江西省XX市林业局森林防火监控系统解决方案全解

江西省XX市林业局森林防火监控解决方案第1页共19页江西省XX市林业局森林防火监控系统解决方案设备生产单位：深圳红阳信息科技有限公司业务联系电话：刘工18588890223江西省XX市林业局森林防火监控解决方案第2页共19页概要一、设计说明1．1系统概况森林火灾是世界性林业重要灾害之一，每年都有一定数量的发生，造成林业资源的重大损失和全球性环境污染。森林火灾具有突发性，灾害的发生的随机性，在较短的时间内能造成较大的损失的特点。因此一旦有火警发生，就必须以极快的速度采取扑救措施，扑救是否及时，决策是否得当，重要原因都取决于对林火行为的发现是否及时，分析是否准确合理，决策措施是否得当。如何实现森林防火工作的规范化，科学化，信息化，真正做到早发现，早解决火灾隐情。数字化森林无线监控已成为及早发觉，排除森林火灾隐情的必要手段。随着科技的发展，现在森林防火也开始实现智能化管理，工作人员只需坐在办公室拖动鼠标，就可观测上千平方公里的林区。并在发生紧急情况时，通过监测画面及语音广播对前端林区进行远端遥控，指挥抢险工作。1．2需求分析主控中心：1个前端监控点：30个，在林区30个监控点的移动基站铁塔顶制高点架设红外低照度全天候长焦距摄像机各一台，覆盖半径为2km，可以监视方圆的范围，采用太阳加风能给前端设备供电，配备室外全天候全球型云台防护罩，并把周围2km的图像通过网络视频服务器经过移动传输网络传至监控中心1．3系统功能监控中心实现对所管辖林区的各个监控点的图象、温度、湿度、烟雾进行全方位江西省XX市林业局森林防火监控解决方案第3页共19页实时监控，及时发现火警或火警隐患，达到防火、防乱砍乱伐等目的。前端设备放置于移动基站铁塔顶，供电可由各个前端采用风光互补电源进行供电，使得前端设备能够在7个阴雨天能正常工作，也可使用基站供电。监控中心可以通过语音广播系统对现场声音进行监听，也可以对前端进行喊话，遇到紧急情况（如火灾，暴风雨，洪涝灾害）等作为紧急疏散功能。监控中心的监视器可以实时显示当前摄像机所观察的方位角，便于在紧急情况下协助指挥员决策。在监控中心采用硬盘录像系统，进行实时录像，每个监控点可以储存15天以内的视频监控录像。林业部门可以轻易实现通过联网的计算机进行远程监控及直接调看前端图像或录像资料。二、系统概述2．1设计思想在进行监控（CCTV）系统工程设计的时候，我公司依照用户方对系统的基本要求，本着架构合理、安全可靠、产品主流、低成本、低维护量作为出发点，并依此为客户提供先进、安全、可靠、高效的解决方案。架构合理：就是要采用先进的技术合理架构系统，使整个系统安全平稳的运行，并具备未来良好的扩展条件。稳定性：只有稳定运行的系统，才能确保监控（CCTV）系统和周界防范系统平稳运行，系统的技术先进性是系统高性能的保证和基础，同时可有效地减少使用人员和系统维护人员的麻烦。安全性：系统必须是安全的系统，确保系统可靠运行。可扩展性：保证当用户有更多的要求时，引入的新设备可以顺利的与本次配备的设备共同工作，进一步扩展与提高系统的性能。江西省XX市林业局森林防火监控解决方案第4页共19页产品主流：系统是否采用当今主流产品，关系到系统的整体质量和未来能否得到良好技术支持以及完整的技术文档资料。在设备选型时，我们将主要依据用户提出的具体要求，同时考虑产品的技术先进性，产品是否为主流产品，产品技术资料的完整性，保证用户得到良好技术支持的条件，也是保障用户投资的基本条件。低成本低维护量：指力争有良好的性能价格比，所采用的产品应是简单、易操作、易维护、高可靠度的。系统是否具有优良的性能价格比是判断一个系统优劣条件的重要依据。系统的易操作和易维护性是保证非专业人员使用好一个系统的条件。高可靠度是保障系统运行的基本要求，也是易维护性的保障。我公司将本着上述设计原则，来进行监控系统的设计。并将严格按照国际惯例并结合本公司的技术实力与工程经验，进行监控系统工程的安装、测试以及验收，完工时将同时提交与工程相关的每个设备的安装使用手册以及系统的各种图表等文档资料，还将提出技术培训和服务的承诺。2．2视频传输介质系统介绍2．2．1传输介质系统简介视频传输介质采用前端的有线线缆传输设备。由于在此方案中，由于前端设备放置于移动基站铁塔顶，所以系统的主要传输是通过有线设备进行，其中用到的视频线都比较短，因此不存损耗问题，使用的传输具有传输速率高，抗干扰能力强，传输距离远等优点。2．2．2传输系统设计原则传输系统依据综合布线规范设计，综合布线系统要遵循以下原则：1、按照结构化布线系统设计规范的有关标准进行结构化布线设计。2、布线要符合国际标准，充分保证综合布线系统的高速运行和信息的可靠传输。江西省XX市林业局森林防火监控解决方案第5页共19页3、布线即满足目前的通信技术要求，又满足未来需要，实现数据通信、实时的语音通讯和图像传输。4、布线的接插件都应是模块化的标准件，以便于将来的发展。5、布线要具有高可靠性，要能满足网络系统设计和通信系统设计的通用性和灵活性。2．2．3专业标准民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92中国电气装置安装工程施工及验收规范GBJ232-82IEEE；●电气及电子工程师学会---民用建筑无线监视电视系统工程技术规范；●《安全防范系统通用图形符号》（GA/T74-2000）；●《民用无线电视监控系统工程技术规》（GB50198-94）；●《视频安防系统技术要求》（GB/T367-2001）；●《工业电视系统工程设计规范》（GBJ115-87）；●《通信系统机房设计》（GBKJ-90）；2．3系统工程设计根据用户方对监控系统的基本技术要求，我公司在充分分析工程的技术要求的基础上，结合我公司多年从事工程研发和建设的经验，对森林智能化监控管理系统工程，提出如下的设计、施工方案。1)监控中心设计监控中心配备专业彩色显示器若干台，组成电视墙。1台控制计算机，用以控制前端摄像机和投影仪。监控中心通过与移动传输网互联与前端若干个监控点连接。N江西省XX市林业局森林防火监控解决方案第6页共19页台交换机，将前端网络汇集，且与1台控制计算机联接，与前端设备通讯。2)前端监控点设计前端视频监控点设定在移动基站的制高点，摄像机使用红外低照度高倍全天侯长焦距摄像机，覆盖范围为2KM。传输设备安装在移动基站内，通过移动传输网与监控中心网络点对点联接。每个视频监控点周围分布N个烟雾报警点、温度、湿度监控点，在监测到有火灾信号时，会及时将报警信号传到对应的前端视频监控点，视频监控点再将信号传递到中央监控中心。3)网络设计我们选用移动传输网架设监控网络，传输速率根据需要可实现2M、4M、8M等。4)配电设计前端所有设备可使用移动基站提供的交流电/直流电。电源线缆使用多支铜导线，并做好了防雷。5)安全设计监控系统必须考虑抗雷电、抗电磁干扰的能力，要求系统有可靠的接地，系统地线设计应小于4欧姆，系统接地必须与避雷接地线相距30米以上。接地采用接地地网，采用镀锌钢材。6)工程应符合的标准●国家或行业批准发布的相关产品/系统标准。●GA/T70-94，《电视监控工程费用慨预算编制办法》；●GB12663-90，《防盗报警控制器通用技术条件》；●GB/T16676-1996,《银行营业场所安全防范工程设计规范》；●民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92中国电气装置安装工程施工及验收规范平共GBJ232-82IEEE；●电气及电子工程师学会---民用建筑无线监视电视系统工程技术规范●电气指标标准GA/T75-94中华人民共和国公共安全行业标准；江西省XX市林业局森林防火监控解决方案第7页共19页●《安全防范系统验收规则》（GA308-2001）；●《安全防范系统通用图形符号》（GA/T74-2000）；●《民用无线电视监控系统工程技术规》（GB50198-94）；●《视频安防系统技术要求》（GB/T367-2001）；●《工业电视系统工程设计规范》（GBJ115-87）；●《通信系统机房设计》（GBKJ-90）；三、主控中心3．1主站结构图3．2主站配置视频监控电视墙：若干台，使用17寸专业彩色监视器，组成电视墙。控制主机：1台，控制主机安装后台管理软件，管理和控制所有前端画面，可以控制前端摄像机云台，变焦，亮度，对比度等参数。江西省XX市林业局森林防火监控解决方案第8页共19页交换机：N台，可将前端各个监控点与监控管理中心，组成一个局域网。投影设备：1套，投影仪+电动荧幕,可将视频监控图象切换到大屏幕显示放大，方便指挥调度。3．3主站功能控制中心主要由电视墙、控制主机、交换机等组成，可完成对监控现场图像的接收与显示，录像的存储、检索、回放、备份、恢复，云台的控制等。经由移动传输网传回的数字视频信号可直接连到控制中心局域网上，再经交换机通过内部局域网传播至各个相关部门或人员的客户端。用户在中心办公室可以通过多路视频墙观看到远距离林区现场多个监控点的图像，用电视墙显示方式.控制中心发出的对于云台、镜头等的控制指令通过移动传输网传送到监控点。用江西省XX市林业局森林防火监控解决方案第9页共19页户可以通过位于控制中心的云台控制设备控制现场任意点的云台、镜头的光圈、焦距、变倍；云台的上、下、左、右、自动或辅助控制远端的电源、摄像机开关等。现场传回的视频图像可以直接存储在控制主机上，可方便快捷地实现资料的存储、更新、查询、备份，为执法工作提供依据。有了好的硬件，还需要好的软件，才能发挥出更大的作用。软件有如下功能特点：可同时监控上百路路视频图像可调整视频图像的参数，包括亮度、对比度、色度、色彩饱和度可控制云台，左右、上下、变角、光圈、聚焦、预置点移动侦测功能，每路视频可以设置最多16个区域的移动侦测屏幕字符显示，用户可在图像上叠加日期、时间、名称等支持图像抓拍功能视频录像功能，可定时预约录像，支持文件自动分割，同通道单独设置不同的存储路径可选择预览和录像、只预览、只录像，以节约计算机CPU资源支持电子地图，可将摄像机图标直接放在电子地图上，直观方便（选用）支持前端录音功能（选用）3.4林火监控识别系统林火监控识别系统是通过远程摄像，对所监测到的图像数据进行分析，通过图像处理，将所拍摄到的森林背景图像与火灾、烟雾的光谱特征进行比较，分析识别烟雾、火苗，判断识别信息，如识别为火情，则给系统报警，系统将云台的水平角、俯仰角送到森林防火指挥决策系统，利用定位系统将电子地图按一定的比例张开并用图标标示火灾点，屏幕显示监测点范围内的三维电子地图，这样地图和视频图像同步。如果是处理动态视频信号，识别系统会对动态视频信号进行“抽帧”，所谓“抽帧”就是把原来25fps-30fps的画面进行定时捕捉，将动态信号转化为一幅幅静态画面。由于动态画面转化而来的图片不够清晰，所以系统会自动对静态画面进行噪点分析、锐化、插值等操作，使之能够进行下一步的色谱分析。江西省XX市林业局森林防火监控解决方案第10页共19页林火识别系统界面林火识别报警系统有视频图像采集、云台码流采集、林火图像识别、林火报警和交互确认、云台模拟、云台控制、林火定位、云台姿态校正等功能。林火识别报警系统的功能如下：数字视频解码：采集来自林火监测子系统传来的视频信息，通过视频采集驱动将视频信息转换成指定的图像，以便进行林火图像的识别。云台码流采集：云台码流采集模块是系统的接口模块之一，负责接受来自林火监测子系统传送来的云台码流。云台码流是通过主控室PC机的串口设备管理器接入端（RS-232）传入的，云台码流采集模块依据事先约定的码流编码规则，对云台当前的动作信息进行解析，判断云台当前的水平旋转方向、垂直旋转方向以及预制位的信息。林火图像识别：林火图像识别模块是林火识别报警系统实现火灾探测的关键，它充分利用森林背景图像与火灾、烟雾图像在光谱特征、空间几何特征上的差异，运用通用的图像处理方法和识别技术，对林区图像进行分析，并根据火灾蔓延面积、相似度等的变化来判断林区图像上是否有疑似火点。云台模拟：云台模拟模块处理的数据来自云台码流采集模块，根据码流采集模