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森林防火全生命周期監(jiān)測系統(tǒng)解決方案

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1、總體方案設(shè)計

1.1項目背景

近年來,隨著人們對森林火災(zāi)認識的不斷提高,其中生長的過程中對防火技術(shù)要求也不斷增加。森林是寶貴的自然財富,也是樹木大量集中的區(qū)域,很容易受到火災(zāi)的吞噬。森林火災(zāi)具有突發(fā)性、隨機性、快速性等特點,往往難于控制,在夏季高溫天氣及秋冬節(jié)干燥天氣,山火突發(fā)的概率十分高。一直以來,世界各地森林都在遭受著森林大火的痛楚,不僅帶來了慘重的經(jīng)濟損失和人員傷亡,而且每一次大火過后都會造成嚴重的環(huán)境污染。因此,減少和避免森林火災(zāi)一直是人們夢寐以求的愿望,在完全杜絕火災(zāi)無法做到的情況下,我們只有通過全天候和全方位的監(jiān)測和預(yù)防來實現(xiàn)這一個愿望。在科技發(fā)達的今天,我們需要利用先進的、科學的、信息技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用在當前森林防火中,是當前社會發(fā)展的必然趨勢,是保護森林的主要措施,也為森林火災(zāi)的監(jiān)測和預(yù)防帶來了福音。

1.2現(xiàn)狀分析

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森林整體監(jiān)測面積大,一旦產(chǎn)生明火,則火速蔓延快,會造成很嚴重的危害,防控手段離不開人防、物防、技防,只有將三種防護手段有效結(jié)合,高效利用,才能將火災(zāi)防患于未然。

現(xiàn)階段預(yù)防火災(zāi)主要是建立森林防火設(shè)施,包括開辟防火路、營造防火林帶,修筑林道、設(shè)立防火瞭望臺,架設(shè)電話、建立化學滅火站等,通過這些設(shè)施可以進一步預(yù)防森林火災(zāi)的發(fā)生?;蛘哚槍ψ匀蛔兓A(yù)防火災(zāi),加強人為巡邏。但針對一些人為造成的火災(zāi)或不明原因突然發(fā)生的火災(zāi),無法預(yù)警與監(jiān)測。

人為護林巡邏,巡邏周期長、信息反饋速度慢、檢測成本高,并且無法實時監(jiān)測到火災(zāi),具有極大的不確定性。初期火災(zāi)未必能發(fā)現(xiàn),當火災(zāi)情勢較大時,會產(chǎn)生巨大的環(huán)境危害與污染,不但燒毀成片的森林,傷害林內(nèi)的動物,而且還降低森林的繁殖能力,引起土壤的貧瘠并破壞森林涵養(yǎng)水源,甚至會導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境失去平衡。

另外,針對森林防火應(yīng)以預(yù)防為主,現(xiàn)有技術(shù)手段多是基于視頻圖像識別技術(shù),是在火災(zāi)發(fā)生后才能發(fā)現(xiàn)和告警,無法提前預(yù)知,提前防范。

1.3總體目標

從森林防火工作的實際業(yè)務(wù)流程出發(fā),改變和優(yōu)化傳統(tǒng)火災(zāi)防控不足問題,對森林安全進行全生命周期保護。在火災(zāi)發(fā)生前做到有效管控和火災(zāi)預(yù)防;在火災(zāi)發(fā)生時,能夠借助科學技術(shù)手段及時發(fā)現(xiàn)災(zāi)情,并多方應(yīng)急警告,為火災(zāi)施救工作提供及時、高效的指揮調(diào)度、數(shù)據(jù)、現(xiàn)場實施動態(tài)的全方位支持;火災(zāi)發(fā)生后的科學災(zāi)后分析統(tǒng)計,針對頻發(fā)時間、數(shù)據(jù)、環(huán)境、位置、范圍、救災(zāi)效率等進行有效分析,對未來火災(zāi)預(yù)防,救災(zāi)工作提供指導(dǎo)性報告文件。

2、解決方案與總體設(shè)計

2.1方案架構(gòu)

圖片1.png

2.2解決方案針對火災(zāi)的預(yù)防、發(fā)現(xiàn)、告警、處理、總結(jié)等一系列森林火災(zāi)問題進行解決、處理與分析。

2.2.1安全防控——從源頭杜絕人為原因?qū)е禄馂?zāi)事故

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1) 預(yù)約拜訪的人員與車輛可正常進入林區(qū):要來拜訪的人員與車輛需提前聯(lián)系森林巡護人員,確定來訪時間、人員與車輛信息,巡護人員提前將來訪信息錄入到系統(tǒng)。當來訪人員正常拜訪時,通過智能卡口監(jiān)測識別后,正常進入林區(qū)。

2) 未預(yù)約的人員與車輛判定為闖入者:系統(tǒng)中沒有預(yù)約記錄即來訪進入林區(qū)的,通過智能卡口監(jiān)測識別后,系統(tǒng)識別為闖入者,會發(fā)出告警提示。

3) 監(jiān)測攜帶的危險品與火種:通過智能卡口攝像頭監(jiān)測識別危險品/火種

4) 聲光廣播提示:在1-10M范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)有闖入者或危險品、火種時自動開啟聲光報警提示,廣播驅(qū)逐闖入者,也可直接喊話,實現(xiàn)雙向?qū)χv。

5) 報警上報:當發(fā)現(xiàn)有闖入者或危險品、火種時,報警上報至平臺、短信、APP。根據(jù)不同報警等級,發(fā)出不同等級的報警信息。

2.2.2火災(zāi)預(yù)防——從自然因素分析火災(zāi)發(fā)生前兆,提前預(yù)知火災(zāi)發(fā)生

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1) 氣象數(shù)據(jù)采集:對風速、風向、雨量、空氣溫度、露點溫度、空氣濕度、日雨量、累計雨量、當前雨量、光照強度、日照時數(shù)等氣象數(shù)據(jù)的采集

2) 地質(zhì)數(shù)據(jù)采集:土壤溫度、土壤濕度、蒸發(fā)量、大氣壓力,總輻射等地質(zhì)數(shù)據(jù)采集。

3) 數(shù)據(jù)校準,防止信息誤報。當監(jiān)測到的數(shù)據(jù)不是很準確的時候,可以進行數(shù)據(jù)重新校準。如當火災(zāi)發(fā)生,監(jiān)控視頻發(fā)現(xiàn)并沒有起火,可能是由于外界某種原因,此時重新校準數(shù)據(jù)可重新監(jiān)測氣象與火災(zāi)信息。

2.2.3及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)發(fā)生,精準定位——第一時間發(fā)現(xiàn)火災(zāi),精準定位火點位置

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1) 明火識別告警:安裝火點監(jiān)測攝像頭,360度循環(huán)監(jiān)測,在第一時間監(jiān)測到火點并報警,上報至平臺、短信、APP。根據(jù)不同報警等級,發(fā)出不同等級的報警信息。

2) 火情確認,通過監(jiān)控視頻與自然數(shù)據(jù)雙重方式確認火點情況:GIS

① 彈出視頻確認:當識別到明火時,系統(tǒng)第一時間自動彈出視頻彈窗,可根據(jù)視頻確認火情。無需一直監(jiān)控視頻,浪費精力;也無需一直上傳視頻,節(jié)省流量。

② 數(shù)據(jù)校準:通過火點位置、火情范圍、氣象、地質(zhì)等多重數(shù)據(jù)疊加,綜合判定火災(zāi)情況

3) 一鍵救援:

① 可與地區(qū)應(yīng)急呼救平臺對接聯(lián)動

② 可對防火組織內(nèi)各級人員告警通知

2.2.4高效組織救災(zāi)——提高救援速度、效率,最大限度減少災(zāi)害損失

第一時間生成分級、分類的救援預(yù)案,發(fā)至相關(guān)人員,定制可視化指揮平臺(視頻會議),提高救援速度、效率,最大限度減少災(zāi)害損失

1) 實時查看可調(diào)用資源狀態(tài)

2) 實時查看救援進度以及施救結(jié)果

2.2.5運營維護——全面、長期的、低成本的設(shè)備維護與防控保障

1) 信息平臺系統(tǒng)的維護

① 設(shè)備故障監(jiān)測。對采集數(shù)據(jù)設(shè)備的運維管理,采集供電、網(wǎng)絡(luò)、工作環(huán)境三大類30余種故障信息,涵蓋了所有可能的故障類型,可實現(xiàn)從故障發(fā)現(xiàn)、分析、解決的全過程管理。防止因為設(shè)備損壞而導(dǎo)致的問題。

② 設(shè)備修復(fù)??商幚碓O(shè)備30余種故障進行自動修復(fù)。

③ 自動派單,并跟蹤維修情況。當設(shè)備出現(xiàn)故障無法自動修復(fù)時,將自動區(qū)分責任,并派單給指定維護人員,附帶維修預(yù)案。

2) 基礎(chǔ)救援設(shè)備維護:

① 水桶水位測量:可在水桶中放置液位計,并對水桶水位進行閾值設(shè)置,當?shù)陀谀硞€閾值時進行報警,告知管理人員水量不夠,需及時添水,防止火災(zāi)發(fā)生應(yīng)急設(shè)備不足。并安裝定位設(shè)備,可快速找到水桶位置。

② 消防車定位:可在應(yīng)急消防車上放置定位設(shè)備,及時了解到消防車的位置,當火災(zāi)發(fā)生時可隨時調(diào)用消防車。

③ 滅火器材定位:在滅火器材上放置定位,及時了解位置,隨時調(diào)用。

④ 防火帶等:聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測健康狀態(tài)。

3) 能效保障——低成本持久監(jiān)測

① 節(jié)電:針對森林無電的情況,采用太陽能蓄電池供電。支持在陰雨天氣下提供長時間的電力。

② 節(jié)能:不需要一直查看視頻,節(jié)省巡查人精力的同時也節(jié)省電力和流量,做到測溫與視頻分離。

2.2.6災(zāi)后數(shù)據(jù)分析

災(zāi)后評估,主要功能包括:建立災(zāi)后評估模型,對林木的直接損失,林木經(jīng)濟損失、救災(zāi)效率、間接損失、防火費用實現(xiàn)統(tǒng)計分析;災(zāi)后數(shù)據(jù)采集;災(zāi)害評估報告生成;受災(zāi)數(shù)據(jù)發(fā)布。2.3、方案亮點1、全生命周期管控,針對火災(zāi)發(fā)生前、中、后,一系列森林火災(zāi)問題進行管控

2、全面數(shù)據(jù)監(jiān)看,除視頻外,包括人、車、物、氣象、地質(zhì)等全面,多維度監(jiān)看

3、高集成度、先進性,融合邊緣計算、AI等多項專業(yè)技術(shù),集成度高,可持續(xù)性更長久

4、高效的傳輸網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),分布式架構(gòu)減輕中心端數(shù)據(jù)處理壓力

5、穩(wěn)定為運維支持,獨家網(wǎng)絡(luò)運維技術(shù)

6、貼近森林防控整體業(yè)務(wù),覆蓋整個森林防火的各個業(yè)務(wù)模塊


2.3方案亮點

1、全生命周期管控,針對火災(zāi)發(fā)生前、中、后,一系列森林火災(zāi)問題進行管控

2、全面數(shù)據(jù)監(jiān)看,除視頻外,包括人、車、物、氣象、地質(zhì)等全面,多維度監(jiān)看

3、高集成度、先進性,融合邊緣計算、AI等多項專業(yè)技術(shù),集成度高,可持續(xù)性更長久

4、高效的傳輸網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),分布式架構(gòu)減輕中心端數(shù)據(jù)處理壓力

5、穩(wěn)定為運維支持,獨家網(wǎng)絡(luò)運維技術(shù)

6、貼近森林防控整體業(yè)務(wù),覆蓋整個森林防火的各個業(yè)務(wù)模塊



3、系統(tǒng)介紹


3.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲圖圖片4.png

3.2系統(tǒng)功能介紹

1)點位信息監(jiān)測:實時監(jiān)控監(jiān)測點位的設(shè)備狀態(tài)、信號情況,并可對點位的攝像視頻查看、回放等

2)視頻確認:開啟與關(guān)閉視頻,遠程確認森林情況;

3)火情報警:當火點監(jiān)測攝像頭監(jiān)測到火情時,系統(tǒng)可鎖定起火點,并回傳前端設(shè)備的運行參數(shù),精準定位,實時觸發(fā)緊急報警,通過監(jiān)控視頻確認是否屬實。

4)闖入者報警:發(fā)現(xiàn)闖入的人員或車輛,系統(tǒng)實時觸發(fā)緊急報警,并抓拍闖入者照片,記錄闖入信息。

5)應(yīng)急設(shè)備報警:應(yīng)急設(shè)備水位過低,觸發(fā)報警。記錄報警信息

6)報警喊話:當監(jiān)測到有人員或車輛時,可自動語音播報提示傳入者返回,或?qū)崟r喊話與闖入者進行對講

7)信息推送:報警信息可通過軟件平臺、APP、短信的方式實時推送給相關(guān)人員,分為低位、中位、高位三種告警級別;不同告警級別分別推送指定人;短信通知可推送多人確保相關(guān)責任人能夠第一時間對報警事件進行處理

8)統(tǒng)計報表分析報:頻發(fā)風險點位統(tǒng)計;災(zāi)后數(shù)據(jù)采集;災(zāi)害評估報告生成;受災(zāi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計;故障報表統(tǒng)計等,按日、月、年進行匯總統(tǒng)計

9)人員管理:人員信息管理,對森林管理管理人員,報警通知人員管理

10)故障記錄:對發(fā)生的設(shè)備故障進行記錄