李健

中國鐵塔鶴壁市分公司 河南 鶴壁 480030

引言

1 智慧型森林防火智能監(jiān)控系統(tǒng)介紹

1.1 技術(shù)先進可行

森林消防智慧化預(yù)警體系，創(chuàng)新性地提出綜合各類空天地監(jiān)控系統(tǒng)，打造高科技智慧型的全面監(jiān)控檢測手段[2]。本設(shè)計理念將傳統(tǒng)的林草防火系統(tǒng)與林地智慧巡查、監(jiān)控瞭望、無人機巡視、衛(wèi)星定位系統(tǒng)等高科技方法相互結(jié)合、互補，從而構(gòu)建成天地一體的全方位林區(qū)火情監(jiān)測工作系統(tǒng)。

1.2 火災(zāi)預(yù)警撲救全流程管理

本設(shè)計理念可以讓境內(nèi)的火情火險實現(xiàn)事前、事中、事后全流程管理，結(jié)合前端感知部分，包括高空遙感衛(wèi)星、低空無人機、地面監(jiān)控的一體機、智能卡口、護林巡更系統(tǒng)從事前火情偵察階段開始，經(jīng)過事中火點定位、預(yù)警措施、輔助決策、指導(dǎo)調(diào)度，直至事后統(tǒng)計分析，將火險預(yù)警撲救工作形成閉環(huán)管理，保證系統(tǒng)間的流暢接轉(zhuǎn)，靈活聯(lián)動，平滑兼容，保證在各個環(huán)節(jié)上都利用最高效、最可靠的信息化手段，為防火撲救工作帶來科學合理的輔助決策。

1.3 系統(tǒng)功能關(guān)聯(lián)關(guān)系

森林防火視頻監(jiān)控系統(tǒng)圖像可實時顯示在森林防火監(jiān)控中心大屏幕拼接系統(tǒng)上，森林防火指揮中心可通過平臺實時調(diào)度前端的監(jiān)控圖像，在大屏幕顯示系統(tǒng)上進行調(diào)度指揮。

通過智慧型監(jiān)控系統(tǒng)，可以迅速定位到精確地點，詳細了解火情所在地的地勢地理、林木地勢等狀況，快速確定可能因火情造成的區(qū)域，全面地對林木火災(zāi)實施搶救指揮，可以迅速將指揮信息通知到第一現(xiàn)場人員，以達到快速消除火災(zāi)隱患的目的。

1.4 功能需求

以“空、天、地、卡、人”五位一體實現(xiàn)全方位監(jiān)控，達到綜合預(yù)警、多重監(jiān)管的目的。五位一體化遙感監(jiān)測服務(wù)平臺是基于高分辨率、衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，視頻監(jiān)控、智能卡口監(jiān)控等各類先進監(jiān)控監(jiān)測指揮手段及早發(fā)現(xiàn)森林險請，將現(xiàn)場影像信息及時收集上傳，達到及時、全面了解目標特性的一種綜合檢查方式。

林草防火智能管控預(yù)警系統(tǒng)建成后，將進一步提高林草防護工作效率，推動林草管護工作由人防和技防結(jié)合向以技防為主的改革。實現(xiàn)防火工作的科學化、標準化、信息化和專業(yè)化。

2 中國鐵塔資源優(yōu)勢明顯

中國鐵塔通過統(tǒng)籌規(guī)劃、共建共享的方式，解決通信行業(yè)長期存在的重復(fù)建設(shè)、資源浪費等問題，推動網(wǎng)絡(luò)強國戰(zhàn)略落地。

漢末魏晉六朝的文人醉心于玄學，放情于山水，山水與園林逐漸結(jié)合在一起，文人寫意園是這個時期園林的主流。園林不僅僅是客觀的欣賞對象，同時還成為園主抒發(fā)情懷的場所，追求意趣并且以園林為精神寄托逐漸成為一種模式。所以這個時期的園林對意境美的追求已超過對自然美的欣賞，最終形成了空間意識。而這種空間意識是這個時期園林所呈現(xiàn)的文化特質(zhì)。

中國鐵塔在森林、草地，鐵塔視聯(lián)利用高點攝像機，在統(tǒng)一平臺上利用煙火監(jiān)控、火點監(jiān)控、林木被毀監(jiān)控等功能，實現(xiàn)森林草原綜合預(yù)警及決策指揮，打造林草防火監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)。已為全國數(shù)千個林草重點防火區(qū)，進行了超過4.2萬個錄像監(jiān)控，覆蓋面積達55萬km2。

鐵塔公司在全國站址總數(shù)超210萬座，遍布各省的城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和廣大農(nóng)村，凡有人演出、皆有鐵塔站址。每個站點均有完備的電力供應(yīng)，形式包括市電、太陽能、風能蓄電池、有機、新能源充電車等。與移動通信基站同址，具備得體獨厚的無線通信、有線通信甚至衛(wèi)星通信的便捷通信條件。

3 智慧型森林防火智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

智慧型森林防火智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計依照“集約高效，共享開放、安全可靠”的原則，實現(xiàn)項目區(qū)全天候、全覆蓋的林木消防預(yù)警監(jiān)控。

3.1 衛(wèi)星遙感監(jiān)控系統(tǒng)

衛(wèi)星遙感火情預(yù)警系統(tǒng)是利用氣象衛(wèi)星和林業(yè)資源數(shù)據(jù)庫對所監(jiān)測區(qū)域進行林木火災(zāi)警示的一種監(jiān)測技術(shù)手段，是覆蓋范圍最廣的森林火災(zāi)監(jiān)測技術(shù)。對于基礎(chǔ)的地面監(jiān)控和護林巡更系統(tǒng)，衛(wèi)星遙感火情預(yù)警系統(tǒng)成為一種必要的有效補充手段，它高空預(yù)警聯(lián)動地面監(jiān)控精準確認火情信息，動態(tài)部署護林員撲火救援，形成“空天地五位一體”的立體森林防火體系。

3.2 無人機視頻監(jiān)控系統(tǒng)

無人機系統(tǒng)的典型特征就是“平臺無人，系統(tǒng)有人”，可以利用無人機調(diào)度，抗風性強，續(xù)航時長的優(yōu)勢，實現(xiàn)護林巡山、火源查證、撲救指揮、余火識別、火點核查和現(xiàn)場調(diào)度。

智慧監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)由接到點位報警信息后，通知到火點最近的無人機巡航小組，由無人機進行區(qū)域巡視、火災(zāi)上空作業(yè)、24h不斷監(jiān)測火情、輔助科學撲救智慧等工作[3]。

3.3 雙模式視頻采集設(shè)備

森林火情及早發(fā)現(xiàn)是設(shè)計的最核心內(nèi)容，森林火災(zāi)的特點決定了森林滅火工作必須快速反應(yīng)，務(wù)必把森林火災(zāi)撲滅在最初狀態(tài)。

本方案以熱成像遠距離非接觸測溫報警為主，以可見光煙霧識別林火報警為輔，根據(jù)滅火工作目標的提升可新增監(jiān)測點，可以實現(xiàn)林區(qū)內(nèi)重點火險區(qū)全覆蓋，實現(xiàn)夜視監(jiān)控、森林火災(zāi)無人值守報警、遠程監(jiān)控全天候不間斷掃描，落實“早發(fā)現(xiàn)、早出動、早撲滅”的森林防火“三早”戰(zhàn)略思想，力爭把森林火災(zāi)撲滅在萌芽或始發(fā)階段。

3.3.1 雙模式監(jiān)控一體機。林火實時監(jiān)測系統(tǒng)由采集系統(tǒng)、火情收集系統(tǒng)、基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)構(gòu)成，前端采集系統(tǒng)完成信息收集任務(wù)，為后續(xù)處理系統(tǒng)提供清晰、穩(wěn)定的視頻圖像資料；由火情收集系統(tǒng)對錄像整理加工后獲取關(guān)鍵火情特征及識別，將報警信號回傳至后端平臺。系統(tǒng)可以進行360°的全覆蓋巡航掃描，從而達到對火情目標和火點的精確定位。

3.3.2 紅外熱成像技術(shù)。運用近紅外熱成像手段開展林火監(jiān)測，能大大提高林火監(jiān)測的及時性和準確性，極大地拓展了森林防火監(jiān)測的應(yīng)用領(lǐng)域，使森林防火技術(shù)的發(fā)展又向前邁進了一大步[4]。

3.3.3 探測范圍分析。在森林防火自動預(yù)警監(jiān)控體系建造過程中，信息系統(tǒng)的基建費用是最大的成本。每個智能監(jiān)測站點的基建成本一般會大幅高于它的前端設(shè)備采購成本。所以重點火險區(qū)視頻監(jiān)控系統(tǒng)布點時在保證系統(tǒng)實現(xiàn)指標的基礎(chǔ)上盡量利用現(xiàn)有中國鐵塔站址資源，減少智能監(jiān)控站點新塔體的使用。這不但減少了整個系統(tǒng)的費用，并且在很大程度上保證了森林消防工作的安全可靠性。

3.4 智能語音卡口宣傳警示系統(tǒng)

為了擴大森林防火宣傳，增強全民防火的意識，要求在林區(qū)的主要進出路口、居民游玩逗留點、重點火險點、村莊路口等位置，建設(shè)森林防火語音卡口系統(tǒng)。

森林防火自動拍照語音提示系統(tǒng)主要為森林防火宣傳及入山人員自動拍照記錄，當游客進入景區(qū)大門，人體探測器探測到人員活動行為，則觸發(fā)語音提示器，自動播放錄制好的防火宣傳提示音，同時人體探測器發(fā)送給高清成像設(shè)備一個拍照控制命令，高清成像設(shè)備在日常監(jiān)控的過程中，自動拍攝游客的照片，記錄觸發(fā)提示人員的體貌特征。防火卡口系統(tǒng)通過采用無線或者有線方式，將視頻信息傳送匯聚至監(jiān)視中，以進行即時的前端場景監(jiān)控圖像瀏覽。

3.5 護林員網(wǎng)格化巡護系統(tǒng)

護林員網(wǎng)格化巡檢管理系統(tǒng)是為林業(yè)部門提供的防火、防盜等森林巡查系統(tǒng)。利用定位信息技術(shù)和地理信息技術(shù)實現(xiàn)對林木護林員防火、防盜等工作實施嚴密標準化的管理，可利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)自動提交信息，及時向控制中心反映巡查過程中出現(xiàn)的各類情況，并標明精確的經(jīng)度緯度，當出現(xiàn)危及林木管護人員人身及安全的突發(fā)事件后，可一鍵告警發(fā)出應(yīng)急救援信息，為搶救隊伍提供正確的地理位置。并且能完成林業(yè)局自行確定巡查區(qū)域、巡檢路徑、巡查日期、巡檢工作人員、遠程管理和異地信息傳輸?shù)瘸瑥姷墓δ?，使用簡單方便，無須任何操作也能完成護林巡檢工作。

3.6 森林消防指揮中心建設(shè)

需要對森林消防監(jiān)測指揮中心進行相關(guān)規(guī)劃設(shè)計。建設(shè)布局要按功能劃分，合理布局。主要作用是遠距離監(jiān)視多個監(jiān)視點，必要時對前端攝像機實施監(jiān)控、視頻錄像和火情報警，傳給上級監(jiān)管機構(gòu)和同級人民政府，便于隨時了解火情，進行指揮調(diào)度等。

4 鐵塔資源在防火系統(tǒng)的統(tǒng)籌應(yīng)用

智慧型森林防火智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的核心理念，是根據(jù)森林火災(zāi)突發(fā)性的特點，提高快速反應(yīng)能力，力爭把森林火災(zāi)撲滅在萌芽狀態(tài)。“早發(fā)現(xiàn)”是智慧監(jiān)控系統(tǒng)的核心，依靠常規(guī)的視頻監(jiān)控手段顯然難以準確地確定林火發(fā)生的地點以及對火災(zāi)的自動報警，本智慧型監(jiān)控系統(tǒng)以熱成像遠距離非接觸森林測溫報警為主，以可見光煙霧識別林火報警為輔的森林防火智能探測系統(tǒng)，實現(xiàn)項目區(qū)域內(nèi)重點火險區(qū)全覆蓋，實現(xiàn)夜視監(jiān)控、森林火災(zāi)無人值守報警、遠程監(jiān)控7×24小時不間斷逐行逐圈掃描，力爭把森林火災(zāi)撲滅在萌芽或始發(fā)階段。

以上目標的實現(xiàn)，依托于高點視頻（熱成像+可見光煙霧識別）監(jiān)控系統(tǒng)的建成，在密布的森林中中國鐵塔的站址資源自然體現(xiàn)出絕對的優(yōu)勢地位，無論在現(xiàn)有站址的共享利用方面還是在新建鐵塔的快速反應(yīng)中，中國鐵塔在行業(yè)內(nèi)都有明顯的突出作用。

在設(shè)計規(guī)劃中，優(yōu)先以中國鐵塔現(xiàn)有的鐵塔資源為切入點，獲取鐵塔站址高度、供電保障信息等內(nèi)容，結(jié)合使用部門的實際需求，設(shè)計監(jiān)控攝像頭的監(jiān)控范圍。在現(xiàn)有鐵塔資源不能滿足需要的前提下，規(guī)劃新建站址資源，彌補深度監(jiān)控不足。

在方案設(shè)計中，要充分考慮建設(shè)成本，在實現(xiàn)防范監(jiān)控目標的前提下，盡可能降低建設(shè)成本，提高建設(shè)效益。充分利用鐵塔站址資源時，要合理規(guī)劃監(jiān)控所需要的傳輸線路、供電保障資源等。中國鐵塔現(xiàn)有基站站址中，均同步設(shè)置有交流、直流供電網(wǎng)絡(luò)，可以滿足監(jiān)控攝像機的用電需求，對重點監(jiān)控區(qū)域可實現(xiàn)24h不間斷供電保障。同時，所有站址資源中均設(shè)有運營商的傳輸線路。對監(jiān)控攝像機需要的10M以上傳輸鏈路完全能提供傳輸通道，對包含多家運營商傳輸資源的站址，使用單位還可以打包談判，優(yōu)惠使用。

中國鐵塔獨有的站址資源優(yōu)勢包含鐵塔、供電、傳輸線路等，為快速實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，降低建設(shè)成本，高效運行監(jiān)控系統(tǒng)提供了優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)條件，因此智慧型森林防火監(jiān)控系統(tǒng)中的設(shè)計中，緊緊依托鐵塔公司資源，統(tǒng)籌考慮成本、效益等因素，與中國鐵塔的合作成為不二選擇。

5 結(jié)束語

智慧型森林防火智能監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)，可以更好地實現(xiàn)森林火災(zāi)的“打早”、“打小”、“打了”，對項目區(qū)內(nèi)的經(jīng)濟效益和社會效益的提升有巨大幫助；將大大提高森林草原防火綜合能力，保護人民生命財產(chǎn)安全，更好地促進森林草原區(qū)的經(jīng)濟建設(shè)步伐，保持森林生態(tài)穩(wěn)定與平衡。在智慧型森林防火智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計時，中國鐵塔站址資源的充分利用，可以最大限度地節(jié)約成本，充分共享投資最大的高點資源，在鐵塔資源、供電保障、傳輸線路資源等方面全方位提供共享建設(shè)，大幅降低項目投資，實現(xiàn)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的快速布網(wǎng)、高效運營。