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草原防火監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)

發(fā)布時(shí)間:2021/07/20 瀏覽數(shù)量:11562
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系統(tǒng)概述

草原防火系統(tǒng)采用可見(jiàn)光煙火識(shí)別+紅外熱成像測(cè)溫識(shí)別智能雙光譜識(shí)別系統(tǒng)、攝像機(jī)、長(zhǎng)焦鏡頭及后端監(jiān)測(cè)管理軟件實(shí)現(xiàn)煙火智能識(shí)別并自動(dòng)報(bào)警,運(yùn)用重型數(shù)字云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的方位角和俯仰角、長(zhǎng)焦鏡頭的焦距及后端GIS管理軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)火點(diǎn)自動(dòng)精確定位,通過(guò)攝像機(jī)和傳輸鏈路將視頻影像和控制信號(hào)傳輸?shù)街笓]中心進(jìn)行監(jiān)視、存儲(chǔ)、管理的智能型的森林防火視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

草原防火預(yù)警系統(tǒng)是由前端監(jiān)測(cè)基站、傳輸網(wǎng)絡(luò)、后端監(jiān)控管理平臺(tái)及輸出展示系統(tǒng)構(gòu)成,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示:

草原防火預(yù)警系統(tǒng)


草原防火預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

前端監(jiān)測(cè)瞭望塔系統(tǒng)

前端監(jiān)測(cè)基站主要包括:視頻采集系統(tǒng)、智能雙光譜煙火識(shí)別系統(tǒng)、風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)、防盜報(bào)警及對(duì)講系統(tǒng)、基站控制系統(tǒng)、氣象采集系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)及鐵塔基建系統(tǒng)等,是實(shí)現(xiàn)前端視頻影像采集、草原煙火識(shí)別并自動(dòng)報(bào)警和煙火自動(dòng)定位數(shù)據(jù)采集的重要站點(diǎn)。

(1)視頻采集系統(tǒng)

a 高清透霧攝像機(jī)

高清透霧攝像機(jī)是視頻采集重要的成像設(shè)備,通過(guò)攝像機(jī)將前端圖像捕捉進(jìn)行編碼傳輸?shù)胶蠖诉M(jìn)行顯示,由于草原防火要求24小時(shí)監(jiān)控,所以要求攝像機(jī)應(yīng)具備日夜模式,考慮霧天觀測(cè)的要求,攝像機(jī)應(yīng)具備透霧功能。

b 長(zhǎng)焦鏡頭

根據(jù)草原防火監(jiān)控范圍的不同,選用不同焦距的長(zhǎng)焦電動(dòng)變倍鏡頭,以滿足草原防火監(jiān)控大范圍大視野監(jiān)控的需要,一般情況下,3公里的監(jiān)控范圍選用≥300mm的長(zhǎng)焦鏡頭,5公里的監(jiān)控范圍選用≥500mm的長(zhǎng)焦鏡頭,8公里的監(jiān)控范圍選用≥700mm的長(zhǎng)焦鏡頭。

c 野外大型防護(hù)罩

由于草原防火系統(tǒng)前端基站在野外,需要采用野外大型防護(hù)罩用來(lái)保護(hù)攝像機(jī)和長(zhǎng)焦鏡頭,將攝像機(jī)和長(zhǎng)焦鏡頭安裝在防護(hù)罩內(nèi)是實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控全天候24小時(shí)工作的重要保障,面對(duì)野外惡劣的氣候條件,大型防護(hù)罩達(dá)到IP67防護(hù)等級(jí),防火、防雨、防風(fēng)、防潮、溫控、防腐性。

d 重型數(shù)字云臺(tái)

前端基站一般都位于林區(qū)較高的位置,風(fēng)力較大,極易導(dǎo)致基站上的攝像機(jī)發(fā)生晃動(dòng)從而引起監(jiān)控圖像抖動(dòng),為了滿足野外林區(qū)監(jiān)控的需要,采用重型數(shù)字云臺(tái)安裝攝像機(jī)和長(zhǎng)焦鏡頭防止晃動(dòng),同時(shí)由于基于草原防火的智能監(jiān)控范圍較大,需要重型數(shù)字云臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)0~360°的全方位角以及-45°~+45°俯仰角度的大范圍監(jiān)控才能滿足草原防火監(jiān)控的要求。草原防火系統(tǒng)配置的長(zhǎng)焦鏡頭能夠監(jiān)控到數(shù)公里的范圍,較遠(yuǎn)的監(jiān)視距離對(duì)重型數(shù)字云臺(tái)的運(yùn)轉(zhuǎn)精度要求也非常高,越小的運(yùn)轉(zhuǎn)精度在遠(yuǎn)距離監(jiān)控時(shí)才能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控畫(huà)面的平滑過(guò)渡,不會(huì)造成遠(yuǎn)端林區(qū)監(jiān)視范圍畫(huà)面不連續(xù)的情況。

作為智能化的草原防火預(yù)警系統(tǒng),其重型數(shù)字云臺(tái)必須具備自動(dòng)巡檢和手動(dòng)巡檢功能,日常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下,通過(guò)系統(tǒng)管理員設(shè)定重型數(shù)字云臺(tái)預(yù)置位后,由系統(tǒng)控制云臺(tái)進(jìn)行全天候24小時(shí)自動(dòng)巡檢,當(dāng)出現(xiàn)可疑情況時(shí),可由管理員手動(dòng)控制云臺(tái)到達(dá)需要的監(jiān)看位置,對(duì)于遠(yuǎn)距離大范圍的草原防火監(jiān)控,其重型數(shù)字云臺(tái)的預(yù)置位越多越好,越多的預(yù)置位是實(shí)現(xiàn)對(duì)于草原防火所需的遠(yuǎn)距離大范圍全面監(jiān)控的重要保證。

為了實(shí)現(xiàn)草原防火預(yù)警系統(tǒng)的火點(diǎn)自動(dòng)定位,需要采用的重型數(shù)字云臺(tái)具有定位功能,配合后端GIS平臺(tái)軟件實(shí)現(xiàn)火點(diǎn)自動(dòng)定位。

(2)智能雙光譜火情預(yù)警識(shí)別系統(tǒng)

智能雙光譜識(shí)別系統(tǒng)是構(gòu)成草原防火預(yù)警系統(tǒng)最核心的和最重要的功能,是實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)普通草原防火監(jiān)控由人工監(jiān)看向智能型草原防火監(jiān)控由智能設(shè)備自動(dòng)監(jiān)看的重要轉(zhuǎn)換,采用智能設(shè)備自動(dòng)監(jiān)測(cè)的草原防火系統(tǒng)能夠提高工作效率,減少因人工的疏忽而造成的漏報(bào)情況,智能監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)全天候24小時(shí)監(jiān)測(cè)草原防火,智能設(shè)備一旦發(fā)現(xiàn)疑似煙火通過(guò)系統(tǒng)報(bào)警平臺(tái)及時(shí)為用戶提供的現(xiàn)場(chǎng)信息,讓用戶在第一時(shí)間通過(guò)智能監(jiān)控系統(tǒng)迅速判斷,并作出相關(guān)的應(yīng)急處理措施。

草原防火智能雙光譜火情預(yù)警識(shí)別系統(tǒng)主要由基于草場(chǎng)區(qū)視頻監(jiān)控圖像智能分析煙火的智能煙火識(shí)別處理器和基于草場(chǎng)區(qū)熱輻射探測(cè)通過(guò)不同目標(biāo)溫差實(shí)現(xiàn)煙火的智能探測(cè)的紅外熱成像識(shí)別構(gòu)成。

草原防火預(yù)警系統(tǒng) 草原防火預(yù)警系統(tǒng)

基于草場(chǎng)區(qū)視頻監(jiān)控圖像智能分析煙火的智能煙火識(shí)別處理器可以在監(jiān)控中心通過(guò)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控圖像直觀、真實(shí)的反映草場(chǎng)區(qū)的情況,并且能夠在能見(jiàn)度較好的環(huán)境下有效識(shí)別草場(chǎng)區(qū)的煙火,且即使草場(chǎng)區(qū)內(nèi)部出現(xiàn)煙火的情況也能有效的識(shí)別,但是在霧霾天氣由于能見(jiàn)度較低造成視頻監(jiān)控的圖像不清晰從而會(huì)出現(xiàn)不能夠正確識(shí)別煙火的情況存在。

紅外熱成像智能識(shí)別系統(tǒng)由于紅外熱成像探測(cè)林區(qū)熱輻射,通過(guò)不同目標(biāo)溫差實(shí)時(shí)成像,且圖像為灰度圖像,不能直觀、真實(shí)的反映草場(chǎng)的情況,但是由于紅外熱成像是通過(guò)探測(cè)草場(chǎng)熱輻射不受霧霾天氣影響,所以能夠全天候的探測(cè),但是紅外熱成像探測(cè)的物體之間不能有遮擋,例如林區(qū)內(nèi)部出現(xiàn)林火時(shí),由于有高大的樹(shù)木遮擋,存在有遮擋的地方不能有效的探測(cè)物體表面溫度從而造成不能正確探測(cè)的情況。

基于以上單個(gè)智能識(shí)別系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)分析,采用基于視頻影像分析的智能煙火識(shí)別+基于物體溫差探測(cè)的紅外熱成像構(gòu)成的雙重智能識(shí)別系統(tǒng),可以有效的解決單一智能識(shí)別系統(tǒng)存在的缺點(diǎn),可以極大的提高草場(chǎng)煙火的智能識(shí)別能力,從而達(dá)到全年全天候的高效智能預(yù)警系統(tǒng)。

(3)供電系統(tǒng)

采用市電供電或者風(fēng)光互補(bǔ)供電,風(fēng)光互補(bǔ)供電時(shí)在連續(xù)3天陰雨天的情況下保證設(shè)備正常運(yùn)行3天。

(4)防盜報(bào)警及對(duì)講系統(tǒng)

草原防火預(yù)警系統(tǒng)前端基站設(shè)備大多數(shù)安裝在無(wú)人值守的草場(chǎng)深處,需要考慮設(shè)備防盜的問(wèn)題,對(duì)于野外草原防火監(jiān)測(cè)基站的防盜,采用安防攝像機(jī)視頻移動(dòng)偵探方式進(jìn)行自動(dòng)防盜報(bào)警,并采用雙向語(yǔ)音對(duì)講方式起到警告和威懾作用。防盜報(bào)警系統(tǒng)工作方式為:

在防盜攝像機(jī)后端安裝一臺(tái)數(shù)字報(bào)警主機(jī),根據(jù)防盜攝像機(jī)動(dòng)態(tài)攝像的圖像,設(shè)置周界保護(hù)、物品丟失等報(bào)警類型,確保前端基站的設(shè)備安全。

一旦有人靠近、攀爬基塔,告警系統(tǒng)啟動(dòng),安保攝像機(jī)錄像回傳至監(jiān)控中心并實(shí)時(shí)錄像,同時(shí),喇叭現(xiàn)場(chǎng)播放語(yǔ)音警示。監(jiān)控中心接收到報(bào)警信號(hào)后,立即通過(guò)語(yǔ)音對(duì)講系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)喊話。

上級(jí)監(jiān)控指揮中心可通過(guò)對(duì)講系統(tǒng)對(duì)本地實(shí)現(xiàn)單向?qū)χv,本地聲音可被上級(jí)單向監(jiān)聽(tīng)。

通過(guò)遠(yuǎn)程控制軟件,在監(jiān)控中心遠(yuǎn)程控制前端基站的電子監(jiān)控設(shè)備,可控制云臺(tái)、攝像機(jī)、鏡頭等設(shè)備。

可以根據(jù)草場(chǎng)的特殊自然環(huán)境,采用視頻移動(dòng)偵探。并配合前端報(bào)警設(shè)備聯(lián)動(dòng)智能預(yù)警監(jiān)控管理平臺(tái)。

(5)基站控制系統(tǒng)

由于前端基站設(shè)備都工作在野外,前端基站涉及到煙火識(shí)別系統(tǒng)、防盜報(bào)警的數(shù)字報(bào)警主機(jī)、功放、控制電路、編碼器、交換機(jī)等設(shè)備,針對(duì)野外惡劣的氣候條件,這些電子設(shè)備都無(wú)法正常工作在野外的環(huán)境,只有采用一體化設(shè)計(jì)的集成控制設(shè)備,將前端基站的智能監(jiān)控設(shè)備集成到一個(gè)恒溫控制防水箱內(nèi),才能保證野外草原防火預(yù)警系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

基于草原防火預(yù)警系統(tǒng)特點(diǎn)基站控制系統(tǒng)采用一體化集成設(shè)計(jì),有如下功能

1、防護(hù)等級(jí)IP66

2、數(shù)據(jù)交換模塊:4路RJ45輸入,路RJ45輸出

3、電源轉(zhuǎn)換模塊:AC180V-240V轉(zhuǎn)DC24V

4、遠(yuǎn)程控制模塊:可遠(yuǎn)程通過(guò)軟件控制DC24V斷電、取電

5、遠(yuǎn)程溫濕度采集模塊:采集溫濕度數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳回指揮中心并在軟件顯示

6、溫控模塊:高于35度自動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)扇,低于0度自動(dòng)啟動(dòng)加熱器(高低溫度均可設(shè)置)

7、防雷模塊

8、接口:RJ45、DC24V、DC12V

(6)防雷接地系統(tǒng)

對(duì)于野外的草原防火監(jiān)測(cè)基站,防雷接地是保障基站及設(shè)備安全必不可少的一項(xiàng),草原防火監(jiān)測(cè)基站防雷接地系統(tǒng)包含2個(gè)部分,第一部分為:基站鐵塔的防雷接地,第二部分為:基站設(shè)備的防雷接地, 按照防雷接地的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn):基站鐵塔防雷接地小于10Ω,基站設(shè)備的防雷接地小于4Ω。

基站防雷接地主要包括:避雷針、小于10Ω接地系統(tǒng);

基站設(shè)備防雷接地主要包括:電源防雷、信號(hào)防雷、無(wú)線設(shè)備防雷、小于4歐姆接地系統(tǒng)。本次采用共用接地方式,即共用接地系統(tǒng)小于4歐姆,基站避雷針和基站設(shè)備都接在該防雷接地系統(tǒng)上,但是基站鐵塔防雷接地點(diǎn)和基站設(shè)備防雷接地點(diǎn)需要隔開(kāi)10米的距離,做到共地不共點(diǎn)。

(7)鐵塔基建系統(tǒng)

本次采用新立桿的方式進(jìn)行設(shè)備的安裝,高度為15米。

(8)傳輸網(wǎng)絡(luò)

傳輸網(wǎng)絡(luò)采用基于IP網(wǎng)絡(luò)的有線數(shù)字化傳輸網(wǎng)絡(luò),通過(guò)本次建設(shè)的通信光纜和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)草原防火預(yù)警的傳輸承載。草原防火預(yù)警前端點(diǎn)位接入附近交換機(jī),通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)傳輸?shù)街笓]中心。

(9)后端監(jiān)控管理平臺(tái)

后端監(jiān)控中心由網(wǎng)絡(luò)接入、視頻監(jiān)控管理平臺(tái)、GIS平臺(tái)、管理服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器、報(bào)警對(duì)講設(shè)備、監(jiān)控及報(bào)警客戶端、圖像工作站、指揮中心拼接大屏等、輔助保障系統(tǒng)等構(gòu)成,是實(shí)現(xiàn)日常在指揮中心對(duì)草原防火預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程集中監(jiān)控,通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)草原防火監(jiān)控的數(shù)據(jù)采集、分析、火點(diǎn)定位、自動(dòng)報(bào)警、指揮調(diào)度等功能。中心視頻監(jiān)控管理平臺(tái)軟件主要包含以下管理和服務(wù):

(1)中心管理模塊功能

a 身份認(rèn)證與權(quán)限控制

b 機(jī)構(gòu)管理

c 設(shè)備的管理與監(jiān)控

d 控制命令管理

e干線路由管理功能

f 日志管理

(2)流媒體服務(wù)模塊功能

a 管理各監(jiān)控中心流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)

b分發(fā)限制管理策略,包括路數(shù)、用戶優(yōu)先級(jí)和事件優(yōu)先級(jí)等;

(3)遠(yuǎn)程管理模塊功能

a 遠(yuǎn)程預(yù)覽圖像

b 遠(yuǎn)程配置與維護(hù)

c遠(yuǎn)程控制

d 遠(yuǎn)程回放

e 遠(yuǎn)程備份

f 遠(yuǎn)程監(jiān)控輔助功能

g 支持IE客戶端配置界面

(4)報(bào)警管理模塊功能

a 支持可見(jiàn)光視頻監(jiān)控圖像和熱成像灰度圖像同時(shí)顯示;

b 支持火點(diǎn)定位坐標(biāo)與第三方的GIS地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)交換數(shù)據(jù);

c報(bào)警源管理:對(duì)前端的報(bào)警源,關(guān)聯(lián)視頻錄像通道進(jìn)行布防、撤防,報(bào)警預(yù)案設(shè)置;

d 智能雙光譜識(shí)別報(bào)警處理

雙識(shí)別同時(shí)發(fā)現(xiàn)火點(diǎn)和熱點(diǎn),系統(tǒng)鎖定目標(biāo),立即發(fā)送報(bào)警信號(hào);

煙火識(shí)別首先發(fā)現(xiàn)火點(diǎn),啟動(dòng)告警信息,系統(tǒng)鎖定目標(biāo),由熱成像定位探測(cè),熱成像發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn),立即發(fā)送報(bào)警信號(hào),熱成像沒(méi)有發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn)轉(zhuǎn)為人工提醒;

熱成像首先探測(cè)到熱點(diǎn),啟動(dòng)告警信息,系統(tǒng)鎖定目標(biāo),由煙火識(shí)別系統(tǒng)定位識(shí)別,煙火識(shí)別發(fā)現(xiàn)火點(diǎn),立即發(fā)送報(bào)警信號(hào),煙火識(shí)別系統(tǒng)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)火點(diǎn)轉(zhuǎn)為人工提醒。

(10)防火指揮管理系統(tǒng)

GIS智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與數(shù)字云臺(tái)與地理信息系統(tǒng)無(wú)縫連接,將數(shù)字云臺(tái)所返回角度將送入地理信息系統(tǒng),并在地理信息系統(tǒng)上進(jìn)行精確坐標(biāo)定位,系統(tǒng)根據(jù)前端控制系統(tǒng)能實(shí)時(shí)采集的云臺(tái)的水平轉(zhuǎn)角、垂直夾角,鏡頭的焦距這三個(gè)參數(shù),根據(jù)智能監(jiān)測(cè)點(diǎn)所在位置的經(jīng)度、緯度、海拔高度,結(jié)合GIS系統(tǒng)測(cè)算出火點(diǎn)的經(jīng)度、緯度、海拔高度,并在GIS地圖上標(biāo)注。

煙火蔓延分析系統(tǒng)

1、火勢(shì)蔓延動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)軟件:支持動(dòng)態(tài)分析和預(yù)測(cè)火勢(shì)蔓延的方向、火場(chǎng)面積、火場(chǎng)邊界、火勢(shì)蔓延速度等功能。2、火點(diǎn)定位軟件:支持通過(guò)煙火自動(dòng)檢測(cè)軟件、煙火自動(dòng)識(shí)別和報(bào)警軟件的連動(dòng)控制,自動(dòng)跟蹤和鎖定的火點(diǎn)位置,并能接入、跟蹤和顯示在 GIS軟件平臺(tái)上。

2、火源分析管理系統(tǒng)

火源影響程度分析軟件:支持按不同半徑或區(qū)域,查詢分析火源對(duì)周邊設(shè)備,設(shè)施的信息,并顯示在地圖上。2、統(tǒng)計(jì)結(jié)果輸出軟件:支持以excel報(bào)表格式或統(tǒng)計(jì)圖形等方式、輸出打印火源分析結(jié)果。

3、滅火路徑分析系統(tǒng)

1、最佳路徑分析軟件:支持分析計(jì)算滅火指揮管理中的最佳路徑。2、路徑相關(guān)信息查詢軟件:支持動(dòng)態(tài)查詢最佳路徑的道路狀況、通行狀況、沿路設(shè)施等信息。3、通過(guò)路徑時(shí)間預(yù)測(cè)軟件:支持動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)通過(guò)最佳路徑的時(shí)間。

4、災(zāi)損評(píng)估管理系統(tǒng)

1、火場(chǎng)面積和范圍評(píng)估軟件:支持根據(jù)煙火自動(dòng)識(shí)別、檢測(cè)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖像,計(jì)算和評(píng)估火場(chǎng)面積和邊界范圍等功能。2、災(zāi)損評(píng)估報(bào)表輸出軟件:支持以報(bào)表輸出的形式,及時(shí)或根據(jù)需要輸出當(dāng)前森林資源災(zāi)損評(píng)估結(jié)果數(shù)據(jù)或預(yù)測(cè)評(píng)估結(jié)果數(shù)據(jù)等功能。

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