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森林防火全生命周期监测系统解决方案

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1、总体方案设计

1.1项目背景

近年来，随着人们对森林火灾认识的不断提高,其中生长的过程中对防火技术要求也不断增加。森林是宝贵的自然财富，也是树木大量集中的区域,很容易受到火灾的吞噬。森林火灾具有突发性、随机性、快速性等特点，往往难于控制，在夏季高温天气及秋冬节干燥天气，山火突发的概率十分高。一直以来，世界各地森林都在遭受着森林大火的痛楚，不仅带来了惨重的经济损失和人员伤亡,而且每一次大火过后都会造成严重的环境污染。因此，减少和避免森林火灾一直是人们梦寐以求的愿望，在完全杜绝火灾无法做到的情况下，我们只有通过全天候和全方位的监测和预防来实现这一个愿望。在科技发达的今天，我们需要利用先进的、科学的、信息技术系统应用在当前森林防火中，是当前社会发展的必然趋势，是保护森林的主要措施，也为森林火灾的监测和预防带来了福音。

1.2现状分析

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森林整体监测面积大，一旦产生明火，则火速蔓延快，会造成很严重的危害，防控手段离不开人防、物防、技防，只有将三种防护手段有效结合，高效利用，才能将火灾防患于未然。

现阶段预防火灾主要是建立森林防火设施，包括开辟防火路、营造防火林带，修筑林道、设立防火瞭望台，架设电话、建立化学灭火站等，通过这些设施可以进一步预防森林火灾的发生。或者针对自然变化而预防火灾，加强人为巡逻。但针对一些人为造成的火灾或不明原因突然发生的火灾，无法预警与监测。

人为护林巡逻，巡逻周期长、信息反馈速度慢、检测成本高，并且无法实时监测到火灾，具有极大的不确定性。初期火灾未必能发现，当火灾情势较大时，会产生巨大的环境危害与污染，不但烧毁成片的森林，伤害林内的动物，而且还降低森林的繁殖能力，引起土壤的贫瘠并破坏森林涵养水源，甚至会导致生态环境失去平衡。

另外，针对森林防火应以预防为主，现有技术手段多是基于视频图像识别技术，是在火灾发生后才能发现和告警，无法提前预知，提前防范。

1.3总体目标

从森林防火工作的实际业务流程出发，改变和优化传统火灾防控不足问题，对森林安全进行全生命周期保护。在火灾发生前做到有效管控和火灾预防；在火灾发生时，能够借助科学技术手段及时发现灾情，并多方应急警告，为火灾施救工作提供及时、高效的指挥调度、数据、现场实施动态的全方位支持；火灾发生后的科学灾后分析统计，针对频发时间、数据、环境、位置、范围、救灾效率等进行有效分析，对未来火灾预防，救灾工作提供指导性报告文件。

2、解决方案与总体设计

2.1方案架构

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2.2解决方案针对火灾的预防、发现、告警、处理、总结等一系列森林火灾问题进行解决、处理与分析。

2.2.1安全防控——从源头杜绝人为原因导致火灾事故

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1) 预约拜访的人员与车辆可正常进入林区：要来拜访的人员与车辆需提前联系森林巡护人员，确定来访时间、人员与车辆信息，巡护人员提前将来访信息录入到系统。当来访人员正常拜访时，通过智能卡口监测识别后，正常进入林区。

2) 未预约的人员与车辆判定为闯入者：系统中没有预约记录即来访进入林区的，通过智能卡口监测识别后，系统识别为闯入者，会发出告警提示。

3) 监测携带的危险品与火种：通过智能卡口摄像头监测识别危险品/火种

4) 声光广播提示：在1-10M范围内发现有闯入者或危险品、火种时自动开启声光报警提示，广播驱逐闯入者，也可直接喊话，实现双向对讲。

5) 报警上报：当发现有闯入者或危险品、火种时，报警上报至平台、短信、APP。根据不同报警等级，发出不同等级的报警信息。

2.2.2火灾预防——从自然因素分析火灾发生前兆，提前预知火灾发生

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1) 气象数据采集：对风速、风向、雨量、空气温度、露点温度、空气湿度、日雨量、累计雨量、当前雨量、光照强度、日照时数等气象数据的采集

2) 地质数据采集：土壤温度、土壤湿度、蒸发量、大气压力，总辐射等地质数据采集。

3) 数据校准，防止信息误报。当监测到的数据不是很准确的时候，可以进行数据重新校准。如当火灾发生，监控视频发现并没有起火，可能是由于外界某种原因，此时重新校准数据可重新监测气象与火灾信息。

2.2.3及时发现火灾发生，精准定位——第一时间发现火灾，精准定位火点位置

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1) 明火识别告警：安装火点监测摄像头，360度循环监测，在第一时间监测到火点并报警，上报至平台、短信、APP。根据不同报警等级，发出不同等级的报警信息。

2) 火情确认，通过监控视频与自然数据双重方式确认火点情况：GIS

① 弹出视频确认：当识别到明火时，系统第一时间自动弹出视频弹窗，可根据视频确认火情。无需一直监控视频，浪费精力；也无需一直上传视频，节省流量。

② 数据校准：通过火点位置、火情范围、气象、地质等多重数据叠加，综合判定火灾情况

3) 一键救援：

① 可与地区应急呼救平台对接联动

② 可对防火组织内各级人员告警通知

2.2.4高效组织救灾——提高救援速度、效率，最大限度减少灾害损失

第一时间生成分级、分类的救援预案，发至相关人员，定制可视化指挥平台（视频会议），提高救援速度、效率，最大限度减少灾害损失

1) 实时查看可调用资源状态

2) 实时查看救援进度以及施救结果

2.2.5运营维护——全面、长期的、低成本的设备维护与防控保障

1) 信息平台系统的维护

① 设备故障监测。对采集数据设备的运维管理，采集供电、网络、工作环境三大类30余种故障信息，涵盖了所有可能的故障类型，可实现从故障发现、分析、解决的全过程管理。防止因为设备损坏而导致的问题。

② 设备修复。可处理设备30余种故障进行自动修复。

③ 自动派单，并跟踪维修情况。当设备出现故障无法自动修复时，将自动区分责任，并派单给指定维护人员，附带维修预案。

2) 基础救援设备维护：

① 水桶水位测量：可在水桶中放置液位计，并对水桶水位进行阈值设置，当低于某个阈值时进行报警，告知管理人员水量不够，需及时添水，防止火灾发生应急设备不足。并安装定位设备，可快速找到水桶位置。

② 消防车定位：可在应急消防车上放置定位设备，及时了解到消防车的位置，当火灾发生时可随时调用消防车。

③ 灭火器材定位：在灭火器材上放置定位，及时了解位置，随时调用。

④ 防火带等：联网监测健康状态。

3) 能效保障——低成本持久监测

① 节电：针对森林无电的情况，采用太阳能蓄电池供电。支持在阴雨天气下提供长时间的电力。

② 节能：不需要一直查看视频，节省巡查人精力的同时也节省电力和流量，做到测温与视频分离。

2.2.6灾后数据分析

灾后评估，主要功能包括：建立灾后评估模型，对林木的直接损失，林木经济损失、救灾效率、间接损失、防火费用实现统计分析；灾后数据采集；灾害评估报告生成；受灾数据发布。2.3、方案亮点1、全生命周期管控，针对火灾发生前、中、后，一系列森林火灾问题进行管控

2、全面数据监看，除视频外，包括人、车、物、气象、地质等全面，多维度监看

3、高集成度、先进性，融合边缘计算、AI等多项专业技术，集成度高，可持续性更长久

4、高效的传输网络架构，分布式架构减轻中心端数据处理压力

5、稳定为运维支持，独家网络运维技术

6、贴近森林防控整体业务，覆盖整个森林防火的各个业务模块


2.3方案亮点

1、全生命周期管控，针对火灾发生前、中、后，一系列森林火灾问题进行管控

2、全面数据监看，除视频外，包括人、车、物、气象、地质等全面，多维度监看

3、高集成度、先进性，融合边缘计算、AI等多项专业技术，集成度高，可持续性更长久

4、高效的传输网络架构，分布式架构减轻中心端数据处理压力

5、稳定为运维支持，独家网络运维技术

6、贴近森林防控整体业务，覆盖整个森林防火的各个业务模块



3、系统介绍


3.1系统网络拓扑图图片4.png

3.2系统功能介绍

1）点位信息监测：实时监控监测点位的设备状态、信号情况，并可对点位的摄像视频查看、回放等

2）视频确认：开启与关闭视频，远程确认森林情况；

3）火情报警：当火点监测摄像头监测到火情时，系统可锁定起火点，并回传前端设备的运行参数，精准定位，实时触发紧急报警，通过监控视频确认是否属实。

4）闯入者报警：发现闯入的人员或车辆，系统实时触发紧急报警，并抓拍闯入者照片，记录闯入信息。

5）应急设备报警：应急设备水位过低，触发报警。记录报警信息

6）报警喊话：当监测到有人员或车辆时，可自动语音播报提示传入者返回，或实时喊话与闯入者进行对讲

7）信息推送：报警信息可通过软件平台、APP、短信的方式实时推送给相关人员，分为低位、中位、高位三种告警级别；不同告警级别分别推送指定人；短信通知可推送多人确保相关责任人能够第一时间对报警事件进行处理

8）统计报表分析报：频发风险点位统计；灾后数据采集；灾害评估报告生成；受灾数据统计；故障报表统计等，按日、月、年进行汇总统计

9）人员管理：人员信息管理，对森林管理管理人员，报警通知人员管理

10）故障记录：对发生的设备故障进行记录


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