高度的免疫力；同时野外设备因具有良好的防盗能力。n 阶段性和可扩大性原如此系统设计应符合统一规划、阶段性实施的原如此，充分考虑林火监测的需求和未来技术开展所带来的系统扩大的需求，预留足够的接口空间，可满足以后的软件升级与设备扩容，应留有向上级森林防火指挥中心传输监测图像和控制权的接口。在设计、施工、验收、维护时，我方将严格执行以下规X： 安全防X工程技术规XGB50348-2004 安全防X系统验收规如此GA308-2001 中国人民某某国公共安全法 视频安防监测系统技术要求GA/T367-01 报警图像信号有线传输装置GB/T6677-96 安全防X系统通用图形符号GA/T74-94 安全防X工程程序与要求GA/T75-94 安全技术防X产品管理方法国家技术监视局公安部12号 电气装置安装工程施工与验收规XBGJ232。90。92 无线局域网标准IEEE802。11 建筑物防雷设计规XGB 50057-94 钢结构工程施工质量验收规XGB5025-2001 中华人民某某国森林法 中华人民某某国环境保护法 森林防火条例 森林重点火险区综合治理工程项目建设标准 森林资源非空间数据DF01-1110 林业数字矢量根底地理数据标准DF01-1311 林业政策法规数据标准DF01-1410 林业文献资料数据标准DF01-1430 中华人民某某国森林法全国人民代表大会1998年4月 中华人民某某国森林法实施条例，2000年1月 中华人民某某国森林防火条例，1988年3月 全国生态环境建设规划，1988年10月 办公厅关于进一步加强森林防火工作的通知国办发200433号 中央关于加快林业开展的决定中发20039号 全国森林防火“十五计划与2015年规划 2001年12月 办公厅关于进一步加强森林防火工作的通知国办发200433号 办公厅关于切实加强当前森林防火工作的紧急通知国办发明电200611号 中华人民某某国无线电管理条例中华人民某某国、中央军事委员会令第128号 以与其他相关政策文件与建设标准5.森林防火智能监测系统总体构成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器、低照度摄像机、长焦镜头与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、长焦镜头的焦距与后端GIS管理软件平台实现火点自动准确定位，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展监视、存储、管理的一套智能型的森林防火监测系统。森林防火智能监测系统是由前端智能监测基站、传输网络、后端监控管理平台与输出展示系统系统构成，系统结构如下列图：系统架构由以下几局部组成：n 前端智能监测基站前端智能监测基站主要包括：重型数字云台、低照度摄像机、烟火智能识别系统、火点自动定位系统、设备自身的防盗报警系统、市电或太阳能供电系统、5.8G无线数字微波系统、基站控制系统、铁塔、防雷接地系统等构成，是实现智能防火监测系统前端视频图像采集、烟火智能识别并自动报警和火点自动定位数据采集的重要站点。n 传输网络传输网络采用基于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局部。n 后端监控管理平台与输出展示后端监控中心由无线数字网桥系统、视频联网监测管理平台软件、GIS管理平台软件、PC服务器、磁盘阵列或DVR硬盘录像机、视频矩阵、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展远程集中监测，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。6.森林防火智能监测系统详细设计6.1.前端智能监测基站详细设计前端智能监测系统是采用低照度摄像机和长焦镜头对基站附近数公里X围林区进展视频监控图像采集，采用重型数字云台对摄像机和镜头实现方位角360，俯仰角-45到+45全方位监控，通过重型数字云台的方位角和俯仰角以与长焦镜头焦距实现火点的准确自动定位，在摄像机后端配置一块先进的嵌入式硬件智能烟火识别处理器，实现烟火的智能识别，一旦发现疑似烟火，智能处理器自动识别并自动向后端监控中心发送报警信号，配置一台视频编码器将前端监控的视频图像经编码器压缩后，采用5.8G无线数字微波系统将基站的监控视频图像和各种控制信号传回监控中心；由于基站所处位置在野外，需要考虑防水、防腐、保温等措施，所以对摄像机和长焦镜头采用全天候防护罩进展保护，对智能识别处理器以与其它控制设备采用基站控制箱进展保护。由于基站所处位置离监控中心较远，并且附近无电源可取，所以需要采用太阳能发电系统或者太阳能和风光互补的发电系统为基站设备提供电力保障，同时由于基站所处位置为野外林区，需要考虑基站设备自身的防盗和基站设备的防雷接地安全措施。为了获得更好更广泛的监控视野X围，需要在基站所在位置修建铁塔，所需高度根据监控视野X围和四周植被的实际情况决定。前端基站主要包括以下局部：1) 视频采集系统2) 烟火智能识别处理器3) 供电系统4) 防盗系统5) 防雷接地系统6) 铁塔基建系统以上六个子系统是构成前端基站的组成局部，以下为对各个子系统做详细描述前端基站系统构成如下列图：.视频采集系统视频采集系统组要包括低照度摄像机、长焦镜头、野外大型防护罩、重型数字云台、视频编码器、前端传输网络组成。n 低照度宽动态摄像机根据森林防火智能监控系统视频图像采集的要求是： 全天候24小时实时监测； 在夜间极低的光线照明度下获得监控图像； 日夜24小时拍摄清晰的图像根据要求我们采用：低照度摄像机采用的摄像机具有： 大尺寸CCD: 1/2Super HAD color CCD，CCD的感光面积越大，成像效果越好，保证森林防火智能监拍摄成像效果更好的视频监控图像； 日夜模式：满足森里防火智能监控全天候24小时实时监测需要； 最低照度：最低CCD感光度彩色模式0.01火智能监控在夜间极低光线照度下的监控需要； 分辨率：水平高解析度彩色模式540TVL，黑白模式560TVL，保证了摄像机日夜24小时拍摄清晰的图像需要；n 长焦镜头根据森林防火监控X围的不同，选用不同焦距的长焦电动变倍镜头，以满足森林防火监控大X围大视野监控的需要，一般情况下，3-5公里的监控X围选用16-500mm的长焦镜头，10公里的监控X围选用20-700mm的长焦镜头。长焦镜头如下列图：长焦电动镜头采用的长焦电动变倍镜头具有： 焦距：20-700mm，满足森林防火监控X围要求； 光圈X围：F3.8F22C，大光圈是实现较远距离清晰图像的重要前提； 带预置位：是实现森林防火智能监测系统火点自动定位的重要功能；采用的镜头与高性能日夜两用摄像机配套使用，即使在雾气、灰尘、烟雾、小雨等可见光(彩色图像)环境中，也可拍摄到非常清晰、高比照度的影像，提升远距离观察效果。n 野外大型防护罩由于森林防火智能监控系统前端基站在野外，需要采用野外大型防护罩用来保护摄像机和长焦镜头，将摄像机和长焦镜头安装在防护罩内是现实智能监控全天候24小时工作的重要保障，面对野外恶劣的气候条件，大型防护罩需要防火、防雨、防风、防潮、温控、防腐性能的要求。根据要求我们采用：全天候防护罩采用的野外大型防护罩具有： 材料主体：铝合金，满足野外森林防火监控的防腐、防雨、防火要求； 视窗：高清晰透明玻璃，满足视频监控摄像机能够采集到更好的图像效果； 自动温控X围：加热开：85 关：205风扇同时运转风扇开：375 关：205，满足森林防火监控全年全天候设备安全运行的环境要求。n 重型数字云台前端基站一般都位于林区较高的位置，风力较大，极易导致基站上的摄像机发生晃动从而引起监控图像抖动，为了满足野外林区监控的需要，需要采用重型数字云台安装摄像机和长焦镜头防止晃动，同时由于基于森林防火的智能监控X围较大，需要重型数字云台能够实现0-360的全方位角以与4545俯仰角度的大X围监控才能满足森林防火智能监控的要求。森林防火智能监控系统配置的长焦镜头能够监控到数公里的X围，较远的监视距离对重型数字云台的运转精度要求也非常高，越小的运转精度在远距离监控时才能够实现监控画面的平滑过渡，不会造成远端林区监视X围画面不连续的情况。作为智能化的森林防火监控系统，其重型数字云台必须具备自动巡检和手动巡检功能，日常运转的情况下，通过系统管理员设定重型数字云台预置位后，由系统控制云台进展全天候24小时自动巡检，当出现可疑情况时，可由管理员手动控制云台到达需要的监看位置，对于远距离大X围的森林防火监控，其重型数字云台的预置位越多越好，越多的预置位是实现对于森里防火所需的远距离大X围全面监控的重要保证。为了实现森林防火智能监控系统的火点自动定位，需要采用的重型数字云台具有定位功能，配合后端GIS平台软件实现火点自动定位。根据要求，我们采用：重型数字云台重型数字云台如下列图：HCF-E1重型数字云台采用的重型数字云台具有： 旋转X围：水平0360，实现全方位监控； 俯仰角度：4545； 运转精度：0.01，保证远距离监控画面的连续性； 旋转速度：0.15/s ； 控制方式：自动预置位或手动均可； 可设定多达1024个预置位； 定位精度：0.05，配合GIS系统实现高精度定位； 针对北方：内置温感和加热系统，工作温度：-4560 ；针对南方：工作温度：-2060 能够远程控制云台的方位角和俯仰角，并联动控制镜头焦距，可事实采集云台的方位角和俯仰角以与镜头焦距等参数； 外形结构专门针对森林防火监控的野外环境专门设计； 自重：20kg以上；保证图像不抖动 载重：50kg以上； 可维护性：电路可插拔设计，通过更换云台控制电路板即可完成云台维护；集成云台数字接口；n 视频编码器视频编码器是将前端的视频监控录像经压缩编码后转换为网络数字信号经IP网络传回到监控中心，根据森林防火监控要求视频编码器可以支持D1或1080p、720p、UXGA等高清分辨率编码。根据要求我们采用：视频编码器，考虑到野外环境，将编码器内置在基站控制箱内。采用视频编码器具有： 音视频输入：支持模拟视频输入、模拟音频输入、语音对讲输入 音视频输出：音频输出 视音频编码参数：视频压缩标准H.264l 视频编码分辨率4CIF/DCIF/2CIF/CIF/QCIFl 视频码率32Kbps-2Mbps,可自定义l 视频帧率PAL:1/1625帧/秒，NTSC:1/1630帧/秒l 码流类型复合流/视频流l 双码流支持l 音频码率16Kbps 外边接口：RJ45 10M/100Mbps自适应以太网络接口l 1个，RS-422串行接口用于云台控制1个，RS-232串行接口用于参数配置、设备维护、透明通道l 4路报警输入，2路报警输出n 前端传输网络森林防火智能检测基站一般都位于野外，需要采用传输链路将前端视频图像以与各种信号传回监控中心，针对野外监控传输链路的选择，我们推荐采用5.8G无线数字网桥，因为5.8G无线数字网桥是一种经济高效的传输链路系统，相对于铺设有线光缆采用5.8G无线数字网桥是非常经济和可靠的系统，且5.8G无线网桥传输链路带宽完全可以满足森里防火防火智能监测系统所需的带宽。并且架设的无线数字网桥系统后可以在保护已有的投资的前提下，可以无缝扩大现有的无线网络。前端无线传输网络是由5.8G无线网桥和天线构成，根据视频监控所需的带宽和传输距离选择27M、54M、108M或150M的无线网桥，根据前端基站到中继点或者监控中心的距离的远近选择天线，一般正常情况下，3公里以内的通视距离采用集成天线板就可以满足要求，对于超过3公里的通视传输距离采用外接天线，天线规格根据实际的传输距离选择直接为0.8米、1.0米或1.2米的天线。根据要求我们采用：5.8G无线网桥根据传输距离我们采用：0.8定向天线带内置19dBi、23dBi和不带内置天线三种类型，以适应传输距离的不同要求。采用的5.8G无线网桥具有： 性能优异：符合IEEE 802.11a/b/g/n标准，采用MIMO、OFDM技术； 组网灵活：支持AP WDS、Station WDS、AP、Station等应用模式； 专有的TDMA Polling技术，具有先进的抗邻区Inter-Cell互扰能力和在点对多点PTMP连接时也具备高吞吐量、低延时能力； 超高传输速率：拥有150Mbps的传送速率，实际数据速率高达70Mbps以上； 现场频谱扫描软件：可以扫描5.8GHz全频段，并给出信号强度、具体频点、信道，方便工程调试； 信道频宽：通过软件可控每个信道的频宽5MHz、10MHz 、20MHz 、40MHz，有效利用频点资源，优化无线链路，特别有利于大规模的视频数据传输业务； 多重安全措施：支持WEP，WPA，WAP2和802.1x，支持国际标准的AES/TKIP； 带宽管理：带宽控制以1k为单位，具有完善的QoS服务品质保障； 天线校整：WEB界面自动显示接收电平值，方便工程施工、测试； 带宽测试：提供收发带宽测试，无须第三方测试软件，方便工程安装调试； IP工具软件：当您忘记无线设备IP地址时，可以用IP Config工具软件搜索设备的IP地址； 中英文WEB管理，同时支持Telnet，监控管理更方便；支持配置文件导入/导出和软件升级； 网络管理：基于WEB远程管理或SNMP集中管理； 防风、防雨、防晒、防尘、防震以与散热设计。.智能烟火识别处理器智能烟火识别是构成森林防火监控智能监测系统最核心的和最重要的功能，是实现传统普通森林防火监控由人工监看向智能型森里防火监控由智能设备自动监看的重要转换，采用智能设备自动监看的森林防火监控系统能够提供工作效率，减少因人工的疏忽而造成的漏报情况，智能监控系统能够实时全天候24小时监测森林防火，智能设备一旦发现疑似烟火通过系统报警平台与时为用户提供的现场信息，让用户在第一时间通过智能监控系统迅速判断，并作出相关的应急处理措施。先进的智能烟火处理识别器是将摄像机采集到的视频图像未经压缩直接进入智能烟火识别处理器数字化后通过对烟、火的颜色、形状、轮廓、纹理以与光谱特征、空间几何特征等多种因素的智能分析，一旦发现疑似烟火，智能处理器自动识别并自动向后端监控中心发送报警信号。由于没有对监测的图像进展压缩，智能处理器能识别的烟火有效面积低至1010像素，所以能够实现几乎没有漏报，误报率低的优点。为了进一步减少误报率，智能处理器能够在第一次发现疑似烟火后，通过控制信号自动推进长焦镜头将视频监控图像进一步放大后，进展第二次进展识别和确认。基于以上分析我们采用具有自主和国内领先水平的前置嵌入式硬件智能烟火识别处理器来满足智能森林防火监测系统的要求。考虑到野外环境，将智能烟火识别处理器内置在基站控制箱内、智能烟火识别处理器如下列图：智能烟火识别处理器该智能烟火识别处理器具有： 基于视频图像分析技术的林区烟火智能处理技术 在夜间能有效防止环境路灯、车灯等干扰，有效地识别火点，有效防止误报的发生 具有火点二次判别机制，有效降低误报 一旦判断监视区域图像上具有疑似火点，自动触发报警 灵敏度：烟火在视频图像中的最小靶面面积为10*10象素即可识别 处理器内含图像去抖动功能； 烟火识别准确率不低于90%；.供电系统前端监控基站所处位置在野外，除基站附近有市电的情况下采用市电，远距离一般不建议采用市电，因为过长的电源线路导致到达基站时电压较低，容易造成设备损害，而且本钱高，我们建议在日照比拟丰富的地方采用太阳能发电系统，在风能比拟丰富的地方采用风能和太阳能互补的发电系统，前端基站的设备实际功率为100W，最顶峰值功率150W，根据实际情况建议配置600W-1000W的发电系统即可满足前端基站所有设备的供电要求。发电系统配置说明：1太阳能发电系统是由太阳能电池板、蓄电池、控制器、逆变器有220V设备采用、电池保温箱构成2风光互补发电系统是由太阳能电池板、风力发电机、蓄电池、控制器、逆变器有220V设备采用、电池保温箱构成根据实际情况我采用太阳能发电系统，配置如下：太阳能电池板：400W单晶/多晶硅太阳能电池板 风力发电机：600W风力发电机蓄电池：12V/200ah胶体电池控制器：12V/24V30A太阳能智能控制器逆变器：12V/2000W逆变器纯正弦波以上配置各局部的作用为； 太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心局部，也是太阳能发电系统中价值最高的局部。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。 风力发电机：小型风力发电机是将分能转换为电能，并且将发出的电能首先经过蓄电池贮存起来，然后再由蓄电池向用电器供电 太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项； 蓄电池：选用胶体电池可以更好的支持前端基站不完全充放电的要求，胶体电池能够在高温和低温环境下正常工作，非常适合野外恶劣的环境，。胶体电池的作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。 逆变器：太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。市电配置说明：对于基站附近有市电或者要求采用市电时，由于基站设备大多数为直流电源设备，考虑到电压的不稳定容易造成基站设备损坏，建议采用稳压电源设备为前端基站提供稳定的电压以保护基站设备的用电安全。.防盗系统森林防火智能监测系统前端基站设备大多数安装在无人值守的密林深处，需要考虑设备防盗的问题，对于野外森林防火监测基站的防盗，我们建议采用红外报警和安防摄像机联动方式进展自动防盗报警，并采用双向语音对讲方式起到警告和威慑作用。根据防盗系统的功能要求，配置如下：防盗摄像机：室外一体红外摄像机红外探测器：室外三鉴探测器(红外/微波/人工智能)室外喇叭：国产拾音器：国产数字报警主机：报警主机防盗报警系统工作方式为：在防盗摄像机后端安装一台数字报警主机，根据防盗摄像机动态摄像的图像，设置周界保护、物品丢失等报警类型，确保前端基站的设备安全。一旦有人靠近、攀爬基塔，告警系统启动，安保摄像机录像回传至监控中心并实时录像，同时，喇叭现场播放语音警示。监控中心接收到报警信号后，立即通过语音对讲系统对现场喊话。上级监控指挥中心可通过对讲系统对本地实现单向对讲，本地声音可被上级单向监听。远程控制软件通过远程控制软件，在监控中心远程控制前端基站的电子监控设备，可控制云台、摄像机、镜头等设备。可以根据林区的特殊自然环境，采用红外报警器。并配合前端报警设备联动联网监控管理平台。.基站控制系统由于前端基站设备都工作在野外，前端基站涉与到智能烟火识别处理器、防盗报警的数字报警主机、功放、控制电路、编码器、交换机等设备，针对野外恶劣的气候条件，电子设备的都无法正常工作在野外的环境，只有采用一体化设计的集成控制系统，将前端基站的智能监控设备集成到一个恒温控制防水箱内，才能保证野外森林防火智能监控系统长时间稳定可靠运行。基于森林防火智能化监控的特点，我们采用：基站控制箱 采用一体化集成设计，集成智能烟火识别处理器、防盗报警的数字报警主机、功放、控制电路、编码器、交换机等森林防火前端基站全部控制系统。基站控制箱如下列图：基站控制箱采用的基站控制箱具有：控制箱体 铸铝结构，内置前端基站电源转换设备等 防水、防雨、防风、防潮、防腐 工作温度：-50C60C 可内置烟火识别智能处理器远程控制模块 可控制云台水平转动、垂直转动，同时具备全变速控制功能 可控制镜头的变倍、聚焦、光圈 具有高精度云镜预置位功能，每个预置位可准确设置云台的水平转角、垂直夹角，镜头的焦距 可设置10条以上把戏扫描轨迹； 配合林火识别处理器可将火点自动居中放大，以实现烟火的二次判别 可控制云台、镜头自检 具备软、硬件看门狗功能，能有效防止死机 具备垂直位置“归零设置与记录功能 双工信息处理：回显数据与远程控制同时处理视频处理模块 编解码方式：H.264 帧速率：130fps全动态可调 输入：2路复合端子；接口：BNC阴性 分辨率：PAL制172144752582可调 具备视频切换功能智能采集模块 接口：10/100Base-T 以太网 接口方式：RJ45 插座或G.703 E1接口 可采集云台的水平转角、垂直夹角、镜头的焦距等参数 预置位信息回显支持传统的模数转换方式，也支持全数字方式6.1.6.防雷接地系统对于野外的森林防火监测基站，防雷接地是保障基站与设备安全必不可少的一项，森里防火监测基站防雷接地系统包含2个局部，第一局部为：基站铁塔的防雷接地，第二局部为：基站设备的防雷接地， 按照防雷接地的国家标准：基站铁塔防雷接地小于10，基站设备的防雷接地小于4。基站防雷接地主要包括：避雷针、小于10接地系统；基站设备防雷接地主要包括：电源防雷器、信号防雷器、无线设备防雷器、小于4欧姆接地系统1) 基站防雷接地方式：第一种方式：分开接地，既基站防雷接地和基站设备防雷接地2套接地系统，基站避雷针接在基站防雷接地系统，基站设备接在基站设备防雷接地系统第二种方式：共用接地，既共用接地系统小于4欧姆，基站避雷针和基站设备都接在该防雷接地系统上，但是基站铁塔防雷接地点和基站设备防雷接地点需要隔开10米的距离，做到共地不共点。2) 接地系统的施工方式：第一种方式主要是针对基站铁塔的防雷接地：在基站附近找寻一块空地，开挖一个大坑采用铁丝网铺设，采用扁钢连接并引出，回填时采用降阻剂混合泥土回填，接地电阻小于10；第二方式共用接地：在基站附近找寻一块空地，开挖4到8个1.5米深得小坑，采用非金属接地模块植入坑内，采用扁钢将各个模块进展焊接并引出，回填时采用降阻剂混合泥土回填；接地电阻小于4；第三种方式基站附近地势条件不好，无连续的泥土地：在基站附近30米得X围内，采用多个铜包钢接地棒找寻可以接入泥土的地方进展插入，然后采用扁钢将各个接地棒进展焊接引出。接地电阻小于4。根据基站附近的实际情况，我们基站防雷接地方式采用：共用接地，接地系统施工方式采用：接地模块工艺接地系统；基站铁塔防雷设备配置：铁塔防雷设备：球形避雷针基站设备防雷设备配置：基站设备防雷设备配置与基站控制箱所在位置有关，如果基站控制箱安装在铁塔下面的机房内，配置如下：直流电源防雷器：DC12/24交流电源防雷器：20/2RS422防雷器：X-EC视频防雷器：X-BNC同轴避雷器：CLSP58NA网络防雷器：RJ45二合一防雷器电源和视频：DX-2防雷箱：用于安装和保护防雷器如果基站控制箱安装在铁塔上，并靠近重型数字云台和摄像机的位置，由于铁塔安装了避雷针，摄像机与重型数字云台、基站控制箱都在避雷针的保护X围内，而且基站控制箱与铁塔之间采用了绝缘隔离，基站控制箱与接地系统进展良好的接地，各种信号线距离较近，可以不考虑防雷措施，具体配置如下：直流电源防雷器：DC12/24交流电源防雷器：20/2同轴避雷器：CLSP58NA防雷箱：国产用于安装和保护防雷器基站接地系统小于4配置：接地模块：非金属接地模块降阻剂：长效防腐物理型降阻剂扁钢：国产辅材：国产6.1.7.铁塔基建系统森林防火智能监测系统前端基站位于林区内，四周一般都有较高的灌木林，森林防火智能监控要求的视野广、无障碍、监控角度大，尽量少设监控点，并尽可能使得每个监控点监控覆盖的森林面积最大等特点，需要采用铁塔提升到一定的高度来满足森林防火智能监控的要求，铁塔高度是由四周的灌木林高度和监视X围要求以与可见光技术的智能烟火识别处理器的技术特点共同确定。理想的铁塔监控点高度应该是，高过四周的灌木林，摄像机水平位置能够监视到较大面积，摄像机俯仰角不易过大45以内最好，因为过大的俯仰角容易导致智能烟火处理器无法正常识别到正常的烟火。铁塔基建是一项十分重要的项目，质量决定铁塔的使用年限，为了保证铁塔质量一般需要经过取得资质的设计单位进展设计并严格按照相关的质量标准进展修建。1) 基站铁塔遗址的优化原如此 满足森林防火智能监控以与无线网桥传输的要求； 场地平坦，附近无高大建筑物遮挡； 工程地质良好，避开断层、古河道与可能塌方、滑坡的地段； 选择安全的环境，避开易燃易爆的场所和粉尘与有害气体的污染源； 避开低洼地，防止雨水淹灌；2) 基站铁塔形式选择 基站是否需要修建铁塔，可以根据选址点的实际情况确定，如果附近有移动公司的铁塔，在可能的情况下，优先考虑采用附近已有的铁塔； 基站铁塔因结构形式不同，可分为自立塔、拉线塔桅杆；基站铁塔因所建地点不同，有地面塔、屋顶塔之别； 地面塔通常采用的塔形有角钢塔、钢管四柱或三柱塔因其根开可以做到很小2米左右，适用于狭窄场地或距建筑物较近的情况，单造价高于角钢塔。独管塔多用于城市风景区或其它要求美观的场所，因为独管塔线路引下和人员攀登都不方便。加之造价较高，仅用于特殊要求的环境。拉线塔的优点是用钢量小，但占地面积大，是否经济应综合考虑；另外拉线塔易受外力破坏，一旦拉线受损即造成倒塔；拉线塔受风力作用还会发生摆动和水平扭动，采用微波传输的基站慎用。3) 基站用地面积根据不同地方的实际情况，一般以塔高15米-20米为例，用地X围大约为：角钢塔：6米6米，钢管四柱塔3米3米，独管塔2米2米；确定用地X围时应注意，铁塔一定要与附近建筑留出安全距离。4) 铁塔设计优化说明 铁塔设计原如此：满足智能监控基站设备的安装要求，便于操作维护；符合国家钢结构规X，保证结构安全，抗风、抗震、防锈防雷；优化设计，合理选型，便于制作、安装，缩短施工周期，降低工程投资； 合理选择塔形；不同塔形的造价悬殊较大，合理选择塔型是节省投资的关键：l 优化选择角钢塔，角钢塔自重轻、造价低、结构合理、技术成熟、安全度高、被广泛采用；l 选择合理的铁塔根开，根开得大小影响钢材用量和根底造价，须经结构计算优化确定； 合理确定铁塔的载荷和高度；这也是降低造价的重要途径：l 风荷载：以国标建筑结构载荷规X中“全国根本风压图确定根本风压值为设计依据，不要随意超规X加大安全储藏，造成不必要的浪费；l 针对不同地区风压值如某某沿海地区根本风压值为0.5-0.65KN/m，内陆地区为0.35-0.45KN/m，因地制宜，分别提供不同的铁塔设计，可以大幅度降低造价，切忌一套铁塔图纸打遍天下的不负责任的现象；l 铁塔高度：按实际情况高过四周的灌木林，摄像机水平位置能够监视到较大面积，摄像机俯仰角不易过大45以内最好，因为过大的俯仰角容易导致智能烟火处理器无法正常识别到正常的烟火。 铁塔安全设计：铁塔的防雷设计应严格执行基站铁塔与接地设计规X,铁塔的防锈蚀采用热镀锌方式，施工现场不得打孔、焊接，以免破坏镀锌层，加强铁塔的防盗措施至关重要，螺栓或塔材的被盗可能引发倒塔事故，铁塔的最下一段塔身应采用防盗螺栓；地脚螺栓应焊防盗钢帽或浇筑混凝土保护层。5) 铁塔根底设计的优化铁塔根底设计中主要考虑的问题是如何使根底在满足抗倾覆、抗压与抗滑移位于山坡地势的前提下，是根底造价降到最低，且便于施工。 根底设计前,一定要做工程地质勘察，切不可盲目设计，以免酿成事故； 角钢塔根底的设计优化：独立根底是在角钢塔四脚分别做独立的根底，再以连系梁连接，因其施工简便，造价低廉，应作为首选方案，当地下水位较高或岩石埋藏较浅时，可考