1、智慧林業方案智慧林業解決方案2目錄一、 方案概述 .41.1方案背景 .41.2方案意義 .51.3編制依據 .5二、 技術方案 .72.1設計原則 .72.2整體目標 .82.3方案框架 .92.3.1前端采集端 .91.采集原理 .92.核心部分框架 .102.3.2傳輸系統 .121.無線網絡傳輸系統 .122.光纖網絡傳輸系統 .132.3.3主監控中心 .141.機房環境設計 .1432.監控指揮中心存儲控制和數據分析.18三、 云計算平臺221、 平臺構成222、 主要功能222.1 林火監測預警與防控 .222.2 生態環境監測評估與預防.23一、方案概述1.1 方案背景森林生態

2、資源是支撐我國經濟社會可持續發展的重要基礎，林業既是一項重要的公益事業， 也是一項重要的基礎產業。 黨的十八大把建設生態文明納入中國特色的社會主義事業“五位一體”總體布局，4并提出“走中國特色新型工業化、信息化、城鎮化、農業現代道路”，這為新時代加強現代林業建設，著力保障和改善民生提供了重大機遇，具有重大的現實意義和歷史意義。為此國家林業局專門頒布實施了中國智慧林業發展指導意見 、中國林業物聯網發展行動計劃 ，為我國智慧林業發展指明了方向。1.2 方案意義林業信息化變成林業現代化的基本要求，數字林業向著智慧業轉型升級，即是新一代信息科技進步的必然趨勢，也是林業現代化發展的必由之路。 隨著智慧林

3、業的住不推進、深入，它可以為林業相關工作帶來更多的便捷和實效， 智慧林業系統不僅提供了一個良好的學習和交流平臺，而且能夠將林業的整體狀況通過信息化將終端顯示在眼前，可以幫助我們更加準確的了解掌握更多的詳盡的信息。智慧林業是一種新型資源觀、生態觀和價值觀的具體呈現，是落實中央一系列重大方針政策的重要措施， 對發展林業和民生林業、 建設生態文明和美麗城市具有重要現實意義和深遠歷史意義。1.3 編制依據（ 1）關于進一步加快林業信息化發展的指導意見 （2013.3 ）（ 2）中國智慧林業發展指導意見 （2013.8 ）（3）中國林業物聯網發展行動計劃（2013-2020）（2013.10 ）5（ 4

4、）三北防護林的建設、指導原則意義和效益及問題（ 5）三北防護林體系建設五期工程規劃技術手冊6二、技術方案2.1 設計原則根據需求結合智慧林業項目系統的實際需求，以智慧林業系統結構配置的合理性、 科學性和經濟型為原則， 同時嚴格掌握以下原則進行設計：先進性原則無論是軟件配置，還是硬件配置，力求做到技術先進，安全可靠防范嚴密。兼容性原則即系統設計合理，無論是硬件的匹配，還是系統與特定環境的適應性，都要求很好的兼容性。安全保密原則系統的設計和配置必須保證森林防火信息的安全，有較好的數據安全措施，有較強的數據備份和系統恢復供能。可擴充性原則系統充分考慮林火監控的需求和未來技術發展帶來的系統擴充的需求，

5、預留足夠的接口空間，可滿足以后的軟件升級及設備擴充。72.2 整體目標1）視頻聯網聯控、統一指揮調度本方案實現所有林業站點資源和視屏的統一監控，同時可根據需要將所管轄視頻資源共享給地區或國家林業部，并根據林業實際需求，采取自上而下逐層匯接的方式形成分層指揮管理架構。2）林火監測預警與監控森林火災監測預警與防控，除利用微型遙感、航空遙感等天網系統大范圍監控與防控外， 重點在于建設與應用視屏監控、紅外感應等地網系統，以及移動智能端（智能手機）、單兵設備等人網系統，當畫面中有煙時， 煙感測溫智能攝像機會自動捕捉火災跡象畫面，并通過后臺軟件自動將該畫面自動在監控大屏上彈出，同時引發聲光報警器工作，提醒

6、值班人員做出判斷后進行處理。3）火點精確定位、林地查詢分析警情發生，通過衛星遙感觀測的經緯度進行搜索定位，借助模糊查詢及視頻來進行火電準確定位，可自動探測出遠距離火焰、車輛、人員等地熱源目標，及時分析、及時報警。4）長期生態監測與評估林業生態環境的長效監測與評估，主要指對陸地生態系統的有關指標進行連續觀測， 進而評估生態系統的健康狀況、生態服務功能和8價值、并為森林等資源生態工程建設提供科學依據。5）檔案管理錄入、實現動態管理本方案將森林管理納入預警管理平臺，提供了一套完整的、科學的、統一的森林檔案管理軟件，便于有針對性預防和警情發生，自動形成歷史記錄，便于實施管理。2.3 方案框架本方案充分

7、利用云計算、物聯網、大數據、移動物聯網等新一代信息技術，通過感知化、物聯化、智能化的手段， 形成林業立體感知、管理協同高效、生態價值凸顯、服務內外一體的林業發展新模式。本方案總體預算為 1500 萬元。遵循國家林業局 行動計劃要求，本方案提出的智慧林業總體框架分為三個部分， 即前端采集層、 傳輸系統、主監控中心。前端采集端前端采集層是智慧林業的基礎，主要進行林業信息采集、簡單處理及數據傳輸。 由無線紅外探測器、 智能手持終端等智能硬件設備構成，形成區域性傳感網絡或大陸尺度分布物聯網， 具有長期穩定的位置感知、環境感知、火災感知等功能。本前端采集端預算資金為萬元。1. 采集原理91）監控點的選擇

8、， 首先攝像機應該選擇安裝在森林制高點，要求視野寬、無障礙、監控面大，盡量少設監控點，并盡可能使得每個監控點位覆蓋的森林面積最大，如有無法回避的監控死角， 可增加監控點；2）監控點要求全天候工作， 鏡頭應選用日夜兩用型鏡頭，并且在5km內可以看清人物活動。為了減少遠距離圖像的抖動，攝像機的安裝也要確保牢固穩定；3）考慮到自然界雷電的破壞力， 其高達千瓦伏以上的電壓會對野外架設的電子設備造成極大的破壞， 所以野外防雷部分是系統安全可靠的關鍵。為了保證設備的正常工作， 在監控點必須加入防雷避鐳設備以保證設備安全。2. 核心部分框架1）紅外傳感網監測系統利用紅外感應、 無線組網、野外供能等野外環境傳

9、感網核心技術，部署“無線紅外火焰探測器” 、“物聯網網關”等物聯網監控產品。通過短距離無線通信自組網， 形成無線傳感網火災地網監測系統， 替代人工巡護，實現對早期火災現象的二十四小時全天候、全自動監控。2）無線環境探測器無線環境探測器利用內部集成的多種要素環境傳感器（大氣溫度、大氣濕度、大氣壓、光照度等） ，對林業環境參數進行采集，通過將10實時監測數據傳輸至智慧林業物聯網平臺。3）移動智能端手持終端利用移動互聯網、 GPS、GIS 等技術，為林業管護人員配置移動智能終端單兵設備，安裝“安全監管網格化管理系統” APP軟件，形成火災應急防控人網監測系統， 實現對森林火災管控的巡護、 監管、應急

10、、協同指揮。4）遠距離熱成像攝像機可以根據溫度的微小差異找出溫度的異常點，將溫度轉換成實時11視頻圖像顯示出來。可以在極端天氣下使用、可看穿霧雨煙等障礙，實現 2km-5km以上晝夜全天視屏監控。5）防雷設備在每個攝像機前端， 分別安裝一套多功能三合一防雷器 （視頻線、控制線、電源線），并做好接地。傳輸系統傳輸系統主要包括網絡布線、有線傳輸系統和無線傳輸系統。本傳輸系統的預算為萬元。傳輸系統傳輸系統是整個系統的神經中樞，它直接關系到整個系統的正常運行， 傳輸的信號包括： 正向傳輸彩色視頻信號、 氣象信息數據、攝像頭控制信號。傳輸系統大致分為兩類：1）光纖網絡傳輸系統2）無線網絡傳輸系統由于監控

11、系統自身的特點，考慮到本項目跨度范圍較大，所以考慮前端攝像監控圖像數據傳輸模式需要有線與無線傳輸模式相結合，并首先考慮無線傳輸模式，無線傳輸模式施工方便，圖像實時傳輸、清晰，并可考慮傳輸距離的遠近、 現場自然條件的不同 （部分需要跨過鐵路或公路），根據實際情況選擇無線或有線傳輸方式。1. 無線網絡傳輸系統12技術方案需要在傳輸方式選擇上進行分析和對比。無線網絡傳輸有無線微波傳輸和網絡傳輸。 網絡傳輸受網絡寬帶和速度的限制， 每秒只能傳輸幾到十幾幀圖像， 動畫效果十分明顯并有延時， 無法做到實時監控。微波傳輸系統可以解決幾公里甚至幾十公里不易布線場所監控傳輸的解決方式， 采用調頻調制的辦法， 將

12、圖像搭載到高頻載波上， 轉換為高頻電磁波在空中傳播。 其綜合成本低， 性能更加穩定， 可以動態實時傳輸廣播級圖像， 圖像清晰度不錯， 而且完全實時，組網靈活，可擴展性好， 即插即用，維護費用低。 所以綜合考慮可以選擇微波傳輸系統。2. 光纖網絡傳輸系統光纖網絡傳輸是把視頻及控制信號轉換為激光信號在光纖中傳輸。光纖傳輸具有高帶寬、傳輸距離遠，一根光纖的潛在帶寬可達20THz。采用光纖傳輸數據，是非常理想的，且光纖在無中繼情況下傳輸距離可達幾十、甚至上百公里。信號串擾小，保密性能高。抗電磁干擾、傳輸質量佳。尺寸小，重量輕，便于運輸。綜合以上對比條件，監控點位的傳輸技術方案選擇，可以選擇有線傳輸與無

13、線傳輸相結合，總體要實現以下內容：適應室外應用， IP 防護等級高。支持遠距離和點對點大規模組網傳輸，提供足夠高的鏈路帶寬，13同時支持帶寬分配。支持視頻組播包的轉發控制。傳輸的高穩定性和可靠性。安裝線路簡便、具有強大的管理功能、維護成本低。主監控中心指揮中心是整個監控系統的中心，既是整個系統信號的傳輸、切換、分配中心，也是整個系統的控制中心。所以該系統質量的優劣，供能的配置是否完備和先進， 將直接影響到整個系統的供能和影響質量。指揮中心主要包含：監視器、數字硬盤錄像機、網絡控制鍵盤、管理服務器、數據庫服務器、應用服務器、雙聯操作臺、交換機、機柜等設備。本主監控中心的預算為萬元。1. 機房環境

14、設計機房是各類網絡精密設備運轉場所，這些精密設備及設備的零配件對環境要求也相當高， 為了保證各類設備能夠持續正常的運轉， 不至于因環境影響而導致某個設備零配件的損壞，可能引起網絡堵塞、系統癱瘓等重大事故。 機房環境主要包括： 機房溫濕度、機房潔凈度、機房內空氣壓強、機房內噪聲等等。本設計對機房環境作如下設計：機房依據國家標準GB50174-93中的 A級標準設計。14開機時： 濕度A級 20 ±2（冬季） 22 ±2（夏季）相對溫度A級 4565%溫度變化率A級 5/h ，并不得結露停機時： 溫度A級 535相對濕度A 級 4070%溫度變化率A 級 5/h ，并不得結露采

15、取措施：在機房內配置1 臺精密空調潔凈度要求：機房內空氣含塵濃度，在靜態時每升空氣中大于或等于0.5 m的陳顆粒數應小于18000 粒。采取措施：機房地面、頂棚基層均刷防塵油漆氣壓要求：機房內氣壓相對外界壓強為正壓采取措施：配置新風凈化機噪聲要求：機房內噪聲在設備停止條件下工作位置處測量應小于68dB（A）。采取措施：機房內所有窗戶采用TK 板封閉處理。15機房裝飾設計：作為一個信息化窗口，機房裝飾除了體現美觀舒服性外，最重要的是要考慮到機房的安全處和耐久性機房電氣設計：機房的供配電及UPS配置，直接關系到機房設備運轉的可持續性，為了保證機房內所有設備的正常運轉， 不因為供配電設計不當而產生的

16、故障引起設備的損壞和系統故障， 因此需要對供配電進行科學合理的設計和施工。供電設計：對電源的要求：電壓： 380/220V±10%；頻率： 50Hz±0.5Hz ；諧波失真 5%；相數：三相五線制 / 單向二線制電源配置：A. 市電分配柜中UPS電源主路和旁路分別采用獨立開關控制，考慮 UPS電池充電，采用 100A 開關，同時增加一個 UPS的外部旁路開關，當 UPS正常時，開關處于鎖定狀態。 UPS處于故障時，采用外部16旁路供電，完全隔離 UPS，空調和其他市電負載采用 100A 作為主開關時，當有故障發生時，不影響 UPS正常供電。B.UPS輸出柜采用 100A的開

17、關作 UPS開關作為 UPS輸出開關，UPS在分配柜內部，以利于 UPS輸出接線盒 UPS維護，由于本柜常帶電，與其他柜完全隔離， 應急照明采用市電和 UPS一起供電，當市電斷電時，轉 UPS供電。C.市電分配和 UPS輸出啊分配預留遠期擴展功能，可隨時增加配電柜的容量和開關的數量。UPS的配置：在選用線式16KVA,關鍵設備后備時間為4 小時。機房接地系統1 強弱電采用聯合接地極時，接地電阻必須小于1。2采用聯合接地極時， 弱電接地引出線和強電接地引出線不能從同一點引出，兩者要相距 3m以上。3對于抗干擾要求高的設備， 例如電腦、消防控制室的接地干線應用截面積不小于 25 mm2絕緣銅導線兩

18、根或固定在絕緣子上的接地排，避免和強電接地線相通。空調系統機房中的計算機及網絡設備在運行中散熱量大而且集中，散熱量極小，散熱量的 95%是顯熱，熱濕比較大。在這種情況下，需要空調17來實現機房內部溫濕度的平衡。但是機房的潔凈度要達到以下要求：1）機房要密封、墻體圍護結構要清潔；2）機房要保持正壓， 防止臟空氣侵蝕， 新風做到兩級凈化， 即初效、亞高效過濾器，而從使輸入機房的空氣潔凈度大大提高；3）空調機設中效過濾器，并定期更換，從而保證機房內空氣在不斷循環中得以凈化。機房設備的容量及選型機房的熱負荷主要來自兩個方面。 機房內的計算機設備、 照明設備、輔助設施及工作人員所產生的熱；由機房外部進入

19、的熱，如：從墻壁、屋頂、隔斷和地面傳入機房的熱； 透過玻璃射入的太陽輻射熱。為達到機房的環境要求， 確保計算機房內系統設備在恒溫、 恒濕工作條件下的送風量以及使人感到舒服的送風量， 必須計算出機房內的熱負荷。所以綜合考慮， 選擇機房最好在一樓位置， 這樣可以盡可能的減少太陽直射的熱輻射，而且方便人員操作管理。2. 監控指揮中心存儲控制和數據分析監控中心存儲控制部分該部分是整個監控系統的中心， 既是整個系統信號的傳輸、 切換、分配中心，也是整個系統的控制中心， 所以該系統質量的優劣， 功能的配置是否完備和先進。直接影響到整個控制系統的供能和運行質量。系統的控制中心建在林業局的主辦公樓內。主要由接

20、入層交換機、18應用服務器、管理服務器、數據庫服務器、客戶端操作平臺、地市聯網控制系統、智能報警系統、數字存儲系統等設備構成。根據上述設備，通過合理的技術方案，將其集成為一個完整的系統控制中心。 同時，其中的相關設備， 還應支持本項目的各種軟件系統的正常運行。主要功能和特點：1）圖像顯示切換功能實時圖像監控，能夠在電視墻、普通監視器以及網絡計算機終端上觀看實時圖像， 并實現視頻切換、 前端控制、視頻輪播等監控功能，通過矩陣宏命令， 可以快速調用預案， 當發生突發事件時， 能夠事先調用事先設置好的視頻圖像及預置位，為高效撲救提供有力保障。2）數模混合數模混合的視頻監控系統，同時支持多種模擬矩陣系

21、統和視頻編碼設備，實現模擬視頻和數字視頻的無縫融合。3）用戶權限管理配置整個用戶的用戶權限，主要是針對林業局內部專網的用戶制定權限，針對不同飛用戶分配不同的視頻點的視頻觀看、 控制、錄像回看權限。針對不同的用戶定義不同的權限級別。4）圖像存儲和備份功能圖像可以按照規定格式實時記錄、存儲和備份。存儲和備份的信19息。可在網絡系統中依據授權查看和回放。5）網絡傳輸功能圖像信息在保證質量的標準下，能夠按照規定和流程在網絡中向各級領導分控端傳輸。6）對講功能在護林及撲救過程中，工作人員通過視頻監控可實現對重點部位情況的實時掌控， 當突發事件或需要工作人員進行指揮調度時， 可以通過無線對講系統向護林員提

22、出語音提示或者調度， 從而及時實現對現場的控制、指揮和調度。7）存儲功能數字硬盤錄像機可以實現 24 小時全天錄像， 15 天無覆蓋的數據保存，以實現遠程錄像查詢與回放。整個系統在服務器安裝后，會有以下功能和特點：傳統的視頻監控方式和林火自動識別、定位和報警軟件相結合；監控視頻圖像與地理信息、林業屬性和業務管理等數據統一于結合；集中處理與網絡化應用相結合；滿足當前的基本需求與可實現今后可持續發展相結合；20突出智慧林業防火業務綜合業務管理系統建設的“特點”、“亮點”、“實用性”和“可持續性” 。21三、云計算平臺1、平臺構成由短信網、通信網關、業務系統、專題數據庫、知識數據庫、模型數據庫其中：1）短信網關和通信網關： 主要用于與智能感應等智能硬件互聯通信，支持多種國際主流的物聯網數據傳輸協議及