神州数码 森林防火监控系统解决方案.doc
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1、森林防火监控系统方案目 录第一章、概述31.森林防火的需求与现状32.本方案的特点53.实现的主要功能6第二章、系统简介71.系统整体介绍72.前端设备93.中继设备94.中心控制设备95.防火指挥中心10第三章、中心管理平台软件介绍111.平台描述112.设计理念123.平台架构134.模块介绍135.功能概述15第四章、大屏显示控制系统221.设计原则222.AMPON液晶拼接单元特点243.AMPON液晶拼接控制器特点264.屏幕显示275.控制软件系统概述29第五章、远程监控系统301.设备配置302.无线传输配置说明323.供电配置说明364.设计原则385.设计依据386.功率及配
2、置的确定38第六章、计算机网络系统401.系统方案设计要求402.设计原则403.网络系统方案424.综合布线方案44第七章、辅助保障系统451.防雷接地配置说明452.雷电侵袭主要途径463.雷电防护措施47第八章、系统优势501.智能分析技术502.网络高清技术553.移动视频技术564.音频与视频系统的整合58第九章、系统主要设备参数611.网络视频录像机612.46寸超窄边液晶大屏633.透雾摄像机654.30米枪型红外防水摄像机675.SMS管理服务器DCS-SMS300686.解码上墙服务器DCS-NVD300-V2/V4/V8697.D1系列DVR708.大屏拼接控制器72第一章
3、、概述1. 森林防火的需求与现状1.1. 概况 森林火灾是林业重要灾害之一,一旦发生火灾会对人类的生命财产安全造成极大危害,因此做好防火工作是森林保护工作的重中之重。森林防火必须贯彻“预防为主,积极扑救“的方针,真正做到早发现,早解决。目前,基于无线网络技术和光纤技术的远程无线监控系统,已广泛应用于森林防火监控领域。森林防火指挥中心是整个防火指挥调度的核心,当发生重大森林火灾和重点区域发生火情时,市指挥部、市林业局领导可在此进行组织指挥,并可召开指挥部成员会议、全市森林防火视频工作会议,研究部署工作。指挥中心应具备四项功能:一是可以满足指挥部领导对全市森林防火工作进行指挥调度的需要,随时调用全
4、市森林防火电子地图,掌握各地防火设施及扑救力量的部署情况,查看火场地形地貌;二是将各个监测点的视频图像传回中心机房并由指挥中心实施远程监控和自动预警;三是可以实现与火场的实时图像传输,便于直观了解火场动态,科学指挥决策。四是与省森林防火指挥中心和市政府应急指挥中心及各县(市、区)指挥中心进行信息交流,可适时召开视频会议,发生火灾后可以和县指挥部领导视频会商,制定扑火方案。通过远程监控系统,森林防火指挥中心能实时监控林区火情实况,及时发现火情,起到预防火灾的目的。火灾发生时,该系统能将现场图像实时传回指挥中心,为指挥中心的远程指挥调度提供有力的保障,最大限度地减小火灾造成的损失;该系统能真实记录
5、火情发生、发展和消灭的整个过程,为火情的预防、治理提供真实有效的历史资料。1.2. 国际常用的森林防火技术 国际上现有的森林防火报警技术: 德国:FIRE-WATCH森林火灾自动预警系统 德国投入使用的FIRE-WATCH森林火灾自动预警系统,正常监测半径10公里,安装该系统每套需7.5万欧元,而在勃兰登堡州安装需要120-130套,约1000万欧元。 美国:护林飞机和红外遥感火灾预警飞机巡逻 美国利用“大地”卫星在离地面大约705公里的轨道上绕地球运转,探测地面上的高温地区、浓烟地带以及火灾遗址。美国使用无人驾驶林火预警飞机进行24小时监测,虽获得了成功,但耗费了巨额资金。 加拿大:加拿大采
6、用卫星巡回监测系统 加拿大采用从卫星上发射电磁射线检测林区温度,当检测出某一林区局部温度上升到150200,红外线波长达3.7微米时,便是火灾前兆,立即测定具体温度,采取措施及时防火.同时,加拿大林区采用多架配备先进的直升飞机轮流监测森林火灾,飞行费每小时需5000-6000加元。 国外的技术有的虽然可靠,但需要借助高空卫星,且施工太复杂;有的技术方案基础实施投资太大,多达几十万美元,投入成本过高,这些难以满足我国森林资源监测的实际需要。 1.3. 国内采用的监测方法 地面巡护 地面巡护,主要任务是向群众宣传,控制人为火源,深入了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
7、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。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;瞭望是一种依靠瞭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、
8、野生动物等的威胁。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2000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。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
9、,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2小时内应反馈核查情况和结果。为弥补以上手段之不足,我司“森林防火监控系统”可以实现快速、准确、实时的监控林火情况,配合林政管理、生态建设管理及林业活动等功能实现各种管理。2. 本方案的特点克服了原始人工瞭望观察火情的局限,实现了林区管理数字化、科学化,大大减少了林业部门的费用支出和管理成本,提高了林区企业的效应
10、。 该系统特点有:林火识别系统,实现火情自动报警。 野外设备防盗报警系统,有效防止设备丢失和人为破坏。 远距离无线传输,避免野外架线施工。 太阳能蓄电池供电,24小时不间断供电,满足系统能源消耗。 3. 实现的主要功能监控指挥屏幕墙可以实时显示前端视频采集点的图像;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。采用野外重载云台,定位精准,防抖动,具有实时回显位置信息功能;同时配备电动长焦距镜头和低照度高清晰摄像机;可以通过专用操作键盘或监控软件控制云台和镜头;通过设置的监测点,实现整个有林面积的监视范围达到95%以上;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
11、等方式保证系统安全可靠;查询简便性:可通过对时间、日期、前端采集点完成资料检索;无线传输模式,降低系统成本,避免有线传输带来的具大施工难度,方便与其他防火中心及其他森林防火管理相关部门连接;防盗告警,在监控点装置红外摄像机,有盗窃活动发生时监控中心报警警,保护用户投资,将损失降低;电源系统:电源供给在全天候的环境下,保证系统不间断供电;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。第二章、系统简介 1. 系统整体介绍“森林防火监控系统”以先进而稳定的防火技术为森林防火提供优质的服务。该系统是以森林火情监测为主,将纳米波滤光技术、数字图像处理技术等高新技术综合应用于森林资源
12、管理中的高科技产品。 本系统在监控森林火情的同时,还可以对森林资源、生态环境、森林病虫害、野生动物及滥砍滥伐等进行有效监控。系统构成图示如下: 系统中各个前端将采集的信息、数据经过DVR编码后通过无线和有线网上传至县级监控中心,也可实现在本地的视频存储。前端视频可存储到县级监控中心的NVR中并可由NVR对其进行管理、转发,虚拟矩阵控制中心控制解码上墙服务器对视频进行解码输出至大屏拼接控制器再至大屏实现漫游叠加等功能,相关领导可以在监控中心进行查看、远程调度指挥。县级监控中心人员可通过智能分析服务器实现对前端的智能分析,也可通过客户端访问相关视频。县级的视频也可上传至市级监控中心进行显示、操作,
13、在市级监控中心配备的SMS管理服务器可对多台NVR进行管理,手机转码服务器可将视频信号转码成可以在手机上查看的视频,NVR可选择性的对视频进行录像。l 获取信息:利用建立分布在火灾易发区不同至高点的野外信息采集站,获取覆盖范围内的监控视频图像、环境信息,实现全天候不间断监控;l 动态监测:在无线或有线数字化网络平台系统的支持下,将视频图像及其它信息实时、同步传输到防火监控中心,实现真实观测林区的动态情况;l 火灾预警:如有火情,利用智能分析,提调相关数据了解并掌握火场的基础情况,实现准确定位,同时通过专业林业数据库分析,得出一套切实可行的扑火方案,确定扑火的人、机、物力量的配置,得出扑救具体措
14、施和最佳路线方案;l 预报分析:参考林区物候、可燃物特性数据,利用专家数据库模型进行综合分析,预测出相应地区的森林火灾等级数据。2. 前端设备 前端由网络高清摄像机、红外摄像机、视频采集定位单元、视频服务器NVS或DVR、无线网桥、设备防盗监控单元、避雷接地单元、智能太阳能供电单元等组成。3. 中继设备中继由无线网桥、传输天线、智能太阳能供电系统、避雷接地系统等组成。4. 中心控制设备 终端由网络视频录像管理系统、解码上墙系统、虚拟矩阵控制系统、无线网桥接收系统、大屏拼接控制系统、手机转码系统、智能分析系统、UPS电源等组成。 5. 防火指挥中心 远程控制与通讯是指挥中心的主要功能,即通过指挥
15、中心可完成对林场各个地区的通讯指挥工作,同时在指挥中心可以实现对火情地区的实时监视、控制功能。以指挥中心为核心将各个系统进行整合,实现办公的信息化网络化,通过有线、无线调度系统完成对下属部门的命令发布、工作查询、人员调配工作。第三章、中心管理平台软件介绍平台主界面图1. 平台描述DCS-NVR300-H系列平台软件是AMPON推出一套适合于大中小型项目的IP整体解决方案平台。平台采用CS架构,模块化设计,既可以在中小型项目上担任监控中心平台,也可以通过目录服务实现大系统的堆叠和级联。平台采用开放的接口标准,支持AMPON/SONY/LG/HIK/DAHUA等品牌的设备直接接入,可以统一管理前端
16、所有IP设备,支持系统管理/录像/点播/报警等功能模块。2. 设计理念1.2.2.1. 实用性AMPON网络视频录像机致力于各种垂直化行业解决方案的提供。设计合理,结构简单,功能完备,切合实际,能有效提高工作效率,满足行业需求,是软件追求的目标。2.2. 可扩展性AMPON网络视频录像机采用结构化设计,系统规模和功能易于扩充,系统配套软件具有升级能力。能够方便和快速的构建行业数据整合方案。2.3. 易操作性AMPON数字化管理平台提供清晰、简洁、友好的人机交互界面,操控简便、灵活,易学易用,便于管理和维护,有很强的容错和系统恢复能力。2.4. 实时性AMPON网络视频录像机是一套全实时的交互式
17、控制平台,无论是媒体数据、控制数据、报警数据还是录像数据和系统状态数据都能在第一时间通过网络到达用户桌面。2.5. 安全性AMPON网络视频录像机构建与稳定的C/S架构之上,不但给系统提供实时性保障,也能给系统提供运行环境的安全性保障。AMPON网络视频录像机提供完善的用户和权限管理模式,能保障系统的应用级数据安全。2.6. 高可靠性AMPON网络视频录像机采用成熟、稳定和通用的技术,服务器软件具备强大的实时数据处理能力。同时支持多种备份和冗余措施,能够保证系统长期稳定运行。2.7. 可维护性AMPON网络视频录像机具备自检、故障诊断及故障弱化功能。在出现故障时,用户可以通过平台软件及时、快速
18、地进行维护。通过AMPON平台,整个系统动态环境一致性维护可以轻松的实现,极大的减轻系统维护工作量。3. 平台架构 4. 模块介绍作为一个专业的视频监控平台,AMPON网络视频录像机由如下模块构成: A、设备控制模块该模块是系统的设备驱动层,整个系统通过该模块完成与编解码器的通信。应用层的设备无关指令通过该模块翻译成设备相关指令,通过网络传输层,完成对设备的各种控制与交互。B、媒体控制模块该模块是AMPON网络视频录像机的核心,用以完成对大容量媒体流以及透明数据的管理。媒体流包括两个方面的内容:一个是实时的视音频流;一个是文件流。数据管理包含两个方面的内容:存储和转发。AMPON网络视频录像机
19、通过一套高效和强壮的流处理机制完成存储和转发的统一资源调度,从而使得系统的处理能力得到极大的提高。C、连接管理模块连接管理接口是媒体控制接口的核心。每个连接由源和目的唯一标识。一个连接表示了一个数据传输通道。系统为每个连接创建专门的处理任务。连接相互独立,有效的避免了系统故障的扩散。每个连接可以附加一个存储请求和若干的转发请求。存储和转发共享数据,独立运行。数据的共享可以节约网络带宽。数据的并行处理保障了系统的效率和强壮性。D、客户端管理模块所有客户端和服务器的通信都要经过该模块的翻译和处理。通过该接口,客户端和服务器可以完成各种控制信令的交互。客户端管理接口又可以细分为如下的几个模块:权限管
20、理:用户、角色和权限的管理认证管理:身份的认证呼叫管理:客户端各种请求的响应:包括连接的建立和删除,设备的参数请求等等E、报警管理模块通过该接口,AMPON网络视频录像机实时调度各种资源用于完成对报警信息的及时处理和联动。F、服务器管理模块AMPON网络视频录像机采用分布式多叉树服务器架构,用以分担整个系统的网络和计算压力。服务器管理模块负责在各个服务器之间传递和同步服务器状态,协调各个服务器的工作上下文。G、系统诊断模块该模块是包括如下一些组成部分:日志管理:负责记录系统内发生的事件,并且在第一时间将要发布的日志发布到相应的客户端上。这样,可以减轻系统管理员对整个系统的维护工作量。设备巡检:
21、负责第一时间获得设备的各种状态,包括:网络是否正常、镜头是否正常、名称是否改变、配置是否改变等等。这些状态数据也需要同步传递到各个在线的客户端,保障应用视频图像的一致性。客户端巡检:负责客户端状态的获取,包括客户端的登陆、退出和掉线。服务器巡检:负责查询每个服务器是否在线。如果服务器掉线,系统会在第一时间给出提示,从而转入相应的故障处理模块。服务器工作上下文诊断:用于诊断服务器各个模块是否正常,对于一些不正常的模块,系统负责恢复或者清除。故障弱化:客户端故障弱化,为了保障服务器的性能,对于已经掉线的客户端,服务器自动剔除并释放相应资源。服务器故障弱化,如果服务器出现故障,在故障修复好后,系统会
22、自动修复与所有在线客户端的连接,让用户自动重新回到正常的工作环境。5. 功能概述1.3.1.4.1.5.5.1. 系统的视频监控功能管理员可以为每一个用户设定一个登录ID,用这个ID登录系统后,系统会自动生成该用于有权限管理的监控点,并以树形列表的方式显示出来。这样可以避免非法用户的误操作。用户登录系统后,可以按照上面的窗口显示模式来显示监控点。5.2. 系统的设备管理功能系统提供了丰富的设备管理功能,可以管理设备的名称/网络参数/视频参数/镜头参数/音频参数/485参数/232参数/存储参数。并可以根据物理分布情况对监控点设备进行分组。5.3. 系统的用户管理功能系统允许管理员新增/删除/编
23、辑用户和用户组,可以增加一个用户,也可以增加一个用户组,一个组的用户具有相同的属性。建立好一个用户或用户组后,管理员可以为其分配监控点资源,这样用户登录系统后就可以看到自己权限可管理的监控点。5.4. 系统的权限管理功能系统管理员可以为每一个用户设定他的具体权限,如上图。包括电子地图功能,虚拟镜头功能,日志查询功能,本地录像功能,图片抓拍功能,发送语音功能,接收语音功能,录像回放功能等。并可以细分每一个用户的级别。5.5. 系统的录像管理系统提供了方便的录像计划和报警计划录像。管理员可以设计一个录像计划模板,设定监控点的录像日期时间,分辨率,帧率等。一旦设定成功,系统将自动执行计划模板。5.6
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