宇视科技森林防火方案

76/76森林防火监控系统建设方案目录TOC\o"1-3"\h\u第一部分、概述 41.引言 41.1概况 41.2国际通常森林防火技术 41.3国内采用的监测方法 52.本方案的特点优势 63.与传统森林监控系统对比如下： 8第二部分系统简介 91.前端设备 102.中继设备（适用于无线传输） 123.中心控制设备终端由网络视频管理系统、地理信息系统、林火自动识别报警系统、短信发布平台、传输系统、电视墙系统、UPS电源等组成。 124.防火指挥中心 13第三部分系统方案设计 131. 建设目标 132. 功能需求分析 143. 设计原则 154. 设计依据 165. 功能概述 176. 视频采集配置说明 186.1视频监控应用背景 186.2设备配置 197. 无线传输设计说明 237.1设计原则 237.2系统特点及性能指标 247.3方案设计 287.4系统防雷接地 337.5系统的可管理特性 348. 视频监控平台 348.1平台架构 348.2平台特点 358.3系统功能应用 368.4系统运维管理体系 458.5资源共享与业务应用 488.6信息安全保障体系 4811、控制中心综合显示系统 4911.1概述 4911.2液晶显示的优势 4911.3系统设计特点 5011.4系统设计方案 5211.5DID液晶单元 5511.6建成后电视墙参考案例： 61第四部分、林火自动识别报警系统 621、系统功能和结构 622、系统业务流程和信息流程 623、系统主要关键技术的解决方案 653.1林火图像识别技术 653.2林火定位技术 69 第一部分、概述1.引言1.1概况森林火灾是世界性的林业重要灾害之一，随着中国造林事业的不断发展，防火工作成为首要任务。森林防火必须贯彻“预防为主，积极扑救“的方针，真正做到早发现，早解决。目前，基于无线/有线网络技术的远程无线监控系统，已广泛应用于森林防火监控领域。森林防火远程监控系统，由森林防火指挥部监控中心、传输系统，以及前端采集点构成。前端采集点，一般设置在林区各消防瞭望塔制高点上。包括彩转黑低照度全天候透雾摄像机、长焦距透雾电动变焦镜头、定位云台、网络视频编码器。各监控点通过传输系统，将图像传输到监控中心；监控中心不仅可以获得全面的、清晰的、可录制并回放的多画面现场实时图像，而且还可以对前端摄像机焦距和云台运动进行操作和控制,通过云台的实时角度回传，结合GIS系统可以实现火灾发生点的经纬度定位；前端可选设置智能化微型气象站，可以实时的了解当前监控点的风力、风向、温湿度等数据，为森林防火指挥提供有力数据信息；满足当前森林防火的各种要求。通过森林防火远程监控系统，森林防火指挥中心能实时监控林区现场实况，及时发现火情，起到预防火灾的目的。火灾发生时，该系统能将现场图像实时传回指挥中心，为指挥中心的远程指挥调度提供有力的保障，最大限度地减小火灾造成的损失；该系统能真实记录火情发生、发展和消灭的整个过程，为火情的预防、治理提供真实有效的历史资料。1.2国际通常森林防火技术国际上现有的森林防火报警技术：德国：FIRE-WATCH森林火灾自动预警系统德国投入使用的FIRE-WATCH森林火灾自动预警系统，正常监测半径10公里，安装该系统每套需7.5万欧元，而在勃兰登堡州安装需要120-130套，约1000万欧元。美国：护林飞机和红外遥感火灾预警飞机巡逻美国利用“大地”卫星在离地面大约705公里的轨道上绕地球运转，探测地面上的高温地区、浓烟地带以及火灾遗址。美国使用无人驾驶林火预警飞机进行24小时监测，虽获得了成功，但耗费了巨额资金。加拿大：加拿大采用卫星巡回监测系统加拿大采用从卫星上发射电磁射线检测林区温度，当检测出某一林区局部温度上升到150℃～200℃，红外线波长达3.7微米时，便是火灾前兆，立即测定具体温度，采取措施及时防火.同时，加拿大林区采用多架配备先进的直升飞机轮流监测森林火灾，飞行费每小时需5000-6000加元。国外的技术有的虽然可靠，但需要借助高空卫星，且施工太复杂；有的技术方案基础实施投资太大，多达几十万美元，投入成本过高，这些难以满足我国森林资源监测的实际需要。1.3国内采用的监测方法地面巡护地面巡护，主要任务是向群众宣传，控制人为火源，深入了望台观测的死角进行巡逻。对来往人员及车辆，野外生产和生活用火进行检查和监督。存在的不足是巡护面积小、视野狭窄、确定着火位置时，常因地形地势崎岖、森林茂密而出现较大误差；在交通不便、人烟稀少的偏远山区，无法进行地面巡护，需用各种交通工具费用及人员工资费用，只能用视频监测方法来弥补。瞭望台监测了望台监测，是通过了望台来观测林火的发生，确定火灾发生的地点，报告火情，它的优点是覆盖面较大、效果较好。存在的不足：是无生活条件的偏远林区不能设了望台；它的观察效果受地形地势的限制，覆盖面小，有死角和空白，观察不到，对烟雾浓重的较大面积的火场、余火及地下火无法观察；雷电天气无法上塔观察；了望是一种依靠了望员的经验来观测的方法，准确率低，误差大。另外了望员人身安全受雷电、野生动物、森林脑炎等的威胁。航空巡护航空巡护，是利用巡护飞机进行林火的探测。它的优点是巡护视野宽、机动性大、速度快同时对火场周围及火势发展能做到全面观察，可及时采取有效措施。但也存在着不足：夜间、大风天气、阴天能见度较低时难以起飞，同时巡视受航线、时间的限制，而且观察范围小，只能一天一次对某一林区进行观察，如错过观察时机，当日的森林火灾也观察不到，容易酿成大灾，固定飞行费用2000元/小时，成本高，租用飞机费用昂贵，飞行费用严重不足，这就需要用定点视频监测来弥补其不足。卫星遥感卫星遥感，利用极轨气象卫星、陆地资源卫星、地球静止卫星、低轨卫星探测林火。能够发现热点，监测火场蔓延的情况、及时提供火场信息，用遥感手段制作森林火险预报，用卫星数字资料估算过火面积。它探测范围广、搜集数据快、能得到连续性资料，反映火的动态变化，而且收集资料不受地形条件的影响，影像真切。存在的不足：准确率低，需要地面花费大量的人力、物力、财力进行核实，尤其是交通不便的地方，火情核实十分重要。在接到热点监测报告2小时内应反馈核查情况和结果。卫星遥感监控森林防火的其不足是：热点达到3个像素时，火已基本成灾。从卫星过境到核查通知扑火队伍时间过长，起不到“打早、打小、打了”的作用。为弥补以上手段不足，浙江宇视科技有限公司根据林业局实际情况设计了“森林防火无线数字化监控预警系统”可以实现快速、准确、实时的监控林火情况，配合林政管理、生态建设管理及林业活动等功能实现各种管理。2.本方案的特点优势“森林防火无线数字化监控预警系统”利用先进的智能化监控设备对林区进行全天候的远程监控、监测，避免了原始人工了望观察火情的局限，实现了林区管理数字化、科学化，大大减少了林业部门的费用支出和管理成本，提高了林区企业的效应。该系统特点有：超低照度夜视/透雾摄像机：夜视像机具有0.001lux或更低的超低照度能力，配合像机本身的场积累功能在微光的情况下还可以对林区进行清晰监控；透雾像机利用透雾波滤光技术，可以穿透雾气，清除雾天对系统可视距离的影响，并具有深化云烟的能力，让林火发生的初期就很容易被系统进行识别并报警，减小损失；定位云台：高精度定位云台，可以让监控位置间的回转速度达到10度或更高，定位精度达到0.0125度，变速控制方式，重点部位可以设置预置点，随时进行快速切换；并可实时回传云台水平、俯仰角度数据给GIS系统，实现对火点的经纬度精确定位；长焦距镜头：高倍率长焦镜头的使用可以让每个监控点覆盖极大的了望空间，使设备的投资发挥最大的效用；日夜型长焦镜头还具有修正红外焦点的功能，当夜晚或打开透雾监控时修正由红外光带来的焦点偏移情况，还原系统清晰的图像；设备防盗：由于系统设备造价较高，又处于野外无人地带，所以设备安全至关重要，配置设备防盗报警系统可以保护用户投资，保护设备安全，并能对入侵目标触发报警，对发生的破坏事件进行全程录像，为挽回损失提供有力证据；风光互补供电系统：由于施工困难，所以野外设备供电采用风光互补发电系统方式逐渐被人们所青睐，我们通过对传统光伏供电系统的改进，利用风光互补发电系统转换效率，为前端设备提供稳定可靠的不间断供电系统，我们在监控GIS平台上可以实时的看到每套系统的发电情况；无线传输：可依据实际情况主干网络采用300Mbps远距离无线数字微波传输方式，避免野外系统施工的难度，缩短系统建设周期，移动灵活，同时可以搭配单兵巡逻系统和无人驾驶飞机系统.网络综合视频管理平台：对前端视频进行解码，并做视频流转发、录像、回放、设备管理、多用户权限管理等服务，实现整个系统的集中管理和维护；GIS（地理信息系统）：和设备间及时联动，实现地图点与实际监控位置的协调一致，可以让您快速地从地图概念切换到实际的视频图像，或者从视频图像快速切换到地图位置，并可获得各类地形、地貌等信息；林火自动识别系统：利用专门定制开发的林火自动识别报警软件，通过对被监测对象的视频数据流进行处理，根据森林背景图像和火灾、空间几何特征、纹理特征进行比较，选择合理方式、设定报警门限值进行判决报警，并控制云台对火点的跟踪。识别率在85%以上；短信报警：可配置短信发布火情信息，让林管人员及时对报警进行确认，和及时采取抢险救灾措施；3.与传统森林监控系统对比如下：方式/比较森林防火无线数字化预警系统传统森林监控系统部署复杂度复杂度低一个激光夜视透雾摄像机覆盖大面积区域复杂度高大面积区域需要大量摄像机，且某些地方根本无法覆盖，如港口、海湾、山林雾天正常监控能力通过专用的透雾成像技术，雾天也可以正常监控雾天超出能见度无法监控夜间监控能力利用星光级摄像机，通过激光光源，在夜间可清晰看到远处图像多采用一体机，照度差，无法监控，即使增加红外灯仍然距离有限变速物体跟踪能力适应不同距离和速度目标移动，准确跟踪对于远距离运动物体跟踪困难和应用软件结合能力标准通讯协议提供和各类应用软件结合单一的应用软件，扩展性差GIS联动能力整合功能，可实现双向互动无，仅能单一的监控，无法实现视频和地图联动林火报警能力利用专用林火自动识别软件，识别率85%以上，并可结合人工识别人工识别火点定位能力系统自动对火点经纬度进行精确定位，并在地图上进行标注，可结合人工定位对于大面积的林区人工定位不准确，不直观网络功能可以通过无线数字微波可以实现林区监控点和林场管理站通信和上网没有这个功能气象环境接口我们预留了，气象接口和环境探测接口没有这个功能第二部分系统简介“森林防火无线数字化监控预警系统”引进国际上先进的防火技术，以国内价格水平提供国际品质的优质、稳定的森林防火监控系统。该系统是以森林火情监测为主，将GIS技术、纳米波透雾技术、数字图像处理技术等高新技术综合应用于森林资源管理中的高科技产品。本系统在监控森林火情的同时，还可以对森林资源、生态环境、森林病虫害及野生动物等进行有效监控。系统构成图示如下：系统中每个前端采集站有独立地址编码，且每个前端采集站的坐标与地理信息系统中的位置一一对应，通过安装在前端采集站的定位云台巡回监控覆盖区域的林区火情，一旦发现火情，GIS系统接收到特定地址编码的定位云台回传的位置数据，即可实现火点定位功能。同时，启动后台的短信发布平台第一时间通知防火相关领导和人员。系统还可以提供最近扑火队前往火情点最短路径以及通往现场的主要道路和通行能力，提供防火隔离带的位置和阻火能力，以及赶赴火场的时间等重要信息，相关领导可以在监控中心进行远程调度指挥。系统以数字设备的监控方式，通过传输网络将采集的信息、数据传输到防火监控指挥中心，利用GIS（地理信息系统）对发生的火情、火警区域实现定位，并实时做出分析判断，确定扑救方案，将火险控制在萌芽状态。同时对大量资料数据进行储存、处理和分析，对今后的森林防火预防工作起到指导和参考决策价值。获取信息：利用建立分布在火灾易发区不同至高点的野外信息采集站，获取覆盖范围内的监控视频图像、环境信息，实现全天候不间断监控；动态监测：在数字化网络平台系统的支持下，将视频图像及其它信息实时、同步传输到防火监控中心，实现真实观测林区的动态情况；火灾预警：如有火情，利用GIS地理信息系统，提调相关数据了解并掌握火场的基础情况，实现准确定位，同时通过专业林业数据库分析，得出一套切实可行的扑火方案，确定扑火的人、机、物力量的配置，得出扑救具体措施和最佳路线方案；预报分析：参考林区物候、可燃物特性数据,利用专家数据库模型进行综合分析,预测出相应地区的森林火灾等级数据。“森林防火无线数字化监控预警系统”避免了原始人工了望观察火情的局限，实现了林区管理数字化、科学化，大大减少了林业部门的费用支出和管理成本，提高了林区企业的效应。该系统在监控森林火情的同时，还可以对森林资源、生态环境、森林病虫害及野生动物和乱砍乱伐等林业活动进行有效监控。1.前端设备前端由采集定位系统、传输系统、设备防盗监控系统、避雷接地系统、智能太阳能供电系统等组成：风光互补设备安装现场图2.中继设备（适用于无线传输）中继由无线网桥、传输天线、智能太阳能供电系统、避雷接地系统等组成；3.中心控制设备终端由网络视频管理系统、地理信息系统、林火自动识别报警系统、短信发布平台、传输系统、电视墙系统、UPS电源等组成。现在的视频监控系统正在向数字化方向发展，并且与地理信息系统（GIS）结合也是其发展的必然方向。经过与地理信息开发部门的合作，我公司应用定位云台与地理信息系统无缝连接，成功的投入使用，将定位云台所返回角度将送入地理信息系统，并在林业地理信息系统上进行精确坐标定位。4.防火指挥中心无线远程控制与通讯是指挥中心的主要功能，即通过指挥中心可完成对林场各个地区的通讯指挥工作，同时在指挥中心可以实现对火情地区的实时监视、控制功能。以指挥中心为核心将各个系统进行整合，实现办公的信息化网络化，通过有线、无线调度系统完成对下属部门的命令发布、工作查询、人员调配工作；同时把监控系统与地理信息系统进行无缝结合，完成对林区的监控、以及资源调查工作。第三部分系统方案设计“森林防火无线数字化监控预警系统”项目由防火指挥中心（监控中心），传输系统，前端视频、音频、数据采集系统，终端处理系统，铁塔，防雷接地，野外供电等组成。各个前端视频、音频、数据采集系统包括：视像采集、报警采集、气象数据采集、定位云台系统、太阳能供电及防雷、铁塔及接地系统及防护系统。建设目标获取信息：利用建立分布在不同至高点的野外信息采集站，获取覆盖范围内的监控音视频信息、气象信息，实现全天候不间断监控。动态监测：在传输系统支持下，将视频图像及其它信息实时、同步传输到防火监控中心，实现实时观测林区的动态情况。预案处理：监控中心配备林火自动识别报警系统，其主要任务是自动接收来自林火检测子系统的图像，进而根据图像上的信息来自动判断是否起火，并唤醒监测人员进行交互式的林火识别，最后做出确定的林火报警（有或无），如有火情，利用GIS地理信息系统，提调相关数据了解并掌握火场的基础情况，实现准确定位，同时得出一套切实可行的扑火方案，确定扑火的人、机、物力量的配置，得出扑救具体措施和最佳路线方案。功能需求分析“森林防火无线数字化监控预警系统”项目是以森林防火信息为重点和主要对象，以地理信息为中心基础，基于成熟的传输技术、IP技术的网络视频系统和数字定位技术的，集防火信息管理、生态建设管理为一体的，为森林防火及其它林业工作服务的综合应用系统。该系统应具有以下特点：投资省，建设快，无线传输方式特别适合无通信线路、无电能、无道路情况。可实现远程图像实时图传和控制，通过前端设备实时掌握现场情况。视频信息可在IP网络上传输，用户可在网络上的终端看到现场的图像。系统具有可扩展性，系统具有升级功能，适合森林防火防护监控系统的发展要求。界面清晰、操作简单。具有森林地理信息系统等辅助系统。火点经纬度定位。林政资源管理及生态建设管理信息系统和其他林业信息系统。“森林防火无线数字化监控预警系统”前端信号采集平台采用CCD透雾摄像机（大倍数夜视镜头）+野外定位云台+传输设备，由于该系统强大的数据处理和系统集成能力，可以实现在一个平台上完成数字图像监控采集、传输、防盗报警监控管理、远程控制等功能，从而降低系统的造价、提高了监控维护的效率并降低了使用难度。采集平台可以高效的压缩处理接入的图像，通过电脑监视器就可以实现所有图像的实时动态监视，同时利用该系统可以调用存储在硬盘中的历史资料，本系统采用业内顶尖压缩技术MPEG-4/H.264算法，压缩比高达1:500。此外实现了自动磁盘空间动态检测功能，图像动则录，不动则不录或慢录。另外系统还可以灵活的设置报警信号和图像的联动关系，当系统发生报警时，通过事先的设置，可以启动相应的摄像机录像及报警输出功能。同时控制中心也可同时得到报警信号，并可通过远端控制进行实时监控观察等功能。监控服务器提供了对前端采集工作站的分层次管理，对用户的分级权限管理；用户可以根据需要通过网络将前端音视频数据实时存储在中心服务器上；服务器数据库记录了所有视频资料信息（视频文件可以是分布在各个采集工作站或服务器）、报警信息、监控点信息、其它数据信息，一般用户通过WEB登陆服务器，可以在统一的界面查询任何对他授权的信息；对于前端和中心之间不支持多播的网络环境，服务器提供了单播到多播的数据转发，这样中心的多个人员查看前端的实时流大量节省带宽。设计原则“森林防火无线数字化监控预警系统”项目设计和功能的实施将遵循以下原则：先进性：所谓先进是指要求采用的产品和系统是当代先进计算机技术的应用成果，具有一定的前瞻性，特别是符合计算机和网络通信技术最新发展潮流并且应用成熟的系统。保密性和安全性：必须符合国家的安全标准和要求，以保护内部信息特别是密级信息不被非法访问。系统设计时应充分考虑数据库和应用系统的安全性，建立身份认证、权限认证，彻底屏蔽内外非授权用户的非法访问。智能化：系统中采用的产品和系统本身必须具有智能特征，比如自主编程、记忆功能、主动检测等；前端设备与系统必须有良好而可靠的通讯能力和故障自动检测、报警功能等等。网络化：在计算机网络技术高度发展和广为应用的信息社会，设计完成的监控系统中所采用的产品和系统，必须与计算机网络技术相结合，实现各个子系统的信息共享，才能适应时代的前进、技术的进步，满足更广范围巡查的要求。实用性：我们这里讲的实用是指要求所采用的产品和技术经过了市场的考验，能满足目前监控系统的需要而无华而不实之嫌，决不搞盲目投资、浪费资金。兼容性：考虑到国家林业局、区林业局已建成的或在建的防火信息系统，本系统能与区林业局、国家林业局的防火信息系统接轨和共享数据；同时考虑到今后重新开展森林资源调查后资源数据库与最新卫星影像的更新问题；另外，本系统能够妥善处理好与上下级防火信息系统的连接，做到与相关已建立好的信息系统的兼容。成功应用：系统设计采用的产品和系统，必须是经过了一定时间市场考验的成熟产品，特别是在国内应该有成功的应用案例。合理配置：系统设计时，应对需要实现的功能进行合理的配置，并且这种配置应该是可以被改变的，甚至在工程完成后，功能、配置的改变也是可能的和方便实现的。良好操作：系统的前端产品和系统软件均具有良好的学习性和操作性。特别是操作性，应使一般水平的管理人员，在粗通电脑操作的情况下通过培训能掌握系统的操作要领，达到能完成监控任务的操作水平。可靠性：设计必须遵守的原则是保证系统的可靠稳定运行。这个原则要兼顾到两个方面：系统运行可靠－系统的运行要求可靠。要求从计算机的配置到系统的配置、前端设备的配置都要仔细考虑这个问题，对所有的设备进行认真的可靠性认证。保存和恢复设置方便－ 在实际运行中，即使系统的故障率非常低，也会因为各种意想不到的原因而出现问题。所以在系统设计时要考虑到系统设置数据的方便保存和快速恢复。开放性：即使是最先进的系统，也有随时间的推移而落后的可能。在系统设计中，我们选用产品和系统时，应充分考虑系统的升级、扩展、维护问题，设计应全面、周到，注意预留到位并留有充分余量,以适应未来发展需要，主要体现在以下方面：智能化升级－系统的软件是最有可能升级的，选用的系统管理软件必须有厂家的免费升级承诺。升级的操作应该相对简单，由系统管理员即可完成，不需要繁复的操作和专门的技术。模块化结构－为方便硬件的维护和升级，设计时采用的设备应为高度集成的模块化产品。由其组成的系统应是模块化结构。这样便于系统的维护和升级。经济性－为了确保投资合理性，要在满足其它基本原则的基础上选择性能价格比最优的系统和产品，从而使系统投资物有所值，不造成盲目投资设计依据《民用闭路监视电视系统工程技术规范》(GB/50198-94)《系统接地的型式及安全技术要求》（GB14050-93）《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）《安全防范工程验收规则》（GA/T308-2001）《工业电视系统工程设计规范》(GBJ115)《安全检查防范系统通作图形符号》（GA/74-94）《火灾自动报警设计规范》（GB50116-98）安全防范工程费用概预算编制办法（GA/T70-1994）视频安防监控系统技术要求（GA/T367-2001）用户需求功能概述“森林防火无线数字化监控预警系统”项目为监控控制人员提供监控控制功能，正常情况下摄像机在云台带动下工作在广视场自动扫描方式下时，观测人员在监控中心可观测到一定范围内的森林、道路、人员等实况图像，系统可进行全程录像；若遇异常情况，工作人员可及时将摄像机从自动状态下转为手动状态，并对有关目标进行跟踪、定位、放大，以便更加仔细全面地进行观测。防火信息系统的主要功能如下：监控指挥屏幕墙可以实时显示前端采集点的图像；数字图像可以通过无线通讯和计算机网络实现远程传输；所有视频图像进行全程录像存储，并可以对以往的历史图像进行查询和回放；采用野外定位云台，具有实时回显角度信息功能；长焦距镜头（普通型或日夜型）配备远程可控滤色片高清晰夜视摄像机或透雾摄像机，具有全天候监控、透雾、深化云烟功能，可以通过专用操作键盘或监控软件控制云台和镜头；通过设置的监测点,实现整个有林面积的监视范围达到95%以上；系统安全性高，采用人员身份认证、访问控制功能和审核功能等方式保证系统安全可靠；查询简便性：采用时间流设计，可由时间、日期、前端采集点完成资料检索；数字网络传输模式，方便与其他防火中心及其他森林防火管理相关部门连接；防盗告警，在监控点装置红外探头，有盗窃破坏者入侵时监控中心告警，保护用户投资，或将损失降低；火情识别报警：当监控摄像机扑捉到林火时，系统具有的火情识别功能，可及时告警并联动报警录像，提醒值班人员察看显示画面，及早发现火情及火点位置；GIS管理系统：以电子地图（甲方按要求提供）为基础,实现地图基本操作功能,实现对森林火灾的分析预报,森林防火工作的动态管理，为防火提供直观的规划和决策支持。火灾定位功能：利用前端采集系统中的定位云台，在地理信息系统里将每一个监控点进行地址编码，同时将每一个监控点的坐标直接落实在电子地图上，这样地理信息系统一旦接收到特定编码的定位云台回传的位置数据，通过建立特定的位置转换数学模型，实现定位功能。同时，系统具备实现人工定位功能。辅助决策功能：GIS信息系统提供最近扑火队前往火情点最短路径以及通往现场的主要道路和通行能力,提供防火隔离带的位置及赶赴火场的时间等重要信息。电源系统:电源供给在全天候的环境下,保证系统不间断供电；防雷接地系统:系统要有安全的防雷接地保障措施,确保系统能够安全运行；系统配置设备网络管理系统，实现对各类设备的综合网络管理。视频监控报警系统、地理信息系统(GIS)是本项目建设的核心，是防火指挥平台对整个系统的日常管理和防灾的指挥都是在这两个平台上完成。本系统主要任务是以现有的森林资源数据库、林区资料、森林资源统计数据、防火力量的配置、人员分布情况、历史数据等标准的及非标准的资源基础上，使其数字化、规范化、矢量化。实现森林防火信息的规范化、标准化管理，纵向达到和有关部门数据交换和信息共享，为各业务部门提供资源数据的查询、更新等相关服务，实现信息共享，充分发挥信息系统的资源优势，建立高质量、高效率的管理系统。开发一套森林防火辅助决策系统，为领导决策和机关办公提供服务，全面提升森林火灾的综合防御和控制能力。工程建设的主要功能是在硬件设备和远程网络的基础上，建设森林资源GIS数据库和以及基于GIS公共数据库的基础上，建立远程监控硬件支撑平台，以现有森林资源建档数据库、资料为基础,解决森林防火业务的管理信息化系统，最终形成一个有效、实用的森林防火指挥信息系统。系统中每个前端采集站有独立地址编码，且每个前端采集站的坐标与地理信息系统中的位置一一对应，通过安装在前端采集站的定位云台巡回监控覆盖区域的林区火情，一旦发现火情，GIS系统接收到特定地址编码的前端定位云台回传的火情位置数据，经GIS系统通过数据处理即可实现火点定位。同时，启动后台的短信发布平台在第一时间通知防火相关领导和人员。系统还可以提供最近扑火队前往火情点最短路径以及通往现场的主要道路和通行能力，提供防火隔离带的位置和阻火能力，以及赶赴火场的时间等重要信息。相关领导可以在监控中心进行远程调度指挥。视频采集配置说明6.1视频监控应用背景数字视频监控系统是以数字视频处理技术为核心，综合利用光电传感器、计算机网络、自动控制和人工智能等技术的一种新型监控系统。在人类感官接受的各种信息中约有80%来自视觉。视频、图像是对客观事物形象、生动的描述，是直观而具体的信息表达形式，是人类最重要的信息载体。特别是在今天的信息社会，随着网络、通信和微电子技术的快速发展和人民物质生活水平的提高，视频监控以其直观、方便和内容丰富等特点，日益受到人们的青睐，监控产品也正经历着从模拟化向数字化、网络化的革命。根据森林防火的需要，前端监控点必须具备360度全方位、24小时全天候监控的特点，因此选择的设备必须符合森林防火的实际需求。前端监控点的功能是采集视频、音频、报警信号后，利用成熟的音视频数据处理技术，对视频、音频、报警数据信号进行压缩、分析、IP化处理，然后通过无线传输系统传输到监控中心。激光烟火智能分析夜视仪IP数据信号IP数据信号摄像头变焦镜头视频服务器云台摄像机IP视频信号无线传输系统前端视频采集配置示意图6.2设备配置数字视频监控系统除了具有传统闭路电视监视系统的所有功能外，还具有远程视频传输与回放、自动异常检测与报警、结构化的视频数据存储等功能。与数字视频监控系统相关的主要技术有视频数据压缩，视频的分析与理解，视频流的传输与回放和视频数据的存储。（视频是在时间上近似连续的图像序列。在数字图像处理中，把照片这类单幅的图像称为静态图像（简称图像），而把电视图像这类连续图像称为运动图像或视频。）视频监控系统的发展大致经历了三个阶段。第一代模拟监控系统：在九十年代初以前，主要是以模拟设备为主的闭路电视监控系统，称为第一代模拟监控系统。第二代数字化本地视频监控系统：九十年代中期，随着计算机处理能力的提高和视频技术的发展，人们利用计算机的高速数据处理能力进行视频的采集和处理，利用显示器的高分辨率实现图像的多画面显示，从而大大提高了图像质量，这种基于PC机的多媒体主控台系统称为第二代数字化本地视频监控系统。第三代远程网络视频监控系统：九十年代末，随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的快速提高，以及各种实用视频处理技术的出现，视频监控步入了全数字化的网络时代，称为第三代远程视频监控系统。第三代视频监控系统以网络为依托，以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心，以智能实用的图像分析为特色，引发了视频监控行业的技术革命，受到了学术界、产业界和使用部门的高度重视。“森林防火无线数字化监控预警系统”项目建设的前端视频采集部分主要完成音视频数据的采集和对森林着火点的定位，每个前端采集站主要设备包括：定位云台、夜视摄像机/透雾摄像机、长焦距变焦镜头(普通型/日夜型)、传输设备、智能太阳能供电系统、野外保温箱等设备。摄像机输出的模拟视频信号通过视频线缆联接到视频编码设备再通过以太网连至传输设备发送至中心控制室，通过传输设备可以传输多种需求的信号，为实现系统的音视频信号、报警信号、定位云台角度数据回传、前端设备控制信号等传输提供了一个更为方便的平台。夜视摄像机/透雾摄像机由于森林防火监控系统安装在林区的山上，山区经常山雾弥漫，普通的摄像无法达到正常的监控效果，所以我们为用户推荐低照度透雾摄像机具有透雾、深化云烟功能。夜视摄像机/透雾摄像机与特制镜头配套，与普通摄像机的比较如下：透雾摄像机夜视摄像机普通摄像机彩转黑切换支持自动/远程切滤光片功能支持自动/远程切滤光片功能简易彩转黑双电路CCD芯片有有无透雾能务及最低照度透雾成像，可深化云烟，利于识别，0.003LuxF1.0(Night);0.02LuxF1.0(Day)，夜视能力较差，不过有明火同样可以发现不能透雾，0.001LuxF1.0(Night);0.02LuxF1.0(Day),星光级，夜视效果突出无透雾能力，0.1Lux～0.05Lux，可应用于有些许照明场所，不适用于林区配套镜头1/2长焦日夜型镜头1/2长焦距镜头，普通/日夜型通常为1/3短焦距镜头透雾摄像机透雾效果对比:正常彩色状态画面透雾开启状态画面透雾摄像机深化云烟效果（用于识别烟火，增加识别准确性）：正常彩色状态画面透雾开启后对云层溶化效果电动长焦镜头由于可见光与红外光的波长不同，所以当摄像机切换到黑白红外模式和透雾模式时，用普通镜头会出现偏焦、无法聚焦的问题。我们采用日夜型镜头通过其红外修正功能，配合夜视摄像机/透雾像机实现更清晰的监控效果。电动长焦镜头与普通镜头比较表：电动长焦镜头普通镜头焦距，监控面积可监控十五公里范围内或更远距离焦距<200mm，只能小范围监控红外焦点修正能力0．4-1um波段自动修正，清晰成像无红外修正能力，夜视效果模糊预置点功能重点监控区域可对镜头变焦、聚焦进行设置预置点，方便随时转换无预置功能，如需切换重点监控区域需手动定位,不及时配套摄像机专门配套双电路1/2CCD芯片夜视/透雾摄像机1/3CCD摄像机，感光能力有限，色彩还原不及1/2CCD野外定制定位云台森林防火监控系统前端采集部分建立在高山上，野外条件恶劣，对云台的各项指标有严格的要求。例如：机械传动部分具有良好的抗风性能，山上雷电较多，云台自身要有避雷功能，云台要抗腐蚀，云台担负着定位功能，机械加工精度要求较高。我公司重型定位云台采用军工技术，结合GPS/北斗定位的工作原理，按照军工级别的制造标准生产。保证每一个生产环节都控制在军工标准之内，每一根导线、每一颗螺丝都由专家精心设计。云台采用不锈钢材料铸造，具有防水、耐高温、耐老化、抗腐蚀的特点；选用高性能电机；大载重量，专为特殊环境设计；可内置温控电路、宽范围温度工作；云台可以结合地理信息系统实现准确定位。重型定位云台与市面上普通云台的比较：定制定位云台普通云台显示角度实时回传水平、垂直角度值不能实时回传角度值，仅能预制位转动旋转角度水平0°～360°俯仰0°～±45°水平0°-355°俯仰10°-―40°旋转速度水平垂直0.02~8度/S（或更高）变速或恒速水平11度/S。垂直4度/S，恒速旋转承重50kg17kg定位功能结合GIS能实现精度为水平/垂直0.0125°/0.0112°定位预制位定位，无法标定方位坐标工作温度-50°C－＋70°C－25℃～55℃加工工艺特制军用级普通工业级传动方式涡轮蜗杆传动齿轮减速传动抗腐蚀抗酸、碱、盐等腐蚀无抗腐蚀功能抗风等级8-9级4级接线方式控制线缆与视频线缆在云台内做内接处理，线缆与云台整体转动，避免绞线与折线控制线缆与视频线缆在云台外部接线，日久会发生绞线与折线现象使用寿命15年左右2年左右,易腐蚀（不适合森林防火监控）定位云台配备专用解码器，解码器的控制软件部分与市场上普通的解码器功能有差异，我们将我们解码器的控制协议与视频服务器的控制协议嵌合在一起，使系统便于操作。云台内置云镜控制解码器，采用双处理器和先进的软件处理和控制技术，专为内置于云台内部或摄像机罩内设计。解码器可实现云台的方位设定、位置较准、实时调速、预置位调用、自动巡航、云台和镜头的信息（如云台和镜头的位置参数）回传、滤色片切换、彩色/黑白转换、以及辅助开关控制等功能。无线传输设计说明7.1设计原则本方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。并综合考虑施工、维护及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。本系统设计内容是系统的、完整的、全面的；设计方案具有科学性、合理性、可操作性。可靠性系统采用成熟的、稳定的、完善技术设备，系统具有一致性、升级能力，所有整个无线网络的拓扑设计、设备配置、协议支持都必须充分体现出对高可靠性的支持。无线网状网络不仅本身就具有高可靠性，而且还有高适应性。在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能，同时系统具有一整套完成的系统管理策略，可以保证系统的运行安全。安全性网络系统应具备多种可选安全机制，以适应不同应用情况下的需求；开放性无线视频监控系统以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势，可以与消防、防盗、聚光系统实现联动，具有RJ-45网络通讯口，可实现远程控制。可扩充性系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能，系统规模和功能易于扩充，系统配套软件具有升级能力。同时，本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。提高监管力度与综合管理水平本项目系统设备控制需要高效率、准确及可靠。本系统通过中央控制系统对各子系统运行情况进行综合监控，时时动态撑握监视情况。闭路电视监控大大减少劳动强度，减少设备运行维护人员；另外，系统的综合统筹管理可使设备按最优组合运行，在最佳情况下运行，既可节能，又可大大减少设备损耗，减少设备维修费用，从而提高监管力度与综合管理水平。站点数量设计采用覆盖和容量综合设计的方法，达到覆盖、容量、质量和投资成本的平衡，确保网络以最少的投资，满足用户的需求。7.2系统特点及性能指标数据包优化机制对于高速移动无线宽带接入系统来说，数据网络所承载的业务种类繁多，而带宽需求量最大的是与视频相关的业务，占用了网络90%以上的传输资源，对于固定网络来说，这种应用上的特点对于整个网络的使用造成的影响并不十分明显，但是对于无线网络就完全不同了，因为在有线网络中，误码率低，而且传播时间也相对较短，当网络中的某一个点有数据包需要发送时，只要传输介质空闲，数据就会立刻被发送出去。然而，使用无线网络传递数据时，每个数据包的报头开销相对要高很多，最大的传播延时也远远高于有线网络，而且在传输每一个数据包之前的前同步过程也需要一个相对较长时间。一般来说无线系统的数据吞吐量往往比所标称的空中接口速率要低得多，造成这一结果的主要原因是由于在传输过程中，每个数据包之间有一个1100byte时长的间隙（见下图所示），由于这个固定长度的数据包间隙，造成大量传输资源的浪费，而且数据包越小，浪费越严重。而我们选择的无线传输设备的WORP协议将若干的小数据包集合成一个1522byte的包然后再在无线网络中传输，这样一来，WORP协议的数据包优化机制有效提高了整个无线网络的传输效率，在36Mbps的空中接口速率下将有效数据吞吐量提升到24Mbps，有利于各种长度的数据包（尤其是视频数据）传输。（下面的两个图为标准无线传输系统和WORP协议系统在不同数据包大小的情况下系统吞吐量比较）。标准无线传输系统WORP系统智能动态轮询机制在室外无线接入系统中普遍存在着隐藏节点（HiddenStations）的问题，导致这一问题的主要原因是由于忽视了有线网络和无线网络的区别。在有线网络中，特别是在同一个局域网内的节点，它们彼此通过共享的电缆连接在一起，每一个节点都可以“听到”其它节点在做什么，从而可以在其它节点传送数据时，延时发送数据。并且在有线网络中发送数据是按照“先进先出”的原则进行的，没有哪一个节点可以独占传输带宽。但是在无线网络中情况就不同了，由于传输距离不同，以及信号干扰、障碍物遮挡等原因，造成某一个无线节点无法检测到邻近节点的存在，或者不知道它的邻近节点正在传输数据。这样一旦两个节点同时收发数据，就造成空中传输冲突，而冲突的结果会导致无线基站的通讯失败，这种现象就称为“隐藏节点”问题。802.11的网络中有一个“Back-Off”机制，它的主要作用是随机的释放传输资源，避免网络内的某一个节点长时间独占网络资源，但是“Back-Off”机制并不能避免“隐藏节点”问题的发生，只是在问题发生以后作为一种补救的办法。通过研究和测试已证明隐藏节点和“Back-Off”机制会极大的降低网络效率（见下图）。无线网络效率与网络负载的关系针对这一问题，大多数的室外无线传输系统提供了轮询机制以避免隐藏节点问题。这种轮询机制是由基站设备按照一定的时间间隔轮流向所有用户站发出询问信号，只有被轮询到的用户站才能向基站发送数据，而那些等待轮询的用户站是无法发送任何数据的。启用了这种轮询机制，能够有效避免隐藏节点问题的发生。但是，由此而引发的新的问题是，并不是所有的用户站都需要同样的数据传输时间的。有些用户站由于应用或其他的原因需要频繁的网络传输，而另外一些用户站则相对网络请求会低一些。针对这种情况，WORP协议提出了智能动态轮询机制，这一过程并不是一个简单的节点轮询，而是根据用户站的传输优先级及数据吞吐量大小来对不同的节点做轮询，优先级高/数据吞吐量大的节点会被首先询问，而且在一个时间段内，优先级高的节点被询问的频率也会相对较高。另外，为了避免某些优先级较低的节点等待传送数据的时间过长，系统会允许一个“Free-for-All”的时段。通过“智能动态轮询”和“Free-for-All”机制，能够显著地提高网络利用率，特别是在大用户容量的情况下，避免了空中传输冲突而造成的网络效率低下和信号干扰，从而极大的提高网络的整体性能、信号的传输质量和网络的利用率。带宽管理以及动态速率调整对于带宽管理的解决，绝大多数的无线系统都提出了自己的解决方案，但是这些方案实际上限制的仅仅是网卡或终端端口的速率，并没有考虑数据在空中链路的传输带宽，也没有针对此提出其解决方案。WORP协议为此提出了一套成熟的解决方案，在无线传输的上、下行链路上对每个用户站的传输带宽进行管理（带宽管理步长为64kbps），更加科学也更加有效。此外，由于高速移动接入无线链路很有可能会受到气候、建筑物遮挡、移动速度等因素的影响，为了避免这些暂时性的链路传世质量恶化而对数据传输造成中断或影响，WORP协议还提供了动态速率调整特性。动态速率调整特性允许基站根据每个用户站的不同无线链路情况动态的调整传输速率。无线传输在信道带宽一定的情况下，高的数据调制方式能够提高频谱效率（提高数据传输速率），但降低了系统接收灵敏度；低的数据调整方式虽然频谱利用效率降低，但提供了更可靠的链路传输质量。也就是说，频谱效率和链路质量是此消彼长的关系。而我们选择设备先进的WORP协议有效的解决了两者之间的矛盾关系，WORP协议的动态速率调整功能能够根据无线链路的传输质量，动态的调整每个用户站的数据调整方式。当无线链路质量变化的时候，WORP协议会在基站与每个用户站之间协商最高的数据调整方式，最大限度的保障用户站的传输质量。而且这个特性是针对每个用户站所提供的，并不会因为某一个用户站的无线链路质量降低而造成其他用户站的传输速率下降。多径干扰及非视距传输能力在无线传输应用中，普遍存在的问题是由于无线电波传输中被遮挡所引起的多径效应对传输的数字信号产生时延扩展，造成接收信号中前后码元交叠，形成信号单元间干扰导致判决错误，影响传输质量。特别是在码元速率较高的情况下更是如此。另一方面，码元速率较高时，信号带宽较宽，当信号带宽接近和大于信道相干带宽（最大多径时延的倒数）时，信道的时间弥散将对接收信号造成频率选择性衰落。所以时间弥散是使无线信道传输速率受限的主要原因之一。在城市环境中进行高速移动接入，大多数的无线传输有可能受到建筑物或其他因素的影响。复杂的电磁环境，多径效应、频率选择性衰落和其它干扰源的存在使得在无线信道中实现高速数据传输比有线信道更为困难。本系统所使用的产品使用正交频分复用（OFDM-OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）调制技术，相对有效的提供复杂环境下的高速数据传输能力。OFDM技术是一种高速多载波调制（MCM：Multi-CarrierModulation）技术。其主要思想是：将工作信道分成许多正交子信道，在每个子信道上进行窄带调制及并行传输。这样减少了子信道之间的相互干扰，有效抑制无线信道的时间弥散所造成的符号间干扰（ISI）。通过使用多载波调制使子载波中数据信号码元周期增长，只要时延扩展与码元周期相比小于一定的值，就不会产生码间串扰，从而提高传输质量。另外，由于无线信道存在频率选择性衰落，在某一时刻只会影响一定数量的子载波，因此所有的子信道不会同时处于比较深的衰落情况中。针对这种情况，可以在系统设计时通过插入循环前缀以及前向纠错编码等方法成功地修补在这些子载波上较差的信号。这也是为什么多载波系统对频率选择性衰落的抵抗力比较强的缘故。此外，我们还可以通过动态比特分配以及动态子信道分配的方法，充分利用信噪比高的子信道，从而提升系统性能。总的来说，OFDM技术具有如下优势：对抗频率选择性衰落或窄带干扰。而单载波系统中，由于单个衰落或干扰就可能会造成整个通信链路的失效，但是对于多载波系统，这种衰落或干扰可以通过子信道纠错机制解决。有效对抗多径传输干扰，适用于多径环境中的高速数据传输。当信道由于多径传输而出现选择性衰落的时候，只有少数落在频带凹陷处的子载波受到影响，系统误码率相对较低。而通过对各个子载波进行联合编码并加入其他纠错机制，可以使系统的具有很高的抗衰落能力，同时提高系统传输性能。频谱利用率高，由于OFDM技术与FDM技术的主要区别在于每个子信道之间是正交重叠的，因此在有限的频带能能够提供更高的传输效率。对于本系统来说，主要解决的问题是用户终端是在高速移动中和基站进行无线通讯的，因此高速移动所造成的无线信道承载能力降低这一问题也能通过OFDM的抗干扰及快速纠错能力解决。7.3方案设计7.3.1需求分析项目地点及环境描述：东京城森林面积约418468公顷，需要无线传输的点位分布有7个检查站，14个瞭望塔，每个瞭望塔具备2部视频监控摄像机的带宽（一部带宽用于塔顶远距离激光夜视摄像机；一部带宽用于塔底部设备及人员监控摄像机）。每部摄像机作为一路视频，计划采用D1视频格式，视频码流2Mbps。每个检查站按3路视频进行设计，道路监控两路，室内监控1路。方案设计需要实现将7个检查站，14个瞭望塔的视频及数据信号通过无线网络实时传输到远端的监控中心。通过高速、稳定、远距离传输的无线网络，保证监控中心对21个站点实现有效的视频监控。检查站内可以利用建筑物点位，这些点位可以架设高杆或塔架，作为汇聚各个瞭望塔视频链路的分点。林业局监控中心位于距离20km的远端，具备高的通信塔架能够架设无线设备。7.3.2方案设计方案设计平面图森林无线监控网路传输平面示意图方案中通过地图实际测量各塔的距离（其中检查站位置是估算出），为了数据能够稳定，快捷的传输到监控中心，上图中采用逐级回传方式进行传输。级联方式如下：传输设计传输设备级联图示：上图中LC-2426和LC-2426B组成一对54M无线链路；LC-5860和LC-5860组成一对300M无线传输链路，逐级级联传输到监控中心。各监控数据站点的多台网桥设备通过交换机连接，并传输本地监控数据到无线网桥设备。各点位设备列表：桥接点位头道检查站341设备型号LC-2426BLC-2426桥接点位325326设备型号LC-2426BLC-2426桥接点位326341设备型号LC-2426BLC-2426桥接点位扶育检查站320设备型号LC-2426BLC-2426桥接点位320322设备型号LC-2426BLC-2426桥接点位329322设备型号LC-2426BLC-2426桥接点位322321设备型号LC-5860LC-5860桥接点位321341设备型号LC-5860LC-5860桥接点位327321设备型号LC-2426BLC-2426桥接点位老松岭检查站340设备型号LC-2426BLC-2426桥接点位340321设备型号LC-2426BLC-2426桥接点位341监控中心设备型号LC-5860LC-5860桥接点位斗沟子检查站监控中心设备型号LC-2426BLC-2426桥接点位江坎子检查站监控中心设备型号LC-2426BLC-2426桥接点位英山检查站328设备型号LC-2426BLC-2426桥接点位323328设备型号LC-2426BLC-2426桥接点位328350设备型号LC-2426BLC-2426桥接点位330350设备型号LC-2426BLC-2426桥接点位350324设备型号LC-5860LC-5860桥接点位新城检查站324设备型号LC-2426BLC-2426桥接点位324监控中心设备型号LC-5860LC-58607.4系统防雷接地1．避雷针在各基站安装点，如果楼顶还没有设置防雷网络，需要在基站上方加装避雷针，以防止基站遭雷击破坏。2．电源防雷电源防雷系统主要是防止雷电波通过电源线路对设备造成危害。为避免高电压经过避雷器对地泄放后的残压过大或因更大的雷电流在击毁避雷器后继续毁坏后续设备，以及防止线缆遭受二次感应，依照GB50057-94《建筑物防雷设计规范》（2000年版）和GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》，应采取分级保护、逐级泄流的原则。一是在设备供电源总进线处安装放电电流较大的首级电源避雷器，二是在重要设备电源的进线处加装次级或末级电源避雷器。对于本监控系统，设计在802.11a基站的馈电线（网线）配备了专用的浪涌抑制器。3．信号线防雷由于雷电波在线路上能感应出较高的瞬时冲击能量，电子设备在雷电波的冲击下遭受过电压而损坏的现象越来越多，其后果是可能造成整个系统的运行中断，因此必须在射频通信口处加装必要的防雷保护装置以确保网络通信系统的安全运行。本系统中我们在外接天线的基站射频接口采用了专用的5G室外型避雷器。4．接地接地就是让已经内入防雷系统的闪电电流顺利地流入大地，而不能让雷电能量集中在防雷系统的某处对被保护物体产生破坏作用，良好的接地才能有效地泄放雷电能量，降低引下线上的电压，避免发生反击。防雷接地是防雷系统中最基础的环节，接地不好，所有防雷措施的防雷效果都不能发挥出来。根据GB50057—94《建筑物防雷设计规范》、JGJ/T16—92《民用建筑电气设计规范》的有关规定，对所有设备的接地极和设备金属外壳进行接地处理。接地的具体处理方法是：将电源接地、防雷接地和设备外壳接地各单独引接地导线到设备架设基础设施的接地干线上，牢固连接，以保证无线设备和周边网络设备的安全。如上面所述，在各基站安装点在基础设施方面需通过引下线和接地体提供良好接地。7.5系统的可管理特性所有的无线传输设备均可通过网络管理系统进行集中管理。也可以通过任何标准的SNMP网管软件进行管理。视频监控平台宇视科技专业的综合监控软件，采用模块化设计，部署方便，操作简便，还可根据防火部门自身管理要求和监控现状做进一步的定制开发，充分体现监控安全防范管理的效率。宇视科技深厚的技术实力，先进的软件架构，从根本上决定了可视化报警管理平台能够提供超大规模的业务能力和综合管理水平，它支持多种安防子系统的快速接入，提供丰富的业务功能，满足用户的实际需要。8.1平台架构新一代网络服务的基础框架，其在传统的IT开发领域取得了良好的发展，引入到防火行业平台软件的开发中来，有力的保证了我们设计的先进性。通过使用宇视系统的架构，更易于集成和管理复杂性、更快地整合现有系统；通过良好的分层结构，统一的接口服务，可以有效减少监控中心平台的复杂度。平台软件的架构层次如下图所示。IMOS的中间件属性反应灵活的SOA构架和分层开放能力，采用先进平台设计理念，从底向上分为四个层次：OS基础设施层、数据访问层、多媒体基础设施层、业务逻辑层。每个层次进行严格细致的抽象，由若干互相独立、而又可以协同工作的中间件组成。中间件外部接口考虑互通的需求，最大程度的使用标准协议和业界通用接口模式，而在内部则提供高性能、高可靠的软件总线，每个层次上，都允许客户根据需求扩展自己的插件，从而开发出更加符合个性化需要的应用平台。8.2平台特点宇视科技平台软件在功能上有以下特点：系统强大的分布式部署和高性能软件总线能力，使得监控点额单域组网规模可达数万甚至更多路图像，显著降低了每路图像的平台购买和维护成本。系统先进的IMS构架和协议标准性，使得客户的业务具有持续的业务演进能力和多业务融合能力，免去定期大幅度更新系统的成本和烦恼。IMOS的I/O框架，提供了外部告警和信息的接入途径，以及内部信息的输出途径，可方便的根据不同行业不同客户的需求量身定做。统一的报警管理，支持多种联动方式。基于IMOS的设备具备天然的网管支持，用户可以和网络设备、安全设备在系统上进行统一网管，实现一站式管理，对网络总体状态一目了然。巡检设备和服务器工作状态，系统安全可靠。IMOS平台化和组件化的框架，不仅降低了产品的开发周期和成本，能够快速的适应客户需求的发展，同时经过反复验证的组件也更加稳定可靠，降低了客户持续引入新业务的风险。强大的多级多域框架和设备代理框架，使得仅仅编写新的协议转换插件，就可以实现新的联网能力和第三方设备兼容能力。异构的平台之间、平台和设备之间的联网不再是一件费时费力的事情，基于IMOS开发的系统具有7级十万路的跨域视频调研能力。8.3系统功能应用8.3.1视频监控子系统视频监控启用多屏配置后，能在多个屏幕上显示不同的应用：实况、地图、配置、告警等。并且能实现屏间的互动：选择地图上的点位能在实况屏上查看图像；点击告警列表中的告警信息能在实况屏中播放告警联动的录像等。支持树形方式展开选择所需监控的视频，实时监视各监控点视频信息，可以同时查看任意显示的监控目标视频信息，支持多画面分割显示或回放同一工厂多路实时视频或多个工厂单路实时视频，支持一机同屏1、4、9、16画面等规格画面显示方式，还可以支持4、6、7、9、12、24画面多种规格画面的组合显示方式；支持组显示，可以在一个分组中配置多个摄像机和预置位绑定的显示项；支持多台监控工作站及多个WEB用户同时查看任意点位的视频图像；具备视频自动巡视功能（对视频监控系统的监控点进行视频巡检，参与轮巡的对象可以任意设定，包括同一摄像机的不同预置位等，轮巡间隔时间可设置，完成轮巡任务的摄像机可自动复位）和人工监视功能（可对设定的监视区域进行人工选择监视）；具备视频自动复位功能，即可对监控点的摄像机设定默认监视状态，正常状态下摄像机保持默认状态，在控制完成的可设定的时间段内恢复默认监视状态；支持对视频的手动录像功能，对任一帧实时视频抓拍后以JPEG或BMP的图片格式进行保存；能将摄像机的号码及位置、摄像日期和时间等信息进行叠加，以便在监视图像上显示相应的必要信息，并可用汉字显示，所有字符的格式、内容等信息，均可由用户方便地自由修改。录像管理可以远程设置前端系统的录像规则，实现手动录像、计划录像、告警触发录像、移动侦测录像等录像方式；支持IP-SAN、NAS存储的无缝存储，支持告警联动存储录像到IP-SAN、NAS，数据存储均最小单位精确到秒；支持多个客户端同时显示、存储、检索、回放所选的多个摄像机视频；支持多个客户端同时按照告警事件、时间段、摄像机、存储位置等组合条件检索录像，支持从前端系统下载检索的录像和删除本地的录像，支持硬盘预分配技术，杜绝硬盘碎片，硬盘数据自动循环复写，各监测站的历史视频无须删除；支持远程回放按照时间检索的历史视频、告警录像和计划存储的本地录像，回放支持单帧、慢放、常速、快速、进度条拖放等方式；支持回放视频的单帧抓拍，并可以在保存图片时由用户进行标注以方便查找。存储管理系统采用分布式存储方式，省级中心、市级中心和前端系统分别进行存储，监控中心对告警录像进行存储或按需设置存储；能够对监控点实现报警前、报警后的录像存储，时间可按需进行设置；可根据录像保存的时间需求配置硬盘，至少为1个月。远程控制支持对视频监控设备和环境监测设备进行控制，控制范围包括：摄像机（包括云台、镜头等）、报警、灯光、其他外设联动设备等；支持对有预置位的摄像机添加、删除、修改、调用、查询预置位的操作；能对云台摄像机或球机多个预置位、多条巡航线路、多个巡航方案的进行设定，可以设定在不同的时间段执行不同的巡航方案；可以对摄像机设置长时间驻留的预置位，系统在用户对该摄像机控制操作结束后设定的时间段内，使摄像机回复到默认的监视位置；支持用户权限管理提供优先级划分，高优先级用户可以在低优先级用户使用时获取控制权，低优先级用户不能再使用，同级别的用户满足先到先得的原则获得控制权；支持对管理的前端处理单元进行远程升级、重新启动、参数配置等控制；权限管理用户权限配置分为三部分：用户、部门、角色，不同用户可以设置所属部门和隶属角色，相关操作时根据优先级提供优先级高的用户优先使用权利，用户权限可以在线进行授权、转移和取消；权限配置可以针对功能进行授权，比如有没有控制云台摄像机的权限，也支持针对数据的授权，比如有没有回放录像文件的权限；支持通过权限管理划分责任区域用户，通过不同的责任区域用户来检查责任区的在线和离线；支持通过权限管理分配责任区用户只对该责任区域内的设备拥有权限，实现责任区域的视频、环境信息、远程控制、告警及统计信息的分区分流；安全管理支持对用户登录、操作应进行权限查验；系统所有重要操作，如登录、控制、退出等，均应有操作记录，系统可对操作记录进行查询和统计，所有操作记录具有不可删除和不可更改性；系统保存的所有重要数据，包括用户信息、报警信息、操作记录、日志等，应具有不可删除和不可更改性。系统管理监控中心配备有GPS时钟，前端处理单元同监控中心可相互进行时钟同步；支持多种日志：操作日志、告警日志、系统日志，通过人机界面可以查询和导出；通信监视通过专门的网管服务器实现对系统内各个节点的通信状态进行监视；同所有接入系统通过心跳信息进行保活，获取各接入系统的在线状态。配置管理前端系统远程配置可以统一对前端系统的参数进行设置；可以对监控区域所有摄像机的预置位信息、预置位巡航轨迹、摄像机轨迹录制、遮挡区域、移动侦测区域等进行配置；可以对所辖监控区域进行统一的告警配置；可以对所辖监控区域进行统一的布撤防配置；通过权限管理设置巡检用户具有查看其所辖区域的视频及环境监控数据权限；可以实现对前端系统的OSD显示位置、字体及大小和颜色进行设置。监控中心系统配置有专门的配置客户端，对系统内的各种网络参数、系统参数进行配置；支持应用集群和双机热备的管理和配置；支持自动切换、故障切换两种方式的应用集群配置；有专门的配置客户端，实现录像、告警、系统资源的设备和管理；由于故障切换或者手动切换以及相关的参数设置都会产生事件日志信息进行记录。8.3.2GIS应用子系统系统平台可以实现平面、矢量、3D、GIS等不同类型电子地图的呈现，结合地图进行标注、定位、监控及事件处理。1）可以包括以下功能：地图标记、监察区划分、摄像机点位、监测点信息、涉污企业信息等。2）可实现GIS地图上，对所有设备、监测、报警及管理等操作，实现一张图管理模式，体现系统的高效和可视化监控理念。支持在地图上直接对视频、数据、污染源等节点进行管理；支持增加、修改和删除电子地图的图层，并可进行切换，具有超级链接功能；支持对地图进行放大、缩小和漫游；支持报警事件联动，可以图标闪烁、弹视频窗口等。3）可实现车载/单兵设备与GIS地图的结合定位应用。实现GPS和GIS地图的结合。整合监察员、执法车\洒水车GPS信息，可以直观查询指定车/人员的所在位置、执法轨迹。整合信息，进行事件应急指挥，分布部署及联动预案应对。8.3.3智能分析子系统针对防火监控常用的智能行为分析功能一般包括运动目标检测、越线检测、区域周界检测、徘徊滞留检测、物品移走检测、流量统计、目标分类、自动跟踪等智能功能，每一项功能均有对应的应用场景，切实满足防火视频监控的需要。1）监控或高架源监控，面对大面积的高点监控，通过视频分析，针对林区、草场的情况，特定智能分析，对于明火或烟雾情况进行智能报警。2）对监测数据进行统计分析，对于前端监测数据的情况进行阀值设定，对于超值或超标的情况进行报警和联动。3）针对关键区域或重点区域进行联动自动跟踪，实现违法、违规排污或损坏设备的过程实时定位跟踪监控和放大记录。8.3.4预案管理子系统系统管理平台为了简化流程，整合资源，根据用户实际的工作需要，提供了流程定制功能，流程定制功能通过预先配置，在发生事件时第一时间响应，自动化采取措施，极大地提高工作效率，快速解决问题。预案定制不仅仅是报警联动配置，它涉及到手工工作流、计划工作流和报警工作流三种方式，可以根据不同的触发条件，执行不同的工作预案。报警工作流根据采集数据报警、视频报警、手动报警、其他安防系统报警等等报警信号触发所响应的动作及应对预案。编辑工作流根据业务需要自定义所需要匹配的工作流，以及状态和内容。计划工作流可以时间为触发条件，支持按年月日也支持精确到时分秒，丰富和细化工作流的时间计划。预案定制作为可视化报警管理平台的核心，真正的做到了根据客户实际工作需求，自定义设置，自动化处理，解决了用户的核心需求。配置界面简单，可视化编辑，比传统方式更直观、美观。而且支持多种工作流程的触发方式：立即触发、延时触发、事件触发等8.3.5统计分析子系统统计中心是系统平台专门为用户准备的宏观管理和流程优化中心，它将系统中全部的数据收集整理，把用户关心的部分数据以表格化、图表化的形式展示出来，让用户直观地看到系统运行情况和运行数据，便于用户总体把握污染及治理态势，以及执法工作管理等。支持将实时和历史环境数据生成报表进行保存或输出；支持下列报表方式：日报、周报、月报、季报及年报，报表的生成时间、内容、格式和打印时间用户可以自行输入并保存在报表中。统计中心主要分为四部分内容：一是数据统计。可通过时间检索各监测点或排污口在单位时间内（分、时、日、周、月）的数据情况，并可选择不同图表类型统一汇总展示（饼状图、柱状图、折线图），方便用户掌握不同时间段、不同污染源的监测数据。二是报警统计。报警统计宏观地展现当天、最近一周和最近一月的报警情况，报警类型是预先设定的前端报警情况，比如智能分析、超值、入侵、设备运行报警、视频图像报警、存储设备报警等等，方便用户了解监控及系统情况。三是用户状态统计。统计可以直观的看出不同用户的工作情况、操作情况，以及在工作中所发现问题和处理事件的情况，便于用户考核工作，改进流程，提高效率。8.3.6信息公开子系统通过移动APP发布、网站发布、链接数据库等方式，将防火效果和改善情况，结合防火监控及数据监测的实时、周期数据，进行多种途径的滚动发布，取信于民，实现大众参与，舆论监督的防火治理气象。8.3.7信用管理子系统系统平台支持对事件信息的配置管理，能够将重要事件/企业记录成卷宗进行管理、查询，可添加事件相关的录像\图片和其它附件,通过处理还可以更新事件的当前状态。将报警事件、数据统计情况以及企业的治理改善情况，建立信用卷宗，实现防火监控系统的信用管理系统。针对单位或报警事件，生成卷宗，对其处罚或事件处理进行描述，对移动执法端可抓拍或上传录像等生成电子卷宗，全方位实现事件处理或企业信用管理。8.4系统运维管理体系建设运维管理体系，可以有效应对视频监控系统日益增加的规模及复杂性管理，可以针对海量数据分析诊断，能够快速的定位系统故障，可以方便的对故障原因等进行分析统计总结，提高视频监控系统资源的可用性。可以提高视频监控系统运维管理效率，协调各方工作有序进行，还可以大大减少运维管理人力投入成本，为视频监控系统日常运维管理工作提供科学数段及管理应用平台。设备管理和资产管理支持全网设备管理支持设备的批量处理支持全网设备状态巡检支持全网设备运行状况的实时更新支持SNMP标准网管协议支持资产同步全网资产统计录像状态检测管理支持管理视频诊断服务器进行海量前端的录像检测支持根据录像计划智能判断前端录像状态对未按计划录像的摄像机进行告警上报支持对视频诊断服务器的录像分析结果分类统计、查询视频质量诊断管理支持管理视频诊断服务器进行海量的视频诊断分析支持对视频诊断服务器的分析结果分类统计、查询支持视频质量异常的告警上报网络诊断和拓扑分析支持全网拓扑自动生成支持拓扑显示子网信息支持拓扑图链路负载的显示支持拓扑图链路数据流量的显示支持拓扑图链路颜色变化显示负载、丢包率等支持拓扑图上的告警显示故障报修支持自动报修支持报修工单处理支持工单跟踪支持工作考核和厂商考核统计和报表支持设备故障率统计、设备故障时长统计可配置自动报表统计功能（每月、每周的报表统计）支持结合视频诊断结论的资源可用性统计报表支持报表数据的图形化显示支持按资产厂家分类的独立报表、对比报表支持统计报表导出功能批量配置功能支持设备的批量添加支持媒体服务选择策略的批量配置支持码流平滑设置的批量配置支持解码器缓存的批量配置支持场名OSD、时间OSD的批量配置支持静音模式的批量配置支持通道级的批量启动、停止支持流套餐、码流大小、分辨率的批量配置支持设备密码的批量变更支持共享编码的批量配置（可根据外域协议定义编码生成策略）支持存储配置（批量配置存储计划）支持资源的批量划归操作支持对IPC、EC、DC等设备的批量升级支持对NVR的批量升级对IPC、NVR、IPSAN、EC、DC支持配置导出为Excel文件支持Excel配置导入方式批量添加设备支持批量摄像机存储扩容设置支持录像的批量下载8.5资源共享与业务应用跨部门的信息共享和业务协同是打通各部门域条块分割界限，强化部门协作，推进联合办公、协同业务，推动污染源精细化管理，逐步形成“一体化”部门合力，显著提高部门行政效能的共同需求。防火信息共享核心的业务数据是视频监控、污染源和环境质量的数据。通过规范污染源信息、统一污染源数据管理，实现污染源全过程管理，建立统一的排污企业防火管理监察档案，建立统一的污染源信息监控服务机制,为环境管理综合决策提供基础。比如通过建设实现以下几类信息资源共享数据：8.6信息安全保障体系视频监控系统根据“按需防御的等级化安全体系”进行安全建设，“按需防御的等级化安全体系”是依据国家信息安全等级保护制度，根据系统在不同阶段的需求、业务特性及应用重点，采用等级化的安全体系设计方法，帮助构建一套覆盖全面、重点突出、节约成本、持续运行的等级化安全防御体系。视频监控安全保障从技术层次设计和考虑，前端部署采用EPON联网模式，从数据链路层予以保护，传输采用可靠组播，从安全性和高效的层面保障传输的交互。采用iSCSI协议将压缩的数字视频信息以裸数据块的直存方式写入IPSAN盘阵中，采取一系列高戒备防护手段，包装了系统的存储安全，后端采用IMOS系统平台设计，从平台的先进的软件架构，从根本上决定了平台能够提供超大规模的业务能力和综合管理水平的安全性保障。包括所有网络设备以及安全设备中的防火墙、UTM、VPN网关地市级城域网建设。设备主要包括入侵检测设备、漏洞扫描设备、安全审计设备、防病毒网关和防病毒软件各地方防病毒软件、防病毒网关及防病毒服务器划并入防火部建设内容。11、控制中心综合显示系统11.1概述本技术方案提供的液晶拼接幕墙显示系统是根据用户需求（口述）专门设计的。它采用并行高速图形处理技术，实现了多路高速视频信号的统一处理，从根本上取代插卡式拼接控制器，解决了VGA信号输入数量受到限制的问题。它将目前最卓越的DID高清晰度、高亮度与高色域的液晶显示技术、嵌入式硬件拼接技术、多屏图像处理技术、信号切换技术等合为一体，形成一个拥有高亮度、高清晰度、低功耗、高寿命，先进的液晶拼接幕墙显示系统。通过这套液晶拼接幕墙显示系统可以将各类信号在液晶拼接幕墙墙上显