森林防火綜合管理系統

設計方案

目錄

第一章項目概述...........................................................6

1.1建設背景.............................................................6

1.2建設的必要性.........................................................7

1.3項目建設目標.........................................................7

1.3.1具體目標.........................................................8

1.3.2項目預算..........................................................8

1.4設計原則..............................................................9

1.4.1先進性............................................................9

1.4.2集成性............................................................9

1.4.3靈活性............................................................9

1.4.4安全性...........................................................9

1.4.5實用性...........................................................9

1.4.6可靠性...........................................................10

1.4.7可擴展性.........................................................10

1.4.8經濟性..........................................................10

1.5設計依據.............................................................10

第二章系統總體設計方案..................................................13

2.1系統整體結構設計.....................................................13

2.2系統描述.............................................................13

2.3項目總體建設方案.....................................................14

2.3.1建設內容........................................................14

2.3.2建設規模........................................................15

2.3.3塔點位置以及通視效果圖..........................................16

2.4前端系統設計.........................................................17

2.4.1火源管控系統（選配）.............................................18

2.4.2林火視頻監控系統.................................................19

2.4.3監控塔建設方案...................................................27

2.4.4基站安防建設方案.................................................34

2

2.4.5供電系統方案.....................................................35

2.4.6防雷接地系統方案.................................................40

2.5傳輸網絡設計........................................................46

2.5.1無線微波傳輸.....................................................46

2.5.2光纖傳輸.........................................................59

2.5.3光纖與無線相結合................................................59

第三章業務應用系統功能..................................................59

3.1火源管控系統（選配）................................................59

3.1.1車輛監測........................................................60

3.1.2人員監測........................................................61

3.1.3重點區域監測....................................................61

3.1.4流量統計........................................................61

3.2森林火險預警系統....................................................62

3.3林火視頻監控系統....................................................63

3.3.1實時監控........................................................63

3.3.2全景展示........................................................64

3.3.3球臺控制........................................................65

3.3.4語音控制與交互..................................................65

3.3.5多點聯動........................................................66

3.3.6方位角定位......................................................67

3.3.7告警管理........................................................68

3.3.8防盜報警........................................................69

3.3.9系統管理........................................................69

3.4森林防火指揮調度系統.................................................70

3.4.1火場定位.........................................................70

3.4.2火場標繪.........................................................71

3.4.3自動規劃路徑.....................................................72

3.4.4就近資源分析.....................................................73

3.4.5布兵指揮.........................................................73

3.4.6撲火會商........................................................74

3.4.7災損分析........................................................74

3.5應急預案系統........................................................75

3.5.1預案編制........................................................75

3.5.2預案演練........................................................76

3.5.3預案啟動........................................................76

3.5.4預案升級........................................................76

3.5.5預案結束........................................................77

3.5.6預案管理........................................................77

3.6防火資源管理系統....................................................77

3.6.1防火機構管理....................................................77

3.6.2物資資料管理....................................................77

3.6.3人員組織管理....................................................78

3.7火災檔案系統.........................................................78

3.7.1人工瞭望管理....................................................78

3.7.2火災檔案管理....................................................78

3.7.3火災報告（森林火災信息處置單）..................................78

3.7.4熱點統計........................................................79

3.7.5綜合信息統計、報表管理..........................................79

3.8運維管理系統.........................................................79

3.8.1轉臺設備狀態....................................................79

3.8.2動力檢測........................................................79

3.8.3低壓保護機制....................................................79

3.8.4溫濕度監控......................................................80

3.8.5故障診斷........................................................80

3.8.6故障查詢........................................................80

3.8.7移動端故障查詢..................................................80

3.8.8多客戶接入功能..................................................80

3.8.9遠程升級........................................................80

4

3.8.10遠程控制.....................................................80

3.9移動端APP...........................................................80

第一章項目概述

1.1建設背景

森林火災是全球性重要森林災害之一。它分布廣、發生頻度高，森林火災是

森林最危險的敵人，也是林業最可怕的災害，它會給森林帶來最有害，最具有毀

滅性的后果。森林火災不但燒毀成片的森林，傷害林內的動物，而且還降低森林

的繁殖能力，引起土壤的貧瘠和破壞森林涵養水源的作用，甚至會導致生態環境

失去平衡，造成全球性環境污染。在我國，森林火災是一種破壞性極強的嚴重自

然災害。

XX林業局位于汪清縣中西部，距縣城13公里，東與雞冠鄉相接，西與敦化

市相連，南與百草溝、汪清鎮為鄰，北與天橋嶺鎮接壤。轄區內各類林木資源十

分豐富，現有林地面積103150公頃，林木蓄積量2000多萬立方米，其中活立木

蓄積10853915立方米，人工林405790立方米，成過熟林897512立方米；主要

針葉樹種有：落葉松、紅松、黑松、云彬等；主要闊葉樹種有：水曲柳、花曲柳、

紅菠蘿、胡桃楸、柞樹、黑樺、楓樺、白樺、山槐、榆樹、搬樹、色樹、楊樹、

山楊、大青楊、柳樹、青楷子等。森林覆蓋率達80%左右，同時還盛產人參、松

茸等名貴的中藥材資源，素有“八山一草半水半分田”之美稱。

長期以來我局撲火手段多以人員瞭望、人工定位、受氣候、地理、人員素質

等多種因素限制，并不能滿足XX林業局發展的需求，森林防火工作一直受到黨

中央國務院、國家林業局和各級人民政府的高度重視，受到社會各界和新聞媒體

的關注。2009年國務院批復實施《全國森林防火中長期發展規劃》(2009-2015

年)，通過加大防火投入，加強了森林火災預防、撲救和保障三大體系建設，改

善了重點林區森林防火裝備和基礎設施建設水平，提高了森林火災綜合防控能力,

全國森林火災受害率穩定下降。近年來，全球氣候異常加劇，林區可燃物載量不

斷提升，林區人為活動增加，致使森林火災頻發，我國已經進入森林火災的高危

期、易發期和多發期。為應對日趨嚴峻的森林防火形勢，鞏固提升已有建設成果，

助力生態文明和美麗中國建設，《全國森林防火發展規劃(2016-2025)?提出了

今后一個時期森林防火發展總體思路、目標任務、建設重點和保障措施，著力提

升森林防火監測與預警體系。國家林業局領導也在多次講話中指出，要加快森林

6

火險預警系統建設，提高裝備、儀器科技含量，注重基礎理論研究和火險預測預

報應用軟件的開發，逐步建立全國森林火險等級預報系統和森林火險預警（視頻

監控）體系。

1.2建設的必要性

?項目建設是森林防火工作實現轉變的需要

《XX林業局森林防火綜合管理系統建設項目》，體現了“預防為主，積極消

滅”的森林防火方針，將極大地促進我省的森林防火工作由傳統的經驗型防火向

現代化科學防火的思想轉變，由盲目設防和應急撲救為主，向主動設防和有準備

撲救的管理模式的轉變。因此，本項目建設是全面實現科學林火管理的迫切需要。

?項目建設是推進森林防火現代化進程的需要

建設森林防火綜合管理系統是集森林防火、氣象學、計算機、地理信息系統

（GIS）、遙感系統（RS）、全球衛星定位系統（GPS）等多學科的科技人員協同合

作研究開發，掌握國際上先進國家森林火險預測預報系統應用現狀，開拓增加森

林防火科技含量、提高森林防火現代化水平的新思路，了解、探討適合我國發展

的森林火險預警（視頻監控）系統及其發展規劃，提高從業人員對森林火災的重

視程度和參與意識。同時，需要培訓鍛煉各級森林防火部門的工作人員掌握現代

科技手段，并應用于日常業務工作。該系統的建立和運行，將加大XX林業局森

林防火工作的科技含量，提高全局森林防火工作人員的科技水平，有力地促進

XX林業局防火工作的現代化進程。

?項目建設是提高森林防火科學技術發展的需要

通過對林火視頻監控系統建設、通訊網絡系統的建設、計算機網絡系統的建

設、指揮調度與決策管理系統的建設，逐步建立一套完整智能化的森林防火指揮

管理系統，使XX林業局生態狀況得到大幅改善、根本扭轉森林資源惡化的趨勢，

從源頭杜絕森林火災的發生。

1.3項目建設目標

項目的建設將為我局森林防火提供一個完善的解決方案。最終完成我局森林

防火監測預警系統建設工程。使林火預防、林火監控、火災報警、防火指揮等一

系列防火工作在一個高科技的系統平臺上得以可靠實現，從而使森林防火技術和

森林防火工作達到國際領先水平。

建設森林防火綜合管理系統，實現了森林火險的實時監控，為森林防火預警

響應機制的建立和科學、規范運行奠定了基礎。建立森林防火預警監測系統和預

警響應機制是一項十分緊迫和重要的工作，是森林防火工作向科學化、規范化、

標準化、現代化邁進的重要基礎，科學管理林區野外生產、生活用火，科學規范

森林火災的預防和撲救工作，促進“預防為主、積極消滅”方針的落實具有重要

意義。

1.3.1具體目標

1）在局內前期規劃部署2套森林視頻監控點（前端）。

2）在局內防火辦建立視頻監控中心，設立數據分析處理中心，綜合監測點

觀測數據及儀器設備數據。

3）改造加固瞭望塔，供電設備建設，微波通信建設等。

4）能真實記錄火災發生前，救火過程中以及救火以后現場的真實情況，從

而對火災進行處理，提供有效真實的直觀資料。

5）全天候實時智能觀測森林火情、對初發火情，做到及時發現、及時救護，

使火災隱患消亡在萌芽狀態。

6）森林防火指揮中心可對火情及現場情況進行實時觀察，以便及時了解現

場情況協調調度指揮，提高了森林防火以預防為主的目的。

7）森林防火綜合管理系統建設標準符合《森林防火視頻監控系統技術規格》

[LY/T2581-2016]中要求，重要技術指標高于行業標準。

1.3.2項目預算

項目總投資：170.78萬元；

其中包含：指揮中心20.22萬元;

前端建設部分：130.56萬元；

8

施工費用：20萬元。

1.4設計原則

1.4.1先進性

1）系統設計達到國際一流水平，且切實可行并容易實現；

2）遵循國際標準和國內外有關的規范要求；

3）高可靠性產品；

4）符合計算機、網絡通訊技術和視頻監控技術的最新發展潮流，并且是應

用成熟的系統。

1.4.2集成性

1）高度集成，功耗低；

2）在高度集成小型化前提下，應具有多種功能。

1.4.3靈活性

1）能夠適應多功能、外向型的要求，講究便利性和舒適性，達到提高工作

效率、節省人力物力和能源的目的；

2）提供符合國際標準的軟件、硬件、通訊、網絡、操作系統和數據管理系

統等方面的接口和工具，使系統具有良好的靈活性、兼容性；

3）系統參數配置少，調整少，自動化程度高，使用方便，操作簡單。

1.4.4安全性

具有高度的安全性，比如不易感染軟件病毒。

1.4.5實用性

針對實際應用的特點，具有多種管理方式：圖形管理界面、WEB界面；

1）系統設計應符合工程的實際需要;

2）系統配置既強調先進性也要注重實用性，應注意系統配置的經濟效應，

達到綜合平衡；

3）根據實際需要進行系統配置。

1.4.6可靠性

具備在規定條件和時間內完成用戶所要求的功能的能力，能長期穩定的工作。

1）結構簡單，連接點少，可靠性高；

2）適應惡劣的工作條件；

3）系統啟動快，系統掉電后再來電或網絡傳輸中斷后再恢復正常，系統恢

復工作迅速；

4）故障率低，維護維修方便。

1.4.7可擴展性

系統設計要考慮今后的發展，留有充分的擴充余地。

1.4.8經濟性

綜合考慮系統的性能和價格，性能價格比在同類系統和條件下達到最優；經

濟性應包括以下內容；

1）系統本身的價格（包括系統、技術服務和培訓）；

2）系統運行后經濟效應預算的可能收益；

3）對系統實施現場的特殊要求所需的費用；

4）對系統集成所需的有關軟件和硬件等的開發費用；

5）系統的易擴容。

1.5設計依據

《中共中央國務院關于加快林業發展的決定》；

10

《國務院辦公廳關于進一步加強森林防火工作的通知》；

《中華人民共和國森林防火條例》；

《林業發展“十三五”規劃》；

《全國森林防火規劃(2016-2025)》；

《全國森林火險天氣等級》(LY/T1172-95)；

《森林火險預警信號分級及標識》(LY/T2578-2016)；

《地面氣象觀測規范》；

《安全防范工程技術規范》(GB50348)；

《安全防范工程程序與要求》(GA/T75-94)；

《安全防范工程驗收規則》(GA/T308-2001)；

《工業電視系統工程設計規范》(GBJ-115)；

《火災自動報警設計規范》(GB50116-98)；

《入侵報警系統工程設計規范》(GB50394-2007)；

《防雷裝置施工質量監督與驗收規范》QX/T105-2009；

《視頻安防監控系統技術要求》(GA/T367-2001)；

《安全防范視頻監控聯網系統信息傳輸、交換、控制技術要求》

(GB/T28181-2011)；

《森林防火視頻監控圖像聯網技術規范》(LY/T2582-2016)；

《外殼防護等級(IP代碼)》GB4208-2008)；

《人造氣氛腐蝕試驗鹽霧試驗》(GB/T10125-2012)；

《建筑物防雷設計規范》(GB50057-2010)；

《建筑物電子信息系統防雷技術規范》(GB50343-2012)；

《防雷裝置施工質量監督與驗收規范》(QX/T105-2009)；

《剩余電流動作保護電器的一般要求》(GB/Z6829-2008)；

《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》(GB13955-2005)；

《電磁兼容試驗和測量技術浪涌(沖擊)抗擾度試驗》(GB/T17626.5-2008)；

《森林防火工程技術標準》(LYJ127-91)；

《中國森林火災編碼》(LY/T1627)；

《森林防火瞭望臺瞭望觀測技術規程》(LY/T1765-2008)；

《森林火災名稱命名方法》(LY/T2014)；

《森林防火視頻監控技術規范》(LY/T2581-2016)；

《森林火災信息處置規范》(LY/T2585-2016)o

12

第二章系統總體設計方案

2.1系統整體結構設計

圖2T系統整體結構圖

2.2系統描述

森林防火綜合管理系統是利用當今成熟的電視監控、數字視頻、網絡傳輸、

多媒體等技術，并結合GIS平臺開發的集報警、監控、定位、三維可視化為一體

的系統。該系統綜合運用先進的現代通信技術、計算機網絡技術、地理信息技術、

圖像識別技術、大數據技術、多條帶全景拼接技術、語音控制技術、基于RTMP

的視頻發布技術、遙感技術、以及云端運維的技術和手段，為新時期森林防火安

全防范提供的全面解決方案。系統為用戶提供了全面、專業、完善的監控功能,

支持集成監控和分布式監控，支持單點單域部署和分布式多級多域部署。用戶的

關注重點僅僅需要放在其自身的業務定位與部署規劃上，無需在系統的具體功能

規劃和設計上投入更多的精力即可建設好一個專業、完善、實用的分布式集中功

能的超大規模多級多域林火監測系統。系統不僅擁有火源管控、火險預警、火情

監測、指揮調度、塔基站運維等基本功能，還針對所有功能進行細化以及提供許

多獨特的功能。

結合XX林業局的實際情況，根據當地氣候、物候、地形、森林類型、火源

情況等綜合條件建設森林防火視頻監控系統，應用現代信息技術，采用先進設備,

加快森林防火指揮系統建設，實行自動化決策和信息化管理。

我局使用符合行業標準《森林防火視頻監控系統技術規范》要求，前端監控

設備采用球形轉臺，具有360°連續巡航模式，煙火識別引擎，自動發現火情,

自動定位火點，和地理信息系統聯動，誤報率低，巡航時間短，壽命長。建設從

總體上可以分為前端智能監測系統、網絡傳輸、后端核心業務平臺三個部分。前

端系統主要是視頻監控系統、基站安防系統、智能識別系統、火源管控系統等;

網絡傳輸主要是采用無線微波傳輸、自建光纖傳輸以及租賃運營商線路等將前端

采集的信息傳送到后端平臺；核心業務平臺主要是林火視頻監控系統、地理信息

系統、流媒體、火情報警信息發布平臺。

2.3項目總體建設方案

2.3.1建設內容

?核心業務平臺

部署基礎GIS服務、數據庫軟件等平臺基礎服務，部署森林防火綜合管理系

統，地理信息系統，并實現多級管理，系統功能包括火源管控、火險預警、林火

視頻監控、應急預案、森林防火指揮調度、森林防火資源管理、火災檔案管理、

森林防火地理信息系統、運維管理系統在內的業務系統軟件。

搭建系統硬件運行環境，部署大屏顯示系統、網絡系統。

?前端監測系統

綜合考慮我局業務需求、設備特點、功率等諸多因素的基礎上，在智能監測

站部署智能林火視頻監測系統（包括：高精度轉臺、雙光譜火情識別系統、防盜

監控相機、語音對講等）通過可見光和紅外探測手段用于對監測站周圍的林地進

行監控，并通過雙光譜火情識別系統，對傳感圖像進行分析，判斷火情，最后將

14

編碼后的圖像通過傳輸網絡回傳到后臺系統。

?火源管控系統

為防止危險火源進入林區，及對濫砍盜伐等違法行為的監控與預防，建設智

慧監控單元，實時監控林區關鍵道路人員、車輛等進出情況，對異常情況進行報

警，成為控制林區災害發生又一有效手段。

?基礎設施建設內容

建設森林防火綜合管理系統必須滿足安全可靠的系統運行保障要求，以提高

系統的安全性和穩定性。在基礎設施建設時嚴格按照業務系統的安全穩定保障標

準來建設。

?網絡傳輸

本項目中選中瞭望塔采用微波作為主用線路，將信號傳輸到運營商處，通過

運營商線路將信號回送到指揮中心。

?防雷系統

本項目所選擇的瞭望塔，塔體阻值滿足我局視頻監控系統需求。

2.3.2建設規模

1）核心業務平臺

在XX林業局防火指揮中心部署1套客戶端、1臺NVR、綜合布線系統、指揮

中心裝修以及多種業務軟件用于承載平臺所有業務。

2）前端業務系統

系統建設2座智能監測站；在瞭望塔上部署：智能視頻監測系統2套、安防

監控設備2套。

3）基礎設施建設

改造瞭望塔2座、微波傳輸系統2套、太陽能2套。

2.3.3塔點位置以及通視效果圖

根據我局的具體狀況和森林植被的分布狀況，同時考慮到人員監控重點區域、

地形等諸多因素，我們局初步設計建設2套視頻監測點。

圖2-2塔點及通視效果圖

由于本次項目資金有限，我們以15公里為監控半徑對局內瞭望塔進行通視

效果分析，去除監控半徑大面積重復、瞭望塔結構不滿足需求，通視效果不好的

塔點；并且為了最大限度減少局內監控盲區的面積，結合原有設計規劃，最終結

果為選定原有2座瞭望塔對局內進行防火監控覆蓋。

序覆蓋范圍

號林場名稱瞭望塔名稱東經北緯

小東溝經營

1小東溝2802129°50'30"43°13'48"

所

大興溝經營

2摩天嶺2803129°36'03"43°23'04"

所

16

（描述選點理由）

2.4前端系統設計

近年來，隨著人為活動影響和全球氣候的異常變化，全球森林火災有加劇的

趨勢。其中人為放火和跑火是我國發生森林火災的主要原因，天然火源只占到總

火源的5%左右，如俄羅斯人為火源占總火源93%,美國和加拿大的天然火源所

占比例較大，大約在30%左右。

森林火災監測預警與防控，除利用衛星遙感、航空遙感等天網系統大范圍監

測與防控外，重點在于建設應用可見光和紅外林火視頻監控、林區火源管控系統

等地網系統，以及移動智能終端（智能手機）、單兵設備等人網系統。

單一的火災防控手段已經不能滿足現階段防火形勢，需要更多的技術手段多

源防控森林火災的發生，將森林火災發生幾率降到最低，有效保護國家森林資源,

保障我國生態環境與經濟可持續發展。

目前，視頻監控技術主要替代人工瞭望，適用于較大范圍森林資源的山林煙

火現象識別；火源防控技術主要替代部分人工巡護及檢查站管控，適用于通往林

區關鍵道路的人員和車輛等對森林資源存在潛在威脅的目標及活動的智能視頻

監控與識別。兩種技術均為林火地網監測技術，針對不同應用場景，互為補充,

亦可協同。

因此從森林火災起源及火災林地類型等因素，在進行森林防火視頻監控系統

建設時，建議從火源管控和火情識別等多手段進行森林火災發生的有效管控。一

是從根源上杜絕易燃火源進入林區，二是發生林火時可快速識別和定位，及早撲

救，建立全方位森林火災防控體系。

2.4.1火源管控系統（選配）

2.4,1.1系統結構

圖2-3系統結構示意圖

火源管控系統主要由圖像采集識別單元和前端數據處理及上傳單元組成。

圖像采集識別單元：含火源管控智能終端和補光燈；火源管控智能終端內設

置虛擬線圈，完成車輛檢測功能；

前端數據處理及上傳單元：含前置媒體單元。

2.4.1.2火源管理智能終端

火源管控智能終端選用的高清攝像機采用高清CCD+高清ISP+高性能嵌入式

DSP一體化架構設計，集高清視頻采集、高清視頻處理等核心功能于一體。300

萬像素高清抓拍相機有效像素達到2048X1536,所拍攝的圖片能清晰的分辨車

型、車輛顏色、人員臉部特征等，車牌識別率能否保證取決于車牌在照片中所占

像素的多少，本系統所采用的號牌識別算法能夠在車牌橫向像素點不小于120時

保證號牌識別的準確率95%以上。

火源管控智能終端集成視頻檢測功能，采用視頻檢測算法完成車輛檢測及過

車抓拍，同時輸出高清照片和車牌識別數據，具備強光（逆、順）抑制功能，減

弱白天日光對抓拍和夜間機動車大燈對關鍵路口抓拍拍照的影響，從所拍照片上

能清晰呈現機動車正面全貌和車牌特征。

18

火源管控智能終端安裝在同一根立桿挑臂上，減少立桿數量和投資費用，減

少后期設備污物清理難度。

2.4.1.3前置媒體單元

前置媒體單元采用嵌入式低功耗無風扇設計，能夠在室外惡劣環境下正常工

作，采用大容量工業級硬盤作為存儲介質，能夠保存大容量車輛信息記錄，當超

出最大存儲容量時，自動對車輛信息和圖片進行循環覆蓋。

火源管控系統前端數據可以在前置媒體單元內就地備份存儲，并上傳中心管

理平臺。當網絡傳輸通道故障情況下，前置媒體單元可以暫存車輛通行數據，當

通信恢復以后，臨時存儲的數據能自動續傳，補錄到中心管理平臺集中存儲。續

傳策略有兩種可選：歷史數據優先上傳、最新數據優先上傳。

2.4.2林火視頻監控系統

2.4.2.1系統結構

圖2-4系統結構示意圖

林火視頻監控系統由視頻采集系統、火情搜索系統、基礎設施系統組成;

視頻采集系統：由鏡頭組、可見光相機、紅外熱像儀、高精度轉臺、轉臺控

制系統組成；

火情搜索系統：由雙光譜火情識別系統、火情識別巡航控制系統、火點定位

分析系統、視頻壓縮編碼模塊等組成。

視頻采集系統完成視頻信息采集任務，為后續處理系統提供清晰、穩定的視

頻圖像資料；由火情搜索系統對視頻整理加工后提取關鍵火情特征并識別，將告

警信息回傳至后端平臺。系統能夠實現360。全覆蓋巡航掃描，能夠精確確定俯

仰角、方位角等技術參數，以及多種速度的水平、俯仰靈活控制，實現快速查看

火情目標及火點的精準定位。

2.4.2.2高精度轉臺

高精度轉臺是在普通轉臺技術基礎上采用抗風阻球型設計理念，同時使用高

精密軸承、高精度測角系統、同軸傳動方式、極高的控制響應伺服系統實現其高

精度定位及目標跟蹤，高精度轉臺適用于定位精度要求較高的遠距離、超遠距離

圖像監測及低空防御領域。

高精度轉臺采用連續轉動巡航工作模式，轉動速度可調、識別精度高、使用

壽命長、監測無盲點（水平掃描范圍為連續360°,垂直掃描范圍為-90°至+90°）,

主要技術特點如下：

程控變速巡航操作流暢快速定位

轉臺可通過伺服控制系統完成任意速度任意方向的精準控制，并可讀取當前

角度和令轉臺轉至指定角度，實現超低速運行的作用是遠景觀察時保證畫面清晰

不漏細節，當鏡頭變焦至最小視場并轉動設備觀察遠處目標時，只有低速才能保

證觀察的畫面平滑移動，以獲得最佳監控效果；采用慢啟動、快轉動的可程控變

速運動方式，可實現高速巡航，快速定位，提供火情確認的時效性。

智能感應變速轉速自適應提升操作體驗

轉臺根據鏡頭的焦距值自動調整運行速度，廣角時，運行速度快，長焦時，

可輕松控制低速運行。

定位精度高精確判定火點方位

定位精度是火情識別后確定火點位置的重要指標，定位精度偏差較大直接影

響最優撲火路徑、增長撲火時間、大大增大了火勢控制難度。

20

采用高精密垂直軸系與水平軸系結構設計，結合高精度測角設備，定位精度

達到0.0038度，率先在實際業務中實現單點定位，保障了火情的早期發現、及時

撲救。

溫度控制系統適應惡劣環境

前端監控設備工作環境多變，夏日季節，強烈的陽光會直射到設備表面，導

致設備最高溫度可達七十度左右，反之，冬天環境寒冷，設備溫度急劇降低，最

低可達零下四十度左右。兩種環境條件下，設備均難以正常工作。為了防止上述

情況的發生，高精度轉臺配備的溫度控制系統可良好的抵御嚴寒和酷暑。

3D精確定位快速查看火情

為滿足業務需求，實現快速定位查看目標，高精度轉臺支持矢量操作，實現

三維定位，大大提升操作體驗。鼠標框選所要小視角觀察的物體，只需要框住所

要觀察的物體，由左上向右下拖動鼠標，即可將想要觀察的物體拉到小視場下觀

察；如果想要大視場角觀察，可以由右下向左上框選所要觀察的物體。同時保證

圖像在變換過程中清晰呈現。提高了操作性，用戶體驗度更高。

自動定位地理坐標和標識地磁北極降低人為標定誤差

轉臺內置GPS芯片，自動定位地理坐標，降低開局現場工作量。

轉臺內置6軸陀螺儀，自動標識地磁北極，實現多點聯動定位火點。

軍工級制造工藝使用壽命更長

對關鍵結構件采用多種工藝處理，提高其機械性能和抗腐蝕能力，具有良好

的支撐剛度和穩定性，負載能力強，防護等級達到IP67,使用壽命長，適應在各

種復雜森林環境中應用。

低功耗設計降低供電成本

轉臺的合理結構設計，使之傳動系統摩擦系數及風阻系數較小，系統在巡航

狀態下需要較小功耗即可正常工作。

模塊化設計遠程升級易維護

結構件及電控部分均采用模塊化設計，底倉和保護倉之間所有電路采用單板

連接，可以單獨拆卸維護，快速更換。

支持設備控制程序、圖像處理程序、煙火識別程序遠程程序升級與遠程維護

管理；支持遠程Web升級。

豐富的接口配置便于第三方集成及擴展

標配接口：

48VDC電源接口；

RJ45網絡接口；

音頻輸入接口；

音頻輸出接口。

支持軟件集成的開放式API,支持標準協議（ONVIF）、GB/T28181協議，支持

SDK和第三方管理平臺接入。

2.4.2.3紅外熱成像系統

紅外輻射是在可見光紅光之外直至與毫米波相接，處于0.76umT000um的電

磁譜段，自然界中一切溫度高于絕對零度（即零下273T）的物體都會以電磁波

的形式時刻不停地向外傳送熱量（紅外輻射），由于在范圍的紅外波段具有穩定

的大氣透射率，因此在此波段利用紅外熱成像技術進行測量，可以在完全無光的

夜晚，或是在煙云密布的惡劣環境，能夠清晰地觀察到前方的情況。紅外熱像儀

就是這種用來探測目標物體的紅外輻射，并通過光電轉換、電信號處理等手段,

將目標物體的溫度分布圖像轉換成視頻圖像的高科技產品。它采用的是一種能夠

探測極微小溫差的傳感器，可以將溫差轉換成實時視頻圖像進行顯示。正是這些

特點，紅外熱成像技術可在森林防火監測系統中起到非常重要的作用，為森林安

全提供有效保障。

利用紅外熱成像技術手段進行林火監測，能大大提高林火監測的及時性和準

確性，極大地拓展了森林防火監測的應用領域，使森林防火技術的發展又向前邁

進了一大步。

22

紅外熱成像儀特點

紅外熱成像技術是一種被動式的非接觸的檢測與識別，它是通過檢測物體與

背景之間微小的溫度差別來探測目標；

紅外熱成像儀的探測能力強，作用距離非常遠，根據鏡頭選擇的不同，可以

探測和識別到幾公里外的目標；

紅外熱成像儀可以全天候監控，并隨時對背景資料進行分析，一旦發生變化，

可以及時發出警報，并可以通過智能設備的處理，自動對有關情況進行處理，并

隨時將情況上報，取得進一步的處理意見；

在暴雨、濃霧等惡劣的氣候條件下，由于可見光的波長短，克服障礙的能力

差，因而觀測效果差。而工作在8?1411m波長的長波紅外熱成像儀，其穿透雨、

霧的能力較高，從而仍可以正常地觀測目標；

紅外熱成像技術是被動接受目標自身的熱輻射，因此能夠對樹林中和草叢內

的隱性火源進行智能視頻監控與識別；

紅外熱成像技術具有作用距離遠、抗干擾性好、穿透煙塵霧霾能力強、可全

天候、全天時工作等優點，因此在森林防火領域都得到了極為廣泛的應用。

紅外熱成像儀優勢

適應惡劣環境識別能力強

火情發生時發射的紅外波由于自身波長特性能夠穿透水霧、沙塵等大顆粒空

氣漂浮物，傳播到傳感器進行成像，紅外檢測系統通過熱圖像進行火情識別。因

此紅外檢測能夠排除惡劣天氣帶來的干擾，捕捉火情因子，進行火情識別。

2.4.2.4可見光成像系統

可見光成像系統包含高清可見光鏡頭、高清圖像傳感器和圖像編碼處理單元,

圖像傳感器和鏡頭是整個遠程林火視頻監控系統的最前端，也是系統的眼睛，配

備是否合理直接關系到采集圖像的效果。要結合森林防火監控系統的特殊性及建

設防火監控系統的實際需求，堅持實用性原則，以量體裁衣的方式做針對性設計。

在森林防火視頻監控這類特殊的系統中，應采用長焦距的鏡頭，通過大倍數的調

整實現寬范圍、遠距離的監控視場調整，具備強大的靈活性，滿足不同要求的視

頻采集。同時應采用光學成像有效像數更高的鏡頭，這是因為攝像機具備200萬

以上像素的圖像壓縮能力，如果前端光學采集源有效像素不夠高的話也就達不到

預期的效果。鏡頭為了適應不同的光線環境的變化，應能自動和手動調整光圈。

可見光成像系統優點

煙霧識別火情早期發現

在火情發生的早期先產生煙霧，由于可見光檢測方式根據對煙霧的顏色、顏

色分布、形狀、輪廓、模糊、飽和度、紋理擴散特性等特征進行分析，判定監控

區域是否有火情發生。因此可見光檢測在林火發生早期就能發現，避免火災過大

對財產造成更大的損壞。

廣域監控非通視識別

林下火發生前期，林下火由于樹木遮擋的原因，紅外相機不能采集到火情信

息，也就不能進行火情識別；而可見光檢測由于通過煙霧進行識別，可以對林下

火燃燒飄起的煙霧進行識別。同樣在有山、建筑物等障礙物遮擋，可見光仍能通

過飄起的煙霧進行識別。

光學透霧雨霧天氣正常監測運行

透霧功能即改變透過鏡頭的光的波長，從而實現近紅外光和可見光的切換。

帶透霧功能的鏡頭可以實現霧天或者夜間低照度情況下的監視，因為近紅外穿透

霧氣能力較強，這樣就實現了24小時全天候監控。

圖像清晰度高展示畫面細節

自主研發的高清IP網絡攝像機，采用200萬像素的逐行掃描CMOS圖像傳感

器清晰度可達1080P（1920*1080分辨率）全實時高清圖像畫質，清晰度遠遠高

于傳統意義上的CCD模擬攝像機，真正實現了高清監控的目標。

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自主研發林業專用圖像調教及優化

系統具有自適應的智能調節模式，會根據不同光線環境自動調節攝像機的光

圈、增益、降噪等參數，能夠始終保持最完美的畫面效果。由于系統實現了監控

從采集到存儲的全數字化，因此，對于傳統意義上所存在的攝像機受到光線變化

影響直接影響畫質的現象將不會存在。同時對于線路傳輸中普遍存在的視頻信號

干擾等也將徹底消失。

色彩還原逼真

系統采用的視頻采集壓縮芯片，在圖像的色彩的高保真、色彩信息處理、寬

動態、系統降噪等多方面有技術優勢，為區分云、霧和煙提供硬件技術支撐。

ROI（感興趣區域）編碼降低傳輸帶寬

在觀看視頻過程中，人們對圖像的某個特定區域會更感興趣，觀察重點往往

也集中這些特定區域。ROI（感興趣區域）編碼可以保證劃定區域的圖像質量。

在有限的帶寬情況下可以保證獲取到重點區域的重要圖像信息。可有效降低傳輸

帶寬。

系統壽命長

由于系統采用了CMOS圖像傳感器，因此，在攝像機功耗、發熱量低。穩定

性也遠遠高于傳統的模擬攝像機。同時由于組件相對簡單，故障率也相對較低。

作用距離遠單點覆蓋面積廣

通過配備的高清長焦鏡頭可實現對覆蓋林區的大面積監控，極大減少了工程

建設成本。

2.4.2.5雙光譜火情識別系統

雙光譜火情識別系統采用嵌入式設計，部署在轉臺內部，采集高清攝像機的

原始視頻圖像，通過對煙、火的顏色、形狀、輪廓、紋理以及光譜特征、空間幾

何特征、靜態特征和動態特征等多種因素，結合電子穩像技術、自適應運動補償

等技術實現動態煙、火快速識別算法。雙光譜火情識別系統的前置和嵌入式結構

設計具備集成度高，識別準確率高的特點，保證了數據不丟失，時間不延遲，并

可自動完成疑似火情的二次判別，極大降低了煙火智能識別的漏報率和誤報率。

“森林眼”智能煙火識別算法運用先進的圖像處理、模式識別和多光譜融合

等技術，抗干擾能力強，具備穩像、去噪、增強等視頻處理能力，以提升突發火

情搜索的效率；支持判別閥值等參數的靈活設置，以適應不同環境、季節的需要。

因此在對比度大于10%,即可實現2X2像素點的火目標以及7X7像素點的煙目

標識別，同時該算法采用邊巡航、邊檢測、邊報警的工作方式，可在最短時間內

發現監控區域的火情。

采用紅外和可見光雙識別，可對煙火進行全天實時交叉確認識別，提高了煙

火識別的準確率和可靠性

相對于單數據源檢測方式具有以下優點：

時空結合，擴大了時間和空間的覆蓋范圍，實現了全天時監測

增加了測量維度

改善探測性能

容錯性好，性能穩定

提高了空間分辨率

降低了對單個傳感器的性能要求

交叉確認

可見光

雙識別

技術參數:

?發現火情早：15公里半徑全區域巡航時間小于30分鐘

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?識別能力強：誤報率小于3次/天?萬公頃，漏報率小于1%。

?識別算法快：對煙、火目標精準識別（煙最小識別像素：7X7像素;

火最小識別像素：2X2像素）

?巡航不間斷：紅外、可見光雙識別模式，全天24小時巡航不間斷

識別目標：7X7像素

環境干擾：有效區分煙和霧

識別目標：2X2像素

環境干擾：有效去除霧、靄等干擾

2.4.2.6性能指標

（根據用戶需求選擇一款產品參數表并粘貼,詳見附件“規格書:

FW-500X-X-II,r）

2.4.3監控塔建設方案

（根據實際應用選擇監控塔建設方案）

2.4.3.1監控塔改造方案

本設計為地面四柱角鋼瞭望塔原平臺上加增設備工作平臺設計。設備平臺主

梁必須與原塔主梁相連，塔頂設置避雷針，避雷下引線與基礎接地連接一起。

一、設計條件：

1、工藝要求；依據甲方提供的工藝要求；

2、基本風壓：依據《建筑結構荷載規范》(GBJ9-87),風壓取值0.55KN；

3、地震烈度：根據《中國地震烈度區劃圖(1990)》，按8度設防。

二、材料：

1、本工程所用鋼管、角鋼和鋼板均采用Q235B,其質量標準應符合《優質

碳素結構鋼技術條件》GB699-88之規定；

2、焊條采用E43型，其質量標準應符合《碳素焊條》GB5117-85之規定。

連接螺栓除注明外，均采用C級六角頭螺栓，螺栓、螺母、墊圈的質量標準分別

符合《C級六角螺栓》GB：5780-86,《C級I型六角螺母》GB：41-86,《C極平

墊圈》GB：95-85之規定。

三、加工要求：

1、鐵塔構件的制造，除應遵守施工圖中注明的規定外，還應遵守《鋼結構

工程施工及驗收規范》(GB：50205-95)中的有關規定和《廣播電視鋼塔桅制造

技術條件》(GY：65-89)中有關規定；

2、構件制造前，必須放樣確定和校核圖紙中的尺寸，制造后嚴格進行質量

檢查；

3、構件允許偏差：

當構件長度LV5m時，其長度偏差不大于±2mm；

當構件長度L>5m時，其長度偏差不大于±3mm；

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構件整體彎曲不大于長度的1/1000,局部彎曲不大于被測長度的1/750。

法蘭盤平面偏離設計面的正切值不大于l/1000o

4、構件間采用螺栓連接時，所有構件連接均采用一母一墊，構件間采用焊

接時焊縫高除圖中注明外，不得小于被焊構件厚度，宜不小于5mli1；

5、除基礎鋼骨架，所有構件均采用熱鍍鋅防腐處理，鋅層厚度不小于90u

m；因工藝要求須在構件上焊件時，應在鍍鋅前進行，全部螺栓亦要求熱鍍鋅；

6、圖中構件尺寸為統計材料之用，加工時應按1：1實際放樣確定。全部構

件出廠前應進行試裝，鍍鋅后構件，應對其局部變形進行效正；

7、構件出廠時應妥善包裝，出廠后應合理運輸以減少構件受損，緊固件，

小件物品應分別標注，裝箱運輸。

四、安裝：

1、塔架結構的安裝應遵守《鋼結構工程施工及驗收規范》(GB50205-95)的

有關規定；

2、安裝時不允許使用氣割或電割擴孔，增孔，或用氧氣火焰效正構件變形；

3、基礎鋼骨架安裝調正后，其外露部分應涂凡士林油防腐。

塔架安裝過程中應隨時效正其垂直度，架設完畢后塔身實際軸線與設計軸線

偏差不得大于被測高度的1/1500,局部彎曲不得大于被測長度的1/750。

瞭望塔改造示例設計圖紙如下:

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圖2-5瞭望塔改造設計示例

2.4.3.2監控塔建設方案要求

監控塔的建設高度應高出所在點樹木5米，建議建設地面四柱角鋼瞭望塔，

建設高度為15-30米以內（不建議超過30米），塔上設有設備工作平臺。設備平

臺主梁必須與原塔主梁相連，塔頂設置避雷針，避雷下引線與基礎接地連接一起。

一、森林眼設備平臺要求要求：

1、建議采用四柱瞭望塔，由有資質的設計單位或塔廠根據當地氣象條件、

建設要求等進行設計；

2、塔體鋼材采用Q235B（建議塔體一層梁柱采用L125以上的國標熱鍍鋅角鋼）,

螺栓為C級；

3、塔體設內旋轉扶手爬梯；

4、塔頂設一個工作平臺，平臺規格：2500mm*2500mm,底部采用16鍍鋅圓鋼

間距不大于80mm。平臺入口在一側角處，入口建議長寬為：900mm*600mm規格，

30

并有門和鎖裝置;

5、制作標準按現行鋼結構規范；

6、鋼材、構件采取熱鍍鋅防腐工藝，鍍鋅厚度不小于86um；

7、護欄高度不小于1200mm,護欄間距不大于300mm；

8、塔平臺承重：不小于200kg/nf；

9、基本風壓：依據《建筑結構荷載規范》(GBJ9-87)根據當地情況建議設

計為50年一遇；

10、地震烈度：根據《中國地震烈度區劃圖(1990)》，按當地氣情況確定，

建議不低于8級。

二、材料：

1、本工程所用鋼管、角鋼和鋼板均要求采用Q235B,其質量標準應符合《優

質碳素結構鋼技術條件》GB699-88之規定；

2、焊條采用E43型，其質量標準應符合《碳素焊條》GB5117-85之規定，連

接螺栓除注明外，均采用C級六角頭螺栓，螺栓、螺母、墊圈的質量標準分別符

合《C級六角螺栓》GB：5780-86,《C級I型六角螺母》GB：41-86,《C極平墊

圈》GB：95-85之規定。

三、加工要求：

1、鐵塔構件的制造，除應遵守施工圖中注明的規定外，還應遵守《鋼結構

工程施工及驗收規范》(GB：50205-95)中的有關規定和《廣播電視鋼塔桅制造

技術條件》(GY：65-89)中有關規定；

2、構件制造前，必須放樣確定和校核圖紙中的尺寸，制造后嚴格進行質量

檢查。

3、構件允許偏差：

當構件長度L<5m時，其長度偏差不大于±2nim；

當構件長度L>5m時，其長度偏差不大于±3mm；

構件整體彎曲不大于長度的1/1000,局部彎曲不大于被測長度的1/750；

法蘭盤平面偏離設計面的正切值不大于1/1000；

4、構件間采用螺栓連接時，所有構件連接均采用一母一墊，構件間采用焊

接時焊縫高除圖中注明外，不得小于被焊構件厚度，宜不小于5mm；

5、除基礎鋼骨架，所有構件均采用熱鍍鋅防腐處理，鋅層厚度不小于90微

米。因工藝要求須在構件上焊件時，應在鍍鋅前進行，全部螺栓亦要求熱鍍鋅;

6、圖中構件尺寸為統計材料之用，加工時應按1：1實際放樣確定。全部構

件出廠前應進行試裝，鍍鋅后構件，應對其局部變形進行校正；

7、構件出廠時應妥善包裝，出廠后應合理運輸以減少構件受損，緊固件，

小件物品應分別標注，裝箱運輸。

四、安裝：

1、塔架結構的安裝應遵守《鋼結構工程施工及驗收規范》(GB50205-95)

的有關規定；

2、安裝時不允許使用氣割或電割擴孔，增孔，或用氧氣火焰效正構件變形；

3、基礎鋼骨架安裝調正后，其外露部分應涂凡士林油防腐；

4、塔架安裝過程中應隨時效正其垂直度，架設完畢后塔身實際軸線與設計

軸線偏差不得大于被測高度的1/1500,局部彎曲不得大于被測長度的1/750。

32

B=2500

GL7L