森林防火指挥系统方案.ppt
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1、森林防火指挥系统建设方案,第一部分 成功案例展示第二部分 项目背景第三部分方案功能与优势 第四部分 前端视频监控系统 第五部分设备防盗与远程监控系统 第六部分无线传输系统第七部分 风光互补供电系统 第八部分 后端指挥控制中心系统 第九部分防雷接地系统 第十部分施工工程建议第十一部分公司简介,目录,成功案例1,成功案例2,第一部分 成功案例展示第二部分 项目背景第三部分方案功能与优势 第四部分 前端视频监控系统 第五部分设备防盗与远程监控系统 第六部分无线传输系统第七部分 风光互补供电系统 第八部分 后端指挥控制中心系统 第九部分防雷接地系统 第十部分施工工程建议第十一部分公司简介,目录,第二部
2、分 项目背景,森林火灾是世界性的林业重要灾害之一,年年都有一定数量的发生,造成森林资源的重大损失和全球性的环境污染。目前我国森林防火形势严峻、任务艰巨,每年发生火灾次数上万起,受灾面积数万公顷。,2.1项目背景与概述,对于森林防火而言,“早发现、早应对”是将火灾损失降到最低的唯一方法,建立一套全面覆盖的森林远程视频监控系统,已经被全国乃至世界森林防火领域公认的有效防范手段。,第二部分 项目背景,德国:FIRE-WATCH森林火灾自动预警系统 美国:护林飞机和红外遥感火灾预警飞机巡逻 澳大利亚:澳大利亚的林火监测系统加拿大:加拿大采用卫星巡回监测系统,2.2 当前国外森林防火的主要技术手段,国外
3、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,多达几百万美元,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。,地面巡护宣传群众,控制人为火源,深入了望台观测的死角进行巡逻;交通不便、人烟稀少的偏远山区,无法进行地面巡护;各种交通工具费用及人员工资费用;,第二部分 项目背景,2.2 当前国内森林防火的主要技术手段,瞭望台监测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;覆盖面较大、效果较好 对烟雾浓重的较大面积的火场、余火及地下火无法观察 准确率低,误差大 瞭望员人身安全受雷电、野生动物、森林疾病等威胁,第二部分 项目背景,2.2 当前国
4、内森林防火的主要技术手段,航空巡护利用巡护飞机进行林火的探测;巡护视野宽、机动性大、速度快对火场周围及火势发展能做到全面观察夜间、大风天气、阴天能见度较低时难以起飞 受航线、时间的限制,而且观察范围小 成本高,租用飞机费用昂贵,第二部分 项目背景,2.2 当前国内森林防火的主要技术手段,卫星遥感利用卫星探测林火 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 收集资料不受地形条件的影响,影像真切 花费大量的人力、物力、财力 热点达到3个像素时,火已基本成灾 从卫星过境到核查通知扑火队伍时间过长,第二部分 项目背景,2.2 当前国内森林防火的主要技术手段,地形地势:山体以峰林状花岗岩
5、断块组成的孤立中山为主体,山高、坡陡、谷深。防火办是固定地址,距最远的林界直线距离约150KM气候情况云雾多、湿度大、天气多变,第二部分 项目背景,2.3 基本情况,林业情况林业用地15114hm2,植被覆盖率77.78%阔叶林偏少,马尾松和杉木林比重大,增加了森林防火难度通信状况通信运营商经营的2M带宽SDH光缆,第二部分 项目背景,2.3 南岳区基本情况,第一部分 成功案例展示第二部分 项目背景第三部分方案功能与优势 第四部分 前端视频监控系统 第五部分设备防盗与远程监控系统 第六部分无线传输系统第七部分 风光互补供电系统 第八部分 后端指挥控制中心系统 第九部分防雷接地系统 第十部分施工
6、工程建议第十一部分公司简介,目录,第三部分方案功能与优势,“森林防火指挥系统”由后端指挥中心(监控中心),无线数字传输系统,前端视频监控系统,终端处理系统,铁塔,防雷接地,野外供电等组成。,3.1 本系统主要实现功能,效果图,火场精确定位利用前端采集系统中的数字云台,在地理信息系统里将每一个监控点进行地址编码,同时将每一个监控点的坐标直接落实在电子地图上被动式红外热像仪 红外热像仪在完全无光、距离较远时都可对物体成像,能够穿透烟、雾、雨水、烟云等恶劣情况持续工作,可视距离达数公里,可以24小时处于运行状态 风光互补供电系统使得前段设备的供电不在需要架设专门的线路,同时解决了太阳能单一供电时太阳
7、活动状态对电网冲击等影响。24小时连续供电,技 术优 势,第三部分方案功能与优势,3.2 本系统主要技术优势,全天候数字化监控7*24小时不间断的视频监控和集中录像 滤光透雾技术采用德国的多栅格透雾成像技术,与镜头厂家联合开发出特制多栅格滤光镜头,解决了山区雾大,成像难的问题 林火自动识别预警引进德国IQwirelessGmbH公司的森林烟火识别专利技术,选择合理方式、设定报警门限值进行判决报警。自动识别自动报警,技 术优 势,第三部分方案功能与优势,3.2 本系统主要技术优势,火情短信发布平台通过手机发布平台将火点的相关信息,如经纬度,地理方位,起火时间等信息以短信的形式放送给林区防火负责人
8、 设备低温保护采用低温保护技术,从设备材料和内部升温等各种途径提高整个系统的耐低温能力,从而使系统在林区低温下正常工作地理信息系统(GIS)现场摄像机图像移动的同时指挥中心三维电子地图景观亦随之移动,为防火提供直观的规划和决策支持。,技 术优 势,第三部分方案功能与优势,3.2 本系统主要技术优势,辅助决策 平时为各地分别提供各自不同的火情预测;火灾发生时,根据多种影响因子进行林火行为预测与推演,并据此辅助制定扑救方案。设备防盗系统具有远程设备监控防盗视频和防盗探测器,远程自动巡检各种设备,发现安全不稳定因素和故障自动报警。防火指挥中心通过指挥中心可完成对林场各个地区的通讯指挥工作,同时可以实
9、现对火情地区的实时监视、控制功能,技 术优 势,第三部分方案功能与优势,3.2 本系统主要技术优势,省市县三级联网架构省、市、县三级监控平台一体化管理,保证所有图像资源可管理易维护,所有远程监控点可通过监控系统和视频会议系统交叉指挥调度管理,实时显示在监控中心大屏幕上,(覆盖“省-市-县-林场”);远程语音通信省、市、县三级监控中心同所辖林区前端监控点进行点对点双向语音通信、及各级监控中心的对前端监控点的语音广播通信。(覆盖“省-市-县-林场”);视频会议召开“省-市-县”三级视频会议、“市-县”两级视频会议。(覆盖“省-市-县”),技 术优 势,第三部分方案功能与优势,3.2 本系统主要技术
10、优势,第一部分 成功案例展示第二部分 项目背景第三部分方案功能与优势 第四部分 前端视频监控系统 第五部分设备防盗与远程监控系统 第六部分无线传输系统第七部分 风光互补供电系统 第八部分 后端指挥控制中心系统 第九部分防雷接地系统 第十部分施工工程建议第十一部分公司简介,目录,第四部分 前端视频监控系统,根据森林防火的需要,前端监控点必须具备360度全方位、24小时全天候监控的特点,因此选择的设备必须符合森林防火的实际需求。前端监控点的功能是采集视频信号后,利用成熟的视频处理技术,对视频信号进行压缩、分析、IP化处理,然后通过无线传输系统传输到监控中心。,4.1 前端监控系统组成,每个前端采集
11、站主要设备包括:被动式红外热像仪、重型数字万向云台、低照度高清摄像机、视频服务器(编码)、网络交换机、无线网桥、野外保温箱等设备,第四部分 前端视频监控系统,第四部分 前端视频监控系统,完成视频图像采集 对森林着火点定位,4.1 前端监控系统组成作用,4.2 被动式红外热像仪,红外热像仪在完全无光、距离较远时都可对物体成像,它不仅可在完全无光的情况下观测,而且可以在黑夜或浓厚的烟幕、云雾中探测到目标,包括已伪装的目标和高速运动目标,尤其是对于森林防火系统,可以透过浓烟看火灾情况,同时,看到救援人及被救人物的情况。,第四部分 前端视频监控系统,第四部分 前端视频监控系统,产品特点:采用了先进的非
12、制冷氧化钒焦平面探测器,成像清晰;探测器的规格为320240;23.5um的超小探测器像元,看的更远;体积小、重量轻;,4.2 被动式红外热像仪,第四部分 前端视频监控系统,产品特点:高灵敏度,温度分辨率50mk;镜头采用特殊材料,成像清晰;配上相应镜头,防火作用距离可达5km以上,4.2 被动式红外热像仪,4.2 被动式红外热像仪,技术指标,第四部分 前端视频监控系统,红外特制镜头国内领先技术采用非球面设计采用硒化锌、锗材料探测距离高达5KM以上,4.2 被动式红外热像仪,海面透雾,4.2 被动式红外热像仪,第四部分 前端视频监控系统,可见光 红外,城市透雾,第四部分 前端视频监控系统,4.
13、2 被动式红外热像仪,可见光 红外,夜间成像,4.2 被动式红外热像仪,第四部分 前端视频监控系统,可见光 红外,高速运动成像、透烟,4.2 被动式红外热像仪,第四部分 前端视频监控系统,可见光 红外,4.3 低照度高清晰摄像机,第四部分 前端视频监控系统,4.4 特制镜头,第四部分 前端视频监控系统,重型数字万向云台是结合德国云台和国内云台的优点开发出的军工级产品,该云台采用铝合金材料铸造,具有防水、耐高温、耐老化、抗腐蚀的特点;选用高性能电机;大载重量,专为特殊环境设计;可内置温控电路、宽范围温度工作;云台可以结合地理信息系统实现准确定位。,4.5 重型数字万向云台,第四部分 前端视频监控
14、系统,4.5 重型数字万向云台,第四部分 前端视频监控系统,网络视频服务器主要实现模拟视音频信号的IP化。经数字化的视音频信号H.264视频压缩算法和G.729/ADPCM音频压缩算法进行压缩编码,提供高清的D1画质704576,通过IP网将低码率的视音频编码数据以IP包的形式传送给多个远端PC或网络视频解码器,实现视音频的远程传输、网络监控和网络存储;同时支持远程云镜控制和远程报警管理。视频服务器支持数字云台回显,预留与GIS报警接口。,4.6 网络视频服务器,第四部分 前端视频监控系统,第一部分 成功案例展示第二部分 项目背景第三部分方案功能与优势 第四部分 前端视频监控系统 第五部分设备
15、防盗与远程监控系统 第六部分无线传输系统第七部分 风光互补供电系统 第八部分 后端指挥控制中心系统 第九部分防雷接地系统 第十部分施工工程建议第十一部分公司简介,目录,第五部分 设备防盗与远程监控系统,一旦有人攀上信号塔架或靠近供电设备,告警系统启动,将通过小型防盗摄像机将可疑人员拍摄下来,通过无线网桥回传到监控中心,同时警笛报警器发出震撼的笛声。防火办值守人员得到报警信号,立即发出语音警告,并打开硬盘录像机,将进行实时录像,以备追查。,第五部分 设备防盗与远程监控系统,第一部分 成功案例展示第二部分 项目背景第三部分方案功能与优势 第四部分 前端视频监控系统 第五部分设备防盗与远程监控系统
16、第六部分无线传输系统第七部分 风光互补供电系统 第八部分 后端指挥控制中心系统 第九部分防雷接地系统 第十部分施工工程建议第十一部分公司简介,目录,传输链路是森林防火监控系统中最关键的环节。由于森林防火监控自身 的特点,传输方式不可能采用有线或光缆的方式,因此最理想的方式就是无线传输。,第六部分 无线传输系统,后端指挥控制中心,无线传输系统有很多的优点:带宽较高、建设周期短;一次性投资、建设简便、组网灵活、易于维护、管理,设备可重复利用。无线传输方式无疑成为监控系统传输链路的首选。图像实时传输、清晰,传输频率可选,并且可根据传输距离的远近、现场自然条件的不同,其功率的大小可以按要求配制,在遇障
17、碍物阻挡的情况下,可采用架设中继(图像/数据)系统。,第六部分 无线传输系统,第六部分 无线传输系统,无线传输系统的功能是连接前端监控点和监控中心,将前端监控点的视音频信号传到监控中心,将监控中心的控制信号传输给前端监控点,以实现远程管理。,无线传输链路的要求,在选择微波产品时,要满足能够在恶劣复杂的森林环境下建立可靠高效的链路,从而保证整个系统的性能,那么必须要考虑以下因素:满足室外型产品。支持远距离和点对多点大规模组网传输,提供足够高的链路带宽,同时支持带宽分配。支持视频组播包的转发控制。无线传输的高稳定性和可靠性。安装简便、具有强大的管理功能、维护成本低,第六部分 无线传输系统,无线传输
18、组网模式,第六部分 无线传输系统,(1)MPEG-4多媒体应用标准(2)实时传输和QoS技术(3)异构网络通信平台(4)嵌入式系统(5)网络带宽自适应调整,无线传输系统实现优势,第六部分 无线传输系统,(6)网络化、数字化(7)高清晰度图像(8)远程报警及联动控制(9)良好的可扩容性(10)保密性能优越,无线传输系统实现优势,第六部分 无线传输系统,高性能的无线网桥,采用以色列奥维通网桥BreezeNet B14 5.8G 高速无线网桥,它是目前国际上性价比比较高的数字无线传输设备,技术也比较成熟。,第六部分 无线传输系统,兼具OFDM技术和室外结构设计于一体,BreezeNet B工作在频率
19、干净的5.8G频段,采用先进的技术以在干扰的环境中获得理想的工作性能。使用正交频分复用(OFDM)和前向纠错(FEC)的技术以对抗多径、噪声和非视距(NLOS)环境的影响 通过OFDM调制技术增强的多径处理能力,使在非视距和近似可视的环境下BreezeNET B可以建立稳定的链路 自适应调制技术可以根据环境来选择合适的通信速率,以提高频谱的利用率。,第六部分 无线传输系统,极高安全的空中接口,使用BreezeNet B建立的传输链路也具备很高的安全性能,通过可选的授权和/或采用128位的AES或WEP数据加密的算法,就可以得到极高的安全性能。系统还支持基于802.1Q的VLAN。通过数据加密和
20、划分VLAN,使BreezeNet B组建的网络获得足够的安全保障。,第六部分 无线传输系统,其它特点,室内室外的结构使得系统可以获得更大的连接距离基于非OFDM的非视距传输的能力输出功率可以到21dBm多层次的安全保障包括:AES、128位的WEP等突出的带宽性能完整的LED指示灯显示,利于用户的安装调试内置的远程诊断功能可以最大的节约维护的费用高的性能价格比,第六部分 无线传输系统,BreezeNET B 系统构成,第六部分 无线传输系统,第一部分 成功案例展示第二部分 项目背景第三部分方案功能与优势 第四部分 前端视频监控系统 第五部分设备防盗与远程监控系统 第六部分无线传输系统第七部分
21、 风光互补供电系统 第八部分 后端指挥控制中心系统 第九部分防雷接地系统 第十部分施工工程建议第十一部分公司简介,目录,风光互补供电解决了以往因林区野外架线难、维护更难的难题。为了防止因野外架线,出现断线、打火而诱发新的火情隐患,本系统将风能太阳能转换成电能,进行DC、AC的变换,对蓄电池充电及设备供电,保证前端设备及控制设备的可靠运行。,第七部分 风光互补供电系统,风光互补系统采用了风力发电机(H型)和太阳能发电进行10:3地结合,形成了相对稳定的电力输出。在建筑上、野外、通信基站、路灯、海岛均进行了实际应用,获得了大量可靠的使用数据。这一系统的研究成果将为我国乃至世界的新能源发展带来了新的
22、动力。,第七部分 风光互补供电系统,7.1太阳能供电,太阳能供电系统由太阳能板、蓄电池组和逆变器等几部分组成,供电系统各部分容量合理配置对保证供电系统的可靠性非常重要,并且系统要有十分安全可靠与稳定保护和控制措施,它包括过充、过放、过载、过温、短路、反接;对输出实行多路控制;对负载增加节电控制等。,第七部分 风光互补供电系统,太阳能供电系统功能和特点系统部件全部模块化;系统可就地固定和移动;系统易于安装和拆卸;易于扩容和应急维修;采用并联冗余技术提高了系统的可靠性;采用了智能化的控制避免复杂操作。,第七部分 风光互补供电系统,7.1太阳能供电,7.2 H型垂直轴风力发电,新型垂直轴风力发电机(
23、H型)采取了完全不同的设计理论,采用了新型结构和材料,达到微风启动、无噪音、抗12级以上台风、不受风向影响等性能。以它为主建立的风光互补发电系统,具有电力输出稳定、经济性高、对环境影响小等优点,也解决了太阳能发展中对电网冲击等影响。,第七部分 风光互补供电系统,第一部分 成功案例展示第二部分 项目背景第三部分方案功能与优势 第四部分 前端视频监控系统 第五部分设备防盗与远程监控系统 第六部分无线传输系统第七部分 风光互补供电系统 第八部分 后端指挥控制中心系统 第九部分防雷接地系统 第十部分施工工程建议第十一部分公司简介,目录,第八部分 后端指挥控制中心系统,8.1 林火监控专用承载网,林火视
24、频监控系统承载网络采用星型网络结构,省林业厅作为一级监控中心为整个网络的核心节点;各地市林业局作为二级监控中心为整个网络的汇聚层;各区县林业局和前端林场监控点为网络接入层。,第八部分 后端指挥控制中心系统,传输通道选择 省中心-地市中心:通过SDH全光数据专线进行连接;地市中心-县中心:通过SDH全光数据专线进行连接;地市中心-林场监控点:通过“SDH数据专线+微波”传输的方式进行连接。,第八部分 后端指挥控制中心系统,8.1 林火监控专用承载网,模拟视频信号通过数字视频压缩技术转换为H.264或者MPEG 4格式的码流,尽管经过压缩,其所占的空间仍然是非常大的,尤其是森林防火视频监控联网系统
25、,摄像前端可能达到上百个,产生的视频数据是非常大的。对应单路D1、Half-D1、CIF格式产生的录像文件信息如下,8.2 系统存储,第八部分 后端指挥控制中心系统,针对林火视频联网监控系统的实际情况,建议采用性能价格比最高的IP-SAN+NAS体系结构。IP-SAN体系结构的实质是通过 iSCSI 技术,构建一个基于高速IP网络的集中存储环境,解决用户数据迁移、数据共享、储空间扩展的问题,并大大降低管理成本。同时,还可以充分融合NAS存储设备到该网络中,进一步利用NAS设备的优越特性。,第八部分 后端指挥控制中心系统,1)纪录图像信息的同时,纪录与图像信息相关的检索信息,包括设备、通道、时间
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