森林防火智能预警监测系统方案

目录TOC\o"1-4"\h\z\u1.前言 12.需求分析 32.1.前端基站需求分析 32.2.传输网络需求分析 82.3.后端联网监控管理平台需求分析 93.建设目的 104.建设原则及标准 114.1.建设原则 114.2.建设依据及标准 125.森林防火智能监测系统总体构成 136.森林防火智能监测系统具体设计 156.1.前端智能监测基站具体设计 156.1.1.视频采集系统 166.1.2.智能烟火辨认解决器 226.1.3.供电系统 236.1.4.防盗系统 256.1.5.基站控制设备 266.1.6.防雷接地系统 286.1.7.铁塔基建系统 306.2.传输网络具体设计 336.2.1.传输网络选型 336.2.2.传输网络配置 356.2.3.传输网络路由 366.3.后端监控管理平台系统具体设计 396.3.1.联网监控管理平台 406.3.2.GIS管理平台 446.3.3.大屏展示系统 456.3.4.综合布线系统 496.3.5.静电地板 516.3.6.防雷接地系统 521.前言森林资源是林地及其所生长的森林有机体的总称，以林木资源为主，还涉及林下植物、野生动物、土壤微生物等资源。森林资源是地球上最重要的资源之一，是生物多样化的基础，是人类赖以生存必备可少的资源之一。据2023年全球森林资源评估结果，2023年全球森林面积39.52亿公顷，占陆地面积的30.3%,人均森林面积0.62公顷，单位面积蓄积110立方米，有史以来全球森林已减少了一半，重要因素是人类活动，全球森林从1990年到2023年每年消失的森林近千万公顷。我国资源匮乏，其中以森林资源最为紧缺，国土面积960万平方公里，约占世界总量的7%，人口13亿，约占世界总量的22%，而森林面积仅占世界的4.6%。我国森林总面积15894.1万公顷，林木总蓄积量局限性世界总量的3%，森林蓄积量为112.7亿立方米，森林覆盖率为16.55%，排世界第142位，人均森林面积0.128公顷，只有世界平均水平的1/5，排世界120位，人均森林蓄积量9.048立方米，只有世界平均水平的1/8。森林资源减少受诸多因素的影响，比如人口增长、本地环境因素、政府发展农业开发土地的政策等，此外，森林火灾损失亦不可低估，森林火灾是危害森林的大敌，一场火灾在旦夕之间就能把大片苍翠茂密的森林化为灰烬，给国家和集体导致严重损失，同时林地失去了森林的覆盖，容易导致水土流失，容易发生水旱风沙灾害，影响农业稳产高产。在居民点、农田、山林交错的山区发生了森林火灾，还会烧毁房舍、粮食、农具和耕畜，影响群众生产、生活。森林火灾还会烧死林中的大量益鸟、益兽和烧毁各种林副产品。发生森林火灾，必须动员大批人员去扑火，既耽误生产，又浪费人力物力，甚至导致人身伤亡事故，给国家人民带来损失。了解森林火灾的因素，是做好防火工作的前提。火灾因素不外乎自然的和人为的两类。自然因素中，有雷电触及林木引起树冠燃烧和在干旱季节，由于阳光的辐射强烈，使林地腐殖质层或泥炭层发生高热自然。这类性质的森林火灾是少数的。而最普遍、最大量的森林火灾，是由人为引起的。人为因素中又有生产性和非生产性火源之分。生产性火源如烧灰积肥、烧田埂草、炼山整地、烧垦烧荒、烧牧场以及烧炭等用火不慎引起的。这种生产性火源引起的森林火灾占百分之七十以上。非生产性火源如在林中烧火取暖、煮饭、小孩玩火、夜间行路用火把照明、乱丢烟头等。我国现阶段的森林火灾防范大多数采用的措施是宣传教育、由森林防火指挥部安排护林员或其它人员对重点时段、重点区域野外火源进行人工巡查和管理、平常工作防范以护林员进入林区巡护为主、建立灭火扑救队等措施。根据大多数地方的实际情况分析，有限的护林员面对大范围的林区资源进行巡护时，很难做到较大范围的巡查覆盖，并且大多数林区的道路条件不好，到达每个瞭望塔需要花费较长的时间，无论是巡查覆盖范围还是时效性都不能满足现阶段日益增长的林区人员活动的监护巡查需要。往往实际情况是，天天都在巡护，而因人员活动引起的火灾却时有发生，导致这种情况的因素是基于人工方式林区巡护监看重要缺陷有，一是人的眼睛可视的范围较小，即使通过瞭望塔可以达成的可视距离和范围是有限的无法对大面积的林区资源实现观看，二是护林员训查的途径所覆盖的林区是有限的，巡查途径和时间相对固定，而进取林区的人或者游客无论是途径还是时间都存在很多不拟定，也许导致天天都在巡护，而因人员活动引起的火灾却时有发生的情况。基于这些存在的问题进行分析，有效的手段是可以对林区的资源进行大范围、大视野的全天候24小时实时监测，可以对自动发现林区内的有火或者有烟的时候自动报警，并且可以将火点的位置可以定位，通过这种方式可以解决因人工护林导致的森林防火局限性的情况。一种有效的解决手段是运用视频监控技术结合智能化的烟火辨认技术，对数公里范围内的森林资源进行监测的一种方式，通过智能化的森林防火预警手段，不仅可以实时监看和记录森林资源的情况，同时由于采用了智能化的监测机制，可以通过智能化设备自动完毕对森林资源的火灾监测和报警，辅助森林防火监测人员完毕对森林资源的自动监测，由传统的人工监测转变为由机器自动监测的智能化科技手段，一旦碰到火灾自动报警，及时告知相关的工作人员的一种先进合理的预警机制，采用这种预警机制可认为现阶段森林防火预警提供一种非常有效的解决方法。2.需求分析项目地理位置和植被情况（来自百度）。随着景（林）区内不断增长的游客活动，给**单位的森林防火带来了严重的考验，原有的人工看护方式已经不能满足森林防火规定，需要借助先进的信息技术对**地的宝贵的森林资源进行智能化、大范围、大视野、全天候的实时监控，采用烟火智能辨认技术、GIS定位技术、视频监控技术为指挥中心提供**地大范围、全天候的实时视频监控图像、林火智能辨认并报警、GIS快速定位现场等，为平常森林防火管理、碰到火灾及时报警，为决策层制定快速高效扑救方案提供可靠的依据和保障。根据**项目的规划，以及公园结合实际情况，需要在**里部署N个智能化森林防火监控点，采用无线网络方式将视频监控图像及信号传回监控中心，监控中心需要采用联网监控管理平台管理，需要采用大屏显示前端监控视频图像等信息。智能化的森林防火监控系统是由前端基站、智能烟火辨认解决器、传输网络、后端联网监控管理平台构成，根据森林防火智能监控的系统特点结合**项目的需求进行部署的监控点具体分析如下：2.1.前端基站需求分析前端基站对于森林防火智能监控系统是非常重要的，是实现林区视频采集、烟火智能辨认、GIS定位等森林防火中非常重要功能的设备站点。由于前段基站位于野外林区内，并且四周一般都有高达灌木林以及林区的地形地势条件等，森林防火智能监控需要考虑监控半径范围、野外供电、烟火智能辨认，根据地势地形结合智能监控的特点需要进行基站选址，根据四周灌木林的高度以及所需监控的范围选择修建铁塔的高度，根据气候条件考虑设备是否需要保温措施等；在无人值守的环境需要考虑基站自身的防盗问题，以及野外环境必须要考虑的防雷接地，铁塔基站等问题。前端基站选址分析前端基站一方面需要分析的是基站的选址，基站选址重要是根据林区的地形地貌结合智能化森林防火监控的特点进行选址，其选址原则如下：根据地形选址原则：长条形山选址：一般选址在长条形山两侧向外的位置；可以获得较大监控半径范围。起伏较大的山：一般选址在半山腰视野较为开阔的位置；起伏较小的山：一般选址在山顶制高点位置；长条形山沟：一般选址在半山腰的位置；根据智能化监控烟火辨认的特点选址原则：摄像机监控范围以平视为主、俯仰为辅的原则，这也是我们选址基站铁塔高度的重要因素之一。根据人群活动的情况选址原则：选址人群活动较为密集的地方对于不符合以上选址原则的山形，可以根据实际的山形进行现场实地勘察进行选址。基于以上分析，结合**项目的地形特点，具体的选址的地点情况如下：序号名称座落位置海拨高度经纬度铁塔供电1N40°06.159′无无E117°18.453′2无无3无无4无无5**项目选点平面分布图如图所示（百度或google图即可）：监控范围分析作为智能化监控系统需要涉及到摄像机、镜头、防护罩、云台，根据用户对监控图像质量需求分析摄像机，根据监控的范围需要分析镜头和云台。摄像机按分辨率可以分为：标清D1、高清：720P、全高清1080P；根据监控半径的范围，一般采用长焦电动镜头，监控半径范围及长焦镜头选择原则如下：3公里以内的监控范围：选择不低于200mm长焦镜头就可以满足规定；3-5公里的监控范围：选择不低于300mm长焦镜头；5-8公里的监控范围：选择不低于500mm长焦镜头；8公里以上的监控范围：选择不低于700mm长焦镜头。考虑到野外恶劣的环境，需要采用野外大型防护罩对摄像机和镜头进行保护，采用的野外大型防护罩需要配有温控系统，保障摄像机和镜头可以在全天候的高低温环境下正常工作，有特别针对北方，可以支持在零下45°环境下保障摄像机和镜头正常工作的保温性能。智能化森林防火监控需要采用云台实现对林区资源进行大范围、大视野的监控，云台是森林防火智能化监控系统中非常重要的设备，由于森林防火的云台一般都安装在野外较高的位置，一般的普通云台在林区有风的情况下，非常容易发生抖动，从而导致监控图像抖动，对于森林防火智能监控系统需要采用重型数字云台才干满足野外森林防火监控的规定，针对森林防火智能监控系统需求的重型数字云台是：自重≥20kg以上，防止监控图像抖动；载重≥50kg以上，满足森林防火监控采用较重设备的承重需要；旋转范围：0-360°方位角，俯仰角：－45°～＋45°，实现对林区资源大范围监控需要。集成数字云台接口，支持远程控制云台的角度回传，并联动控制镜头焦距，支持实时采集云台的方位角和俯仰角以及镜头焦距等参数；可维护性：云台控制电路板可以插拔，通过更换云台控制电路板即可完毕云台维护；耐低温性：特别针对北方，可以支持在零下45°环境下正常工作的性能。前端基站供电分析森林防火智能监控前端基站一般都位于野外，基站设备的供电是非常重要的环节，是保障前端基站设备正常工作的重要前提的条件，大多数情况下，野外前端基站都没有市/农电接入，接入市/农电的接入点距离一般都较远，长距离的接入市/农电到前端基站不仅导致到达基站的电压非常低容易导致设备损坏，并且沿途施工会对环境导致破坏，费用也非常高，所以针对野外森林防火智能监控前端基站优先考虑采用太阳能供电或者风能和太阳能互补供电。采用太阳能或者风光互补发电系统，是根据本地的气候条件进行选择，其供电系统的选择原则如下：基站附近有市/农电接入的情况下：采用市/农电接入，由于野外电压不稳容易导致前端基站设备的损坏，须在市/农电接入到基站后加入稳压电源设备，通过稳压电源设备输出稳定的220V电源为基站设备供电。基站附近无市/农电接入的情况下：采用太阳能或者风光互补发电系统；根据本地的气候条件，假如本地日照时间长的情况下，优先考虑采用太阳能发电系统，假如本地日照一般，但是风能非常丰富，优先考虑采用风光互补发电系统，风光发电系统发电功率配置一般为6：4；智能化森林防火监控系统前端基站均采用低功耗的设备，实际功率为100W，峰值功率为150W；所以前端基站发电系统配置600W-1000W的发电系统就可以满足规定，配置4只200ah的太阳能专用蓄电池即可满足设备3天的供电规定。针对北方和南方冬天不同的低温环境，需要考虑采用不同的太阳能专用蓄电池，在摄氏20°以下，需考虑采用胶体电池，并采用保温箱保护电池，在摄氏20°以上，可以考虑采用深循环电池，并采用普通电池箱即可。序号名称座落位置需建供电太阳能太阳能太阳能和风能互补农电前端基站防盗系统分析前端基站一般都处在无人值守的地方，为了防止基站设备被盗，需要考虑基站自身的防盗，前端基站防盗有多种方式，较为安全的方式是采用红外入侵探测加自动监控录像取证以及采用对讲系统进行喊话起到威慑作用。防雷接地系统分析前端基站所处位置一般都在野外林区内，无论是针对基站铁塔还是基站上的设备，都需要考虑防雷接地的安全措施，防雷接地措施是保障前段基站设备全天候安全正常工作的重要前提，为了防止基站铁塔和基站设备雷击导致破坏，需要采用接地系统将雷击大电流迅速导入大地，从而起到保护基站的作用，针对基站铁塔需要采用避雷针保护铁塔，需要采用防雷器保护基站设备的安全。铁塔基站系统分析铁塔是森林防火智能监控为了实现对林区大范围、大视野进行全方位监控，需要将监控摄像机提高到一定高度才干符合规定的一项复杂系统工程，铁塔高度是由三个方面的条件决定的：监控点周边的植被高度；所需要的监控半径范围；智能烟火辨认解决器的技术特点。在拟定好铁塔高度后，根据监控点的选址，结合选址点的地势条件进行铁塔基站系统设计、建设。在进行铁塔基础建设时一般需要同步进行接地系统的设计和建设。基于以上分析，结合**项目的地形特点，具体的铁塔基站系统情况如下：序号名称座落位置海拨高度需建铁塔高度需建防雷接地18米4Ω接地系统210米4Ω接地系统315米已有425米4Ω接地系统2.2.传输网络需求分析传输网络是构建森林防火智能远程监控系统重要组成部分，前端基站的监控视频图像、双向控制信号、报警信息、火点定位等重要信息都需要通过网络传回到监控中心，与普通监控不同，森林防火智能监控一般距离监控中心都较远，需要采用有线光缆或者无线网络才可以实现远距离传输。由于智能化的森林防火监控系统现在及未来需要通过传输网络承载更多的视频、图像、数据、语音等信息，所以传输网络需要采用基于IP技术的数字化网络。传输网络选择有线光缆还是无线网络，需要根据实际情况决定，对于距离前端基站较近或者已有光缆的采用光缆，假如距离较远时需要考虑采用无线网络，无线网络根据工作频段划分有多种形式，350～850MHz频段专用于移动环境的无线微波网络系统，2.4G和5.8G用于民用无需申请的无线数字网络，10-13G专用于广电标准的无线微波网络，以及涉及移动、电信的3G网络等，根据森林防火智能监控系统的特点以及无线网络的性价比综合分析，建议优先考虑采用性价比最高的5.8G无线数字网络，这是由于专用频段的无线网络设备价格昂贵，性价比低，并且与智能化监控系统兼容和匹配不好，5.8G无线网络相对于移动、电信的3G网络来说，3G网络的带宽目前还无法满足视频监控实时传输的需要。而采用5.8G无线网络，不仅费用低并且传输带宽高，不仅可以满足现有的需要，并且也可以满足未来多种应用的需要。在采用无线网络的森林防火智能化监控系统中，由于无线微波的技术特点是在直线可视距离的范围内进行传输，所以需要将无线微波的天线架设到铁塔基站较高的位置，由于森林防火监控铁塔基站一般都处在起伏的山区内，特别是在山区内，无线微波之间很难实现直线传输到监控中心，这就需要采用无线微波中继站点，借助微波中继站将微波信号中继后在传输到监控中心。对于涉及到多个前端基站监控点时，先需要根据已有的铁塔基站对微波传输途径（路由）进行优化，充足运用已有的铁塔将分布在山区的无线微波站点信号进行中继传输，最后将各路无线微波信号汇聚到监控中心。2.3.后端联网监控管理平台需求分析后端联网管理监控管理平台是森林防火智能监控系统重要的智能化监控存储、管理、控制、监视、展示、自动报警、火点自动定位及展示等综合功能需求。通过后端联网监控管理平台需要实现对前端基站监控视频图像的保存，以及需要通过大屏幕电视墙在指挥中心展示，需要通过联网监控管理平台实现远程操作和控制前端基站的重型数字云台等设备进行大范围、大视野的监控；需要通过网络实现与上、下级单位联网实现统一的联网智能监控管理系统。基于以上功能需求，具体的后端联网监控管理平台重要需求如下：联网监控管理平台软件：需要采用联网监控管理平台软件实现对前端基站智能监控点进行管理必须的系统平台软件；联网监控管理服务器：运营联网监控管理平台软件；监控管理客户端PC机：运营客户端软件；操作台：安装管理服务器或PC机，便于管理人员平常管理和维护；大屏幕展示系统：需要采用DLP大屏进行拼接组成大尺寸的电视墙用于显示视频监控图像等各种信息；监视器：需要采用监视器对单路图像进行监视，嵌入电视墙，是电视墙大尺寸屏幕辅助显示部分；LED屏：需要采用LED屏安装在电视墙上端用于辅助显示文字信息；视频解码器：需要采用视频解码器将监控视频图像解码至电视墙；互换机：需要采用互换机连接服务器、PC机、网络设备、监控设备等；综合布线：需要对指挥中心进行综合布线实现设备联网，语音通讯、设备供电线路等；静电地板：需要采用静电地板保护机房内的电子设备，防止电子设备自身和人体产生静电损坏电子设备；防雷接地：需要采用至少小于4Ω的接地系统，将机房的防雷器、静电地板等设备接入接地系统。3.建设目的根据以上需求分析，本次项目的系统建设目的是：建设成森林防火智能监测系统，是一套集视频监控、智能预警、指挥调度、防盗报警为一体的智能森林防火信息系统，系统可认为指挥中心提供准确、及时的现场信息，并且可以实现对森林资源、森林病虫害及野生动物实行监控，对动植物保护和树木监护，通过视频监测记录发现非法伐木者，监控视频资料可以作为处罚依据建设成以GIS管理软件为平台配合地面数字模型（DEM）实现智能火点自动定位，为指挥中心提供快速准拟定位信息；建设成节能环保、安全高效的前端基站系统，采用低能耗的基站设备和先进环保的太阳能供电系统以及高安全性的防雷接地措施，为用户提供长时间无需人工维护的自适应系统。建设成基于IP网络的5.8G无线数字微波或者光缆传输链路系统，高性能的IP的网络（5.8G无线数字微波支持54M/108m带宽，光缆支持100M/1000M带宽）不仅能为用户提供高质量的视频监测图像（支持D1、高清（720P）、全高清（1080P））和双向云镜信号控制，并且还可认为用户提供未来需要的气息信息采集、语音对讲、数据等多种网络业务带宽及性能，充足保护用户投资；建设成以指挥中心决策为核心，以智能监测系统为支撑平台的森林防火信息应急指挥系统，为决策层提供监测图像及分析、林火自动辨认报警系统和GIS自动定位系统，指挥调度防火灭火措施、GIS定位等信息；建设成开放式的系统平台，提供标准的软硬件接口，为用户以后系统升级提供保护。4.建设原则及标准4.1.建设原则根据需求分析结合森林防火项目智能监测系统实际情况，以森林防火监测指挥系统结构配置的合理性、科学性和经济性为原则，同时严格掌握以下原则进行设计：规范性原则本系统是一个严谨的综合性系统，在系统的设计与施工过程中应严格执行各方面的标准与规范，并遵从各项技术规定，做好系统的标准化设计与施工。各配套设备的性能和技术规定稳定可靠，所有的器材应符合国家标准和行业规范。先进性原则无论是软件配置，还是硬件选型，力求做到技术先进，安全可靠防范严密。兼容性原则即系统设计合理，无论是硬件的匹配，还是系统与特定环境的适应性，都规定有很好的兼容性。硬件方面，规定将来系统升级时对既有硬件设备能上下兼容，节省投资。前瞻性原则即系统的设计能充足考虑森林防火监测指挥系统的发展需要，能充足适应科技的快速进步，对系统的扩展性预留可连续发展的接口和技术空间。易用性原则系统在设计时能充足考虑林业系统的行业特点和管理人员的操作习惯，运营过程简朴易行，人工操作易学易用，监测管理快捷高效，应急指挥科学可行，灾后评估快速准确。能做到开机即可工作，通电即可运营的限度。安全与保密原则系统的设计和设备配置必须保证森林防火信息的安全，有较好的数据安全措施，有较强的数据备份和系统恢复功能。系统的数据库必须分层次和级别、保证数据库在各种级别保密限度上的查询访问，防止信息被任意查询和破坏，对各种各样的计算机病毒，系统都应具有高度的免疫力；同时野外设备因具有良好的防盗能力。阶段性和可扩充性原则系统设计应符合统一规划、阶段性实行的原则，充足考虑林火监测的需求和未来技术发展所带来的系统扩充的需求，预留足够的接口空间，可满足以后的软件升级及设备扩容，应留有向上级森林防火指挥中心传输监测图像和控制权的接口。4.2.建设依据及标准在设计、施工、验收、维护时，我方将严格执行以下规范：《安全防范工程技术规范》（GB50348-2023）《安全防范系统验收规则》（GA308-2023）《中华人民共和国公共安全法》《视频安防监测系统技术规定》（GA/T367-01）《报警图像信号有线传输装置》（GB/T6677-96）《安全防范系统通用图形符号》（GA/T74-94）《安全防范工程程序与规定》（GA/T75-94）《安全技术防范产品管理办法》国家技术监督局公安部令第12号《电气装置安装工程施工及验收规范》（BGJ232。90。92）《无线局域网标准》IEEE802。11《建筑物防雷设计规范》GB50057-94《钢结构工程施工质量验收规范》GB5025-2023《中华人民共和国森林法》《中华人民共和国环境保护法》《森林防火条例》《森林重点火险区综合治理工程项目建设标准》《森林资源非空间数据》DF01-1110《林业数字矢量基础地理数据标准》DF01-1311《林业政策法规数据标准》DF01-1410《林业文献资料数据标准》DF01-1430《中华人民共和国森林法》全国人民代表大会1998年4月《中华人民共和国森林法实行条例》国务院，2023年1月《中华人民共和国森林防火条例》国务院，1988年3月《全国生态环境建设规划》国务院，1988年10月《国务院办公厅关于进一步加强森林防火工作的告知》国办发[2023]33号《中共中央国务院关于加快林业发展的决定》中发[2023]9号《全国森林防火“十五”计划及2023年规划》2023年12月《国务院办公厅关于进一步加强森林防火工作的告知》国办发[2023]33号《国务院办公厅关于切实加强当前森林防火工作的紧急告知》国办发明电〔2023〕11号《中华人民共和国无线电管理条例》中华人民共和国国务院、中央军事委员会令（第128号）以及其他相关政策文献及建设标准5.森林防火智能监测系统总体构成森林防火智能监测系统是采用人眼可以辨认的可见光技术的智能辨认解决器、低照度摄像机、长焦镜头及后端监测管理软件实现烟火智能辨认并自动报警，运用重型数字云台转动的方位角和俯仰角、长焦镜头的焦距及后端GIS管理软件平台实现火点自动精拟定位，通过摄像机和传输链路将视频图像和控制信号传输到指挥中心进行监视、存储、管理的一套智能型的森林防火监测系统。森林防火智能监测系统是由前端智能监测基站、传输网络、后端监控管理平台及输出展示系统系统构成，系统结构如图所示：系统架构由以下几部分组成：前端智能监测基站前端智能监测基站重要涉及：重型数字云台、低照度摄像机、烟火智能辨认系统、火点自动定位系统、设备自身的防盗报警系统、市电或太阳能供电系统、5.8G无线数字微波系统、基站控制系统、铁塔、防雷接地系统等构成，是实现智能防火监测系统前端视频图像采集、烟火智能辨认并自动报警和火点自动定位数据采集的重要站点。传输网络传输网络采用基于IP网络的数字化传输网络，网络重要涉及：有线光缆和5.8G无线数字网桥系统2种方式，有线光缆涉及单模多芯光缆和光纤收发器构成，5.8G无线数字微波系统涉及前端5.8G数字网桥系统、5.8G数字网桥中继系统、监测中心机房数字网桥系统构成，传输网络是实现前端监测点视频图像、数据采集传输到监测中心机房的必须链路，是构成森林防火远程监测系统的重要组成部分。后端监控管理平台及输出展示后端监控中心由无线数字网桥系统、视频联网监测管理平台软件、GIS管理平台软件、PC服务器、磁盘阵列或DVR硬盘录像机、视频矩阵、监测计算机、指挥中心大屏幕构成，是实现工作人员平常在指挥中心对野外森林进行远程集中监测，通过无线数字传输网络实现森林防火智能监测的数据采集、分析、林火定位、自动报警、指挥调度等功能。6.森林防火智能监测系统具体设计6.1.前端智能监测基站具体设计前端智能监测系统是采用低照度摄像机和长焦镜头对基站附近数公里范围林区进行视频监控图像采集，采用重型数字云台对摄像机和镜头实现方位角360°，俯仰角-45°到+45°全方位监控，通过重型数字云台的方位角和俯仰角以及长焦镜头焦距实现火点的精确自动定位，在摄像机后端配置一块先进的嵌入式硬件智能烟火辨认解决器，实现烟火的智能辨认，一旦发现疑似烟火，智能解决器自动辨认并自动向后端监控中心发送报警信号，配置一台视频编码器将前端监控的视频图像经编码器压缩后，采用5.8G无线数字微波系统将基站的监控视频图像和各种控制信号传回监控中心；由于基站所处位置在野外，需要考虑防水、防腐、保温等措施，所以对摄像机和长焦镜头采用全天候防护罩进行保护，对智能辨认解决器以及其它控制设备采用一体化集成基站控制设备，保证系统长时间稳定可靠运营。由于基站所处位置离监控中心较远，并且附近无电源可取，所以需要采用太阳能发电系统或者太阳能和风光互补的发电系统为基站设备提供电力保障，同时由于基站所处位置为野外林区，需要考虑基站设备自身的防盗和基站设备的防雷接地安全措施。为了获得更好更广泛的监控视野范围，需要在基站所在位置修建铁塔，所需高度根据监控视野范围和四周植被的实际情况决定。前端基站重要涉及以下部分：视频采集系统烟火智能辨认解决器供电系统防盗系统基站控制设备防雷接地系统铁塔基建系统以上七个子系统是构成前端基站的组成部分，以下为对各个子系统做具体描述前端基站系统构成如图所示：6.1.1.视频采集系统视频采集系统组要涉及低照度摄像机、长焦镜头、野外大型防护罩、重型数字云台、视频编码器、前端传输网络组成。低照度彩色摄像机根据森林防火智能监控系统视频图像采集的规定是：全天候24小时实时监测；在夜间极低的光线照明度下获得监控图像；日夜24小时拍摄清楚的图像根据规定我们采用：HFC-V1b低照度彩色摄像机采用的摄像机具有：大尺寸CCD:1/2”SuperHADcolorCCD，CCD的感光面积越大，成像效果越好，保证森林防火智能监拍摄成像效果更好的视频监控图像；日夜模式：满足森里防火智能监控全天候24小时实时监测需要；最低照度：最低CCD感光度彩色模式0.01LuxF1.2，黑白模式0.003LuxF1.2，满足森林防火智能监控在夜间极低光线照度下的监控需要；分辨率：水平高解析度彩色模式540TVL，黑白模式560TVL，保证了摄像机日夜24小时拍摄清楚的图像需要；长焦镜头根据森林防火监控范围的不同，选用不同焦距的长焦电动变倍镜头，以满足森林防火监控大范围大视野监控的需要，一般情况下，3公里的监控范围选用10-300mm的长焦镜头，5公里的监控范围选用16-500mm的长焦镜头，10公里的监控范围选用20-700mm的长焦镜头。根据监控范围的实际情况我们采用：HFC-V6b长焦电动变倍镜头具体配置如下：监控点规格型号倍率焦距(mm)光圈范围备注A1/2"3210~320F2.5~T1500带预置位B1/2"3215.6~500F3.9~T1500带预置位C1/2"6012.5~750F3.8~F22·C带预置位长焦镜头如图所示：长焦电动镜头采用的长焦电动变倍镜头具有：焦距：10-300mm，满足森林防火不低于3公里监控范围规定；光圈范围：F1.6-560，大光圈是实现较远距离清楚图像的重要前提；驱动：DC自动；规格：1/2″,与高清摄像机配套获取大范围清楚图像；带预置位：是实现森林防火智能监测系统火点自动定位的重要功能；分辨率：支持D1。采用的高清楚镜头与高性能日夜两用高清摄像机配套使用，即使在雾气、灰尘、烟雾、小雨等可见光(彩色图像)环境中，也可拍摄到非常清楚、高对比度的影像，提高远距离观测效果。野外大型防护罩由于森林防火智能监控系统前端基站在野外，需要采用野外大型防护罩用来保护摄像机和长焦镜头，将摄像机和长焦镜头安装在防护罩内是现实智能监控全天候24小时工作的重要保障，面对野外恶劣的气候条件，大型防护罩需要防火、防雨、防风、防潮、温控、防腐性能的规定。根据规定我们采用：HFC-E4a1全天候防护罩采用的野外大型防护罩具有：材料主体：铝合金，满足野外森林防火监控的防腐、防雨、防火规定；视窗：高清楚透明玻璃，满足视频监控摄像机可以采集到更好的图像效果；自动温控范围：加热开：8°±5°关：20°±5°（风扇同时运转）风扇开：37°±5°关：20°±5°，满足森林防火监控全年全天候设备安全运营的环境规定。重型数字云台前端基站一般都位于林区较高的位置，风力较大，极易导致基站上的摄像机发生晃动从而引起监控图像抖动，为了满足野外林区监控的需要，需要采用重型数字云台安装摄像机和长焦镜头防止晃动，同时由于基于森林防火的智能监控范围较大，需要重型数字云台可以实现0-360°的全方位角以及－45°～＋45°俯仰角度的大范围监控才干满足森林防火智能监控的规定。森林防火智能监控系统配置的长焦镜头可以监控到数公里的范围，较远的监视距离对重型数字云台的运转精度规定也非常高，越小的运转精度在远距离监控时才可以实现监控画面的平滑过渡，不会导致远端林区监视范围画面不连续的情况。作为智能化的森林防火监控系统，其重型数字云台必须具有自动巡检和手动巡检功能，平常运转的情况下，通过系统管理员设定重型数字云台预置位后，由系统控制云台进行全天候24小时自动巡检，当出现可疑情况时，可由管理员手动控制云台到达需要的监看位置，对于远距离大范围的森林防火监控，其重型数字云台的预置位越多越好，越多的预置位是实现对于森里防火所需的远距离大范围全面监控的重要保证。为了实现森林防火智能监控系统的火点自动定位，需要采用的重型数字云台具有定位功能，配合后端GIS平台软件实现火点自动定位。根据规定，我们采用：HFC-E1重型数字云台重型数字云台如图所示：HCF-E1重型数字云台采用的重型数字云台具有：旋转范围：水平0°－360°，实现全方位监控；俯仰角度：－45°～＋45°；运转精度：0.01°，保证远距离监控画面的连续性；旋转速度：0.1°～5°/s；控制方式：自动（预置位）或手动均可；可设定多达1024个预置位；定位精度：0.05º，配合GIS系统实现高精度定位；针对北方：内置温感和加热系统，工作温度：-45℃－＋60℃；针对南方：工作温度：-20℃－＋60℃可以远程控制云台的方位角和俯仰角，并联动控制镜头焦距，可事实采集云台的方位角和俯仰角以及镜头焦距等参数；外形结构专门针对森林防火监控的野外环境专门设计；自重：20kg以上；保证图像不抖动载重：50kg以上；可维护性：电路可插拔设计，通过更换云台控制电路板即可完毕云台维护；集成云台数字接口；视频编码器视频编码器是将前端的视频监控录像经压缩编码后转换为网络数字信号经IP网络传回到监控中心，根据森林防火监控规定视频编码器可以支持D1或1080p、720p、UXGA等高清分辨率编码。根据规定我们采用：DS-6101D视频编码器，考虑到野外环境，将编码器内置在基站控制箱内。采用视频编码器具有：音视频输入：支持模拟视频输入、模拟音频输入、语音对讲输入音视频输出：音频输出视音频编码参数：视频压缩标准 H.264视频编码分辨率 4CIF/DCIF/2CIF/CIF/QCIF视频码率 32Kbps-2Mbps,可自定义视频帧率 PAL:1/16—25帧/秒，NTSC:1/16—30帧/秒码流类型 复合流/视频流双码流 支持音频码率 16Kbps外边接口：RJ4510M/100Mbps自适应以太网络接口1个，RS-422串行接口（用于云台控制）1个，RS-232串行接口（用于参数配置、设备维护、透明通道）4路报警输入，2路报警输出前端传输网络森林防火智能检测基站一般都位于野外，需要采用传输链路将前端视频图像以及各种信号传回监控中心，针对野外监控传输链路的选择，我们推荐采用5.8G无线数字网桥，由于5.8G无线数字网桥是一种经济高效的传输链路系统，相对于铺设有线光缆采用5.8G无线数字网桥是非常经济和可靠的系统，且5.8G无线网桥传输链路带宽完全可以满足森里防火防火智能监测系统所需的带宽。并且架设的无线数字网桥系统后可以在保护已有的投资的前提下，可以无缝扩大现有的无线网络。前端无线传输网络是由5.8G无线网桥和天线构成，根据视频监控所需的带宽和传输距离选择27M、54M、108M或150M的无线网桥，根据前端基站到中继点或者监控中心的距离的远近选择天线，一般正常情况下，3公里以内的通视距离采用集整天线板就可以满足规定，对于超过3公里的通视传输距离采用外接天线，天线规格根据实际的传输距离选择直接为φ0.8米、φ1.0米或φ1.2米的天线。根据规定我们采用：5.8G无线网桥根据传输距离我们采用：φ0.8定向天线带内置19dBi、23dBi和不带内置天线三种类型，以适应传输距离的不同规定。采用的5.8G无线网桥具有：性能优异：符合IEEE802.11a/b/g/n标准，采用MIMO、OFDM技术；组网灵活：支持APWDS、StationWDS、AP、Station等应用模式；专有的TDMAPolling技术，具有先进的抗邻区（Inter-Cell）互扰能力和在点对多点（PTMP）连接时也具有高吞吐量、低延时能力；超高传输速率：拥有150Mbps的传送速率，实际数据速率高达70Mbps以上；现场频谱扫描软件：可以扫描5.8GHz全频段，并给出信号强度、具体频点、信道，方便工程调试；信道频宽：通过软件可控每个信道的频宽5MHz、10MHz、20MHz、40MHz，有效运用频点资源，优化无线链路，特别有助于大规模的视频数据传输业务；多重安全措施：支持WEP，WPA，WAP2和802.1x，支持国际标准的AES/TKIP；带宽管理：带宽控制以1k为单位，具有完善的QoS服务品质保障；天线校整：WEB界面自动显示接受电平值，方便工程施工、测试；带宽测试：提供收发带宽测试，无须第三方测试软件，方便工程安装调试；IP工具软件：当您忘掉无线设备IP地址时，可以用（IPConfig）工具软件搜索设备的IP地址；中英文WEB管理，同时支持Telnet，监控管理更方便；支持配置文献导入/导出和软件升级；网络管理：基于WEB远程管理或SNMP集中管理；防风、防雨、防晒、防尘、防震以及散热设计。6.1.2.智能烟火辨认解决器智能烟火辨认是构成森林防火监控智能监测系统最核心的和最重要的功能，是实现传统普通森林防火监控由人工监看向智能型森里防火监控由智能设备自动监看的重要转换，采用智能设备自动监看的森林防火监控系统可以提供工作效率，减少因人工的疏忽而导致的漏报情况，智能监控系统可以实时全天候24小时监测森林防火，智能设备一旦发现疑似烟火通过系统报警平台及时为用户提供的现场信息，让用户在第一时间通过智能监控系统迅速判断，并作出相关的应急解决措施。先进的智能烟火解决辨认器是将摄像机采集到的视频图像未经压缩直接进入智能烟火辨认解决器数字化后通过对烟、火的颜色、形状、轮廓、纹理以及光谱特性、空间几何特性等多种因素的智能分析，一旦发现疑似烟火，智能解决器自动辨认并自动向后端监控中心发送报警信号。由于没有对监测的图像进行压缩，智能解决器能辨认的烟火有效面积低至10×10像素，所以可以实现几乎没有漏报，误报率低的优点。为了进一步减少误报率，智能解决器可以在第一次发现疑似烟火后，通过控制信号自动推动长焦镜头将视频监控图像进一步放大后，进行第二次进行辨认和确认。基于以上分析我们采用品海普公司有自主知识产权和国内领先水平的前置嵌入式硬件智能烟火辨认解决器HFC-A8来解决智能森林防火监测系统的规定。考虑到野外环境，已将智能烟火辨认解决器集成到基站控制设备内、智能烟火辨认解决器如图所示：HFC-A8智能烟火辨认解决器该智能烟火辨认解决器具有：基于视频图像分析技术的林区烟火智能解决技术在夜间能有效避免环境路灯、车灯等干扰，有效地辨认火点，有效避免误报的发生具有火点二次判别机制，有效减少误报一旦判断监视区域图像上具有疑似火点，自动触发报警灵敏度：烟火在视频图像中的最小靶面面积为10*10象素即可辨认解决器内含图像去抖动功能；烟火辨认准确率不低于90%；已经通过国家权威机构鉴定符合以上技术参数的智能预警报告或证书。6.1.3.供电系统前端监控基站所处位置在野外，除基站附近有市电的情况下采用市电，远距离一般不建议采用市电，由于过长的电源线路导致到达基站时电压较低，容易导致设备损害，并且成本高，我们建议在日照比较丰富的地方采用太阳能发电系统，在风能比较丰富的地方采用风能和太阳能互补的发电系统，前端基站的设备实际功率为100W，最高峰值功率150W，根据实际情况建议配置600W-1000W的发电系统即可满足前端基站所有设备的供电规定。发电系统配置说明：（1）太阳能发电系统是由太阳能电池板、蓄电池、控制器、逆变器（有220V设备采用）、电池保温箱构成（2）风光互补发电系统是由太阳能电池板、风力发电机、蓄电池、控制器、逆变器（有220V设备采用）、电池保温箱构成根据实际情况我采用太阳能发电系统，配置如下：太阳能电池板：400W单晶/多晶硅太阳能电池板风力发电机：600W风力发电机蓄电池：12V/200ah胶体电池控制器：12V/24V30A太阳能智能控制器逆变器：12V/2023W逆变器（纯正弦波）以上配置各部分的作用为；太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。风力发电机：小型风力发电机是将分能转换为电能，并且将发出的电能一方面通过蓄电池贮存起来，然后再由蓄电池向用电器供电太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具有温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项；蓄电池：选用胶体电池可以更好的支持前端基站不完全充放电的规定，胶体电池可以在高温和低温环境下正常工作，非常适合野外恶劣的环境，。胶体电池的作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。逆变器：太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。市电配置说明：对于基站附近有市电或者规定采用市电时，由于基站设备大多数为直流电源设备，考虑到电压的不稳定容易导致基站设备损坏，建议采用稳压电源设备为前端基站提供稳定的电压以保护基站设备的用电安全。6.1.4.防盗系统森林防火智能监测系统前端基站设备大多数安装在无人值守的密林深处，需要考虑设备防盗的问题，对于野外森林防火监测基站的防盗，我们建议采用红外报警和安防摄像机联动方式进行自动防盗报警，并采用双向语音对讲方式起到警告和威慑作用。根据防盗系统的功能规定，配置如下：防盗摄像机：室外一体红外摄像机红外探测器：室外三鉴探测器(红外/微波/人工智能)室外喇叭：国产拾音器：国产数字报警主机：HFC-AH报警主机（集成到基站控制设备里）防盗报警系统工作方式为：在防盗摄像机后端安装一台数字报警主机，根据防盗摄像机动态摄像的图像，设立周界保护、物品丢失等报警类型，保证前端基站的设备安全。一旦有人靠近、攀爬基塔，告警系统启动，安保摄像机录像回传至监控中心并实时录像，同时，喇叭现场播放语音警示。监控中心接受到报警信号后，立即通过语音对讲系统对现场喊话。上级监控指挥中心可通过对讲系统对本地实现单向对讲，本地声音可被上级单向监听。远程控制软件通过远程控制软件，在监控中心远程控制前端基站的电子监控设备，可控制云台、摄像机、镜头等设备。可以根据林区的特殊自然环境，采用红外报警器。并配合前端报警设备联动联网监控管理平台。6.1.5.基站控制设备由于前端基站设备都工作在野外，前端基站涉及到智能烟火辨认解决器、防盗报警的数字报警主机、功放、控制电路、编码器、互换机等设备，针对野外恶劣的气候条件，这些电子设备的都无法正常工作在野外的环境，只有采用一体化设计的集成控制设备，将前端基站的智能监控设备集成到一个恒温控制防水箱内，才干保证野外森林防火智能监控系统长时间稳定可靠运营。基于森林防火智能化监控的特点，我们采用：HFC-E2基站控制设备采用一体化集成设计，集成智能烟火辨认解决器、防盗报警的数字报警主机、功放、控制电路、编码器、互换机等森林防火前端基站所有控制系统。基站控制箱如图所示：基站控制设备采用的基站控制设备具有：设备采用一体化集成设计，保证系统长时间稳定可靠运营；设备功能：视频解决、远程控制、智能采集、数据互换、通讯协议转换、网络I/O控制、防盗功能；接口：视频输入/输出接口（2路输入/1路输出），控制接口（可远程控制云台、摄像机），网络接口（10/100Base-T以太网接口），数字报警接口（可接报警喇叭、拾音器）电源接口（220V输入，12V/24V输出）；设备外观：全铝合金结构机身，机身表面所有采用散热鳍片，具有良好防腐性能、密闭性能和散热性能；防护性能：具有防火、防雨、防风、防潮、防腐性能；防护等级：IP66；工作温度：-20°C-+60°C；户外监控设备的智能温控防护箱系统简介：系统外观铸铝结构，内置前端基站电源转换设备等防水、防雨、防风、防潮、防腐工作温度：-20°C～＋60°C可内置烟火辨认智能解决器远程控制功能可控制云台水平转动、垂直转动，同时具有全变速控制功能可控制镜头的变倍、聚焦、光圈具有高精度云镜预置位功能，每个预置位可精确设立云台的水平转角、垂直夹角，镜头的焦距可设立10条以上把戏扫描轨迹；配合林火辨认解决器可将火点自动居中放大，以实现烟火的二次判别可控制云台、镜头自检具有软、硬件看门狗功能，能有效防止死机具有垂直位置“归零”设立与记录功能双工信息解决：回显数据与远程控制同时解决视频解决功能编解码方式：MPEG-4或H.264帧速率：1～30fps（全动态）可调输入：2路复合端子；接口：BNC阴性分辨率：PAL制172×144～752×582可调具有视频切换功能智能采集功能接口：10/100Base-T以太网接口方式：RJ45插座或G.703E1接口可采集云台的水平转角、垂直夹角、镜头的焦距等参数预置位信息回显支持传统的模数转换方式，也支持全数字方式6.1.6.防雷接地系统对于野外的森林防火监测基站，防雷接地是保障基站及设备安全必不可少的一项，森里防火监测基站防雷接地系统包含2个部分，第一部分为：基站铁塔的防雷接地，第二部分为：基站设备的防雷接地，按照防雷接地的国家标准：基站铁塔防雷接地小于10Ω，基站设备的防雷接地小于4Ω。基站防雷接地重要涉及：避雷针、小于10Ω接地系统；基站设备防雷接地重要涉及：电源防雷器、信号防雷器、无线设备防雷器、小于4欧姆接地系统基站防雷接地方式：第一种方式：分开接地，既基站防雷接地和基站设备防雷接地2套接地系统，基站避雷针接在基站防雷接地系统，基站设备接在基站设备防雷接地系统第二种方式：共用接地，既共用接地系统小于4欧姆，基站避雷针和基站设备都接在该防雷接地系统上，但是基站铁塔防雷接地点和基站设备防雷接地点需要隔开10米的距离，做到共地不共点。接地系统的施工方式：第一种方式（重要是针对基站铁塔的防雷接地）：在基站附近找寻一块空地，开挖一个大坑采用铁丝网铺设，采用扁钢连接并引出，回填时采用降阻剂混合泥土回填，接地电阻小于10Ω；第二方式（共用接地）：在基站附近找寻一块空地，开挖4到8个1.5米深得小坑，采用非金属接地模块植入坑内，采用扁钢将各个模块进行焊接并引出，回填时采用降阻剂混合泥土回填；接地电阻小于4Ω；第三种方式（基站附近地势条件不好，无连续的泥土地）：在基站附近30米得范围内，采用多个铜包钢接地棒找寻可以接入泥土的地方进行插入，然后采用扁钢将各个接地棒进行焊接引出。接地电阻小于4Ω。根据基站附近的实际情况，我们基站防雷接地方式采用：共用接地，接地系统施工方式采用：接地模块工艺接地系统；基站铁塔防雷设备配置：铁塔防雷设备：球形避雷针基站设备防雷设备配置：基站设备防雷设备配置与基站控制箱所在位置有关，假如基站控制箱安装在铁塔下面的机房内，配置如下：A：外接风光互补防雷配置：直流电源防雷器：HFC-DC242个二合一防雷器（电源和视频）：HFC-DX-21个RS422防雷器：HFC-X-EC1个视频防雷器：HFC-X-BNC1个直流电源防雷器：HFC-DC121个同轴避雷器：CLSP58NA（外接天线用，集整天线不用）网络防雷器：HFC-RJ451个防雷箱：用于安装和保护防雷器B：外接市/农电配置：一级交流电源防雷器：HFC-60/21个二级交流电源防雷器：HFC-20/21个退耦器：HFC-M351个RS422防雷器：HFC-X-EC1个直流电源防雷器：HFC-DC121个视频防雷器：HFC-X-BNC1个同轴避雷器：CLSP58NA（外接天线用，集整天线不用）网络防雷器：HFC-RJ451个二合一防雷器（电源和视频）：HFC-DX-21个防雷箱：用于安装和保护防雷器假如基站控制箱安装在铁塔上，并靠近高清重型数字云台和摄像机的位置，由于铁塔安装了避雷针，摄像机及高清重型数字云台、基站控制箱都在避雷针的保护范围内，并且基站控制箱与铁塔之间采用了绝缘隔离，基站控制箱与接地系统进行良好的接地，各种信号线距离较近，除以上配置的防雷措施还需配置具体如下：RS422防雷器：HFC-X-EC1个网络防雷器：HFC-RJ451个二合一防雷器（电源和视频）：HFC-DX-21个防雷箱：国产用于安装和保护防雷器基站接地系统（小于4Ω）配置：接地模块：非金属接地模块降阻剂：长效防腐物理型降阻剂扁钢：国产辅材：国产6.1.7.铁塔基建系统森林防火智能监测系统前端基站位于林区内，四周一般都有较高的灌木林，森林防火智能监控规定的视野广、无障碍、监控角度大，尽量少设监控点，并尽也许使得每个监控点监控覆盖的森林面积最大等特点，需要采用铁塔提高到一定的高度来满足森林防火智能监控的规定，铁塔高度是由四周的灌木林高度和监视范围规定以及可见光技术的智能烟火辨认解决器的技术特点共同拟定。抱负的铁塔监控点高度应当是，高过四周的灌木林，摄像机水平位置可以监视到较大面积，摄像机俯仰角不易过大（±45°以内最佳），由于过大的俯仰角容易导致智能烟火解决器无法正常辨认到正常的烟火。铁塔基建是一项十分重要的项目，质量决定铁塔的使用年限，为了保证铁塔质量一般需要通过取得资质的设计单位进行设计并严格按照相关的质量标准进行修建。基站铁塔遗址的优化原则满足森林防火智能监控以及无线网桥传输的规定；场地平坦，附近无高大建筑物遮挡；工程地质良好，避开断层、古河道及也许塌方、滑坡的地段；选择安全的环境，避开易燃易爆的场合和粉尘及有害气体的污染源；避开低洼地，防止雨水淹灌；基站铁塔形式选择基站是否需要修建铁塔，可以根据选址点的实际情况拟定，假如附近有移动公司的铁塔，在也许的情况下，优先考虑采用附近已有的铁塔；基站铁塔因结构形式不同，可分为自立塔、拉线塔（桅杆）；基站铁塔因所建地点不同，有地面塔、屋顶塔之别；地面塔通常采用的塔形有角钢塔、钢管四柱（或三柱）塔因其根开可以做到很小（2米左右），合用于狭窄场地或距建筑物较近的情况，单造价高于角钢塔。独管塔多用于城市风景区或其它规定美观的场合，由于独管塔线路引下和人员攀登都不方便。加之造价较高，仅用于特殊规定的环境。拉线塔的优点是用钢量小，但占地面积大，是否经济应综合考虑；此外拉线塔易受外力破坏，一旦拉线受损即导致倒塔；拉线塔受风力作用还会发生摆动和水平扭动，采用微波传输的基站慎用。基站用地面积根据不同地方的实际情况，一般以塔高15米-20米为例，用地范围大约为：角钢塔：6米×6米，钢管四柱塔3米×3米，独管塔2米×2米；拟定用地范围时应注意，铁塔一定要与附近建筑留出安全距离。铁塔设计优化说明铁塔设计原则：满足智能监控基站设备的安装规定，便于操作维护；符合国家钢结构规范，保证结构安全，抗风、抗震、防锈‘防雷；优化设计，合理选型，便于制作、安装，缩短施工周期，减少工程投资；合理选择塔形；不同塔形的造价悬殊较大，合理选择塔型是节省投资的关键：优化选择角钢塔，角钢塔自重轻、造价低、结构合理、技术成熟、安全度高、被广泛采用；选择合理的铁塔根开，根开得大小影响钢材用量和基础造价，须经结构计算优化拟定；合理拟定铁塔的载荷和高度；；这也是减少造价的重要途径：风荷载：以国标《建筑结构载荷规范》中“全国基本风压图”拟定基本风压值为设计依据，不要随意超规范加大安全储备，导致不必要的浪费；针对不同地区风压值（如山东沿海地区基本风压值为0.5-0.65KN/m²，内陆地区为0.35-0.45KN/m²），因地制宜，分别提供不同的铁塔设计，可以大幅度减少造价，切忌一套铁塔图纸打遍天下的不负责任的现象；铁塔高度：按实际情况高过四周的灌木林，摄像机水平位置可以监视到较大面积，摄像机俯仰角不易过大（±45°以内最佳），由于过大的俯仰角容易导致智能烟火解决器无法正常辨认到正常的烟火。铁塔安全设计：铁塔的防雷设计应严格执行《基站铁塔与接地设计规范》,铁塔的防锈蚀采用热镀锌方式，施工现场不得打孔、焊接，以免破坏镀锌层，加强铁塔的防盗措施至关重要，螺栓或塔材的被盗也许引发倒塔事故，铁塔的最下一段塔身应采用防盗螺栓；地脚螺栓应焊防盗钢帽或浇筑混凝土保护层。铁塔基础设计的优化铁塔基础设计中重要考虑的问题是如何使基础在满足抗倾覆、抗压及抗滑移（位于山坡地势）的前提下，是基础造价降到最低，且便于施工。基础设计前,一定要做工程地质勘察，切不可盲目设计，以免酿成事故；角钢塔基础的设计优化：独立基础是在角钢塔四脚分别做独立的基础，再以连系梁连接，因其施工简便，造价低廉，应作为首选方案，本地下水位较高或岩石埋藏较浅时，可考虑采用筏基，筏基的优化途径是改通常的实体筏基为箱式筏基，中部回填土或砂石代替混泥土做配重，可减少造价20%左右，地下水位高或土质较软弱时应采用桩基，桩基造价较高但安全可靠，岩石埋藏较浅时，也可将钢筋锚入岩石，将诶和做独立基础或筏基，可大大减少混凝土量，从而减少造价。钢管四柱塔基础的设计优化：钢管四柱塔根开很小（2米左右），多用于场地狭小或临近建筑物的环境；一般采用混泥土上墩式基础，基础面积不大，深度较大，靠混凝土自重和土壤侧压力、摩阻力来自抵抗铁塔的倾覆力；缺陷是混凝土用量较大，因开挖较深施工中容易塌方，或危及附近建筑安全。优化设计改善为浅墩+人工挖孔短柱，埋深2.5m以上是墩式基础，2.5米以下改为4根直径1米得人工挖孔短柱，总深度略大于实心墩基；由于此种基础能充足地发挥土壤的力学作用，混凝土量大大减少，是基础造价减少30%以上。独管塔基础也可采用此优化方案；基础工程的可不预见因素设计文献提供的工程预算，是根据施工图和预算定额计算出来的，很难覆盖工程中实际发生的各种不可预见费用，由于每个工程所处环境不同，碰到的不可预见因素也不尽相同，应严格控制；有的建设场地需做三通一平（通路、通电、通水及场地平整），必须投入一部分资金，尚有的基础位于无路的山区，所有的建材及设备需要进行二次搬运，将产生二次搬运费；有的场地比较狭窄，挖孔的土方无处堆放，发生土方外运及回运的费用，或因土质因素导致地基塌方增长了土方工程量；有的基站局部有影响施工的障碍物，在基础施工时只能将障碍物拆除，待基础施工完毕后再予以修复，此时就出现了拆除与重建的费用。基于以上分析以及结合实际情况，具体的基站铁塔结构、塔形、高度等如下：监控基站铁塔建议采用：自立塔结构，塔形采用角钢塔，塔高根据实际情况结合森林防火智能监控的监控范围以及智能烟火辨认解决器的特点采用N米高的铁塔。中继站铁塔建议采用：自立塔结构，塔形采用独管塔，塔高根据无线网桥之间的可视情况采用N米高的独管铁塔。6.2.传输网络具体设计6.2.1.传输网络选型传输网路是实现森林防火智能监测系统前端基站视频图像及各种信号传输到后端监控中心的必要的组成部分，基于森林防火智能监测系统的传输网络重要有两种方式，第一种采用有线光缆进行传输，第二种方式采用无线网络进行传输，对于距离较近或者已有光缆的情况下采用有线光缆，在可以选择传输网络时，优先考虑采用无线网络传输系统，这是由于森林防火监控自身的特点所决定，森林防火监控基一般都建在山区中，不同监控基站的地理情况以及地势都比较复杂，面对复杂的地形，采用有线光缆不仅施工复杂，并且成本也非常高，沿途施工还会对植被导致破坏，是一种既破坏环境又不经济的一种方式，而采用无线传输方式以施工简便，成本低，一次性投入等优势，成为森里防火监控系统传输链路的首选。图像实时传输、清楚，传输频率可选，并且可根据传输距离的远近、现场自然条件的不同，其功率的大小可以按规定配制，在遇障碍物阻挡的情况下，可采用架设中继系统。目前，无限制的无线网络重要有2种，一种是2.4G无线网络，一种是5.8G无线网络，由于使用2.4G无线网络设备非常多极易导致干扰，而5.8G无线网络使用的设备较少，并且抗干扰能力强，所以我们优先考虑采用5.8G无线网络。用于森林防火智能监控系统的5.8G无线网络重要涉及：5.8G无线网桥、增益天线、馈线、POE供电模块、同轴避雷器或防浪涌保护器等构成。5.8G无线网桥：根据森林防火智能监控视频所需的的传输带宽，无线网桥有：27M、54M、108M、150M、300M可选，对于单路监控视频，采用D1格式，建议采用27M或54M的无线网桥就可以满足规定，采用高清格式，距离较近时可以采用54M无线网桥，较远时建议采用108M或150M无线网桥，对于超过30公里传输距离的无线网桥，无论传输带宽敞小，建议优先考虑知名品牌。增益天线：选择增益天线是根据传输距离而定，一般情况下，在可视距离3公里内建议采用内置天线即可满足规定，10公里以内建议采用30dBi栅状抛物面定向天线（φ0.8或φ0.9），超过10公里建议采用33dBi碟状抛物面定向天线（φ1.0或φ1.2）。Poe供电适配器：采用Poe供电适配器通过网线为无线网桥供电。同轴避雷器：保护无线网桥，避免增益天线通过馈线将感应雷引入到无线网桥。森林防火智能监测系统的无线传输系统不仅需要考虑设备选型情况，对于涉及到较多的无线传输点时，传输网络的路由情况也是非常重要的，在可视的情况下，优先采用已有的监控基站铁塔实现无线网络的传输和中继可以节省较多费用，由于通过已有的监控基站铁塔无线网络设备可以共享铁塔、电源保障、防雷接地等，所以无线传输网络的路由十分重要。对于必须单独采用中继站点的基站，我们建议采用独管塔和配置较小功率的发电系统即可满足规定，由于单独的无线网络中继站点设备较少，功耗非常低、并且比较设备自重也非常轻，配置独管塔和小功率发电系统就可以实现中继站点的规定。6.2.2.传输网络配置基于以上分析和实际情况采用无线网络的设备配置如下：前端监控基站配置：无线网桥：5.8G无线网桥；系统地处山区，各监控点与主站间的信号传输链路均采用通过中继接力传输的方式实现，同时由于5.8G数字微波传输采用网络信号传输，保证了传输质量；天线：定向天线（5.8GHz30dBi压铸铝切割栅状抛物面定向天线（H4，V6，0.6×0.9m，4.5kg））；为了满足微波信号空间衰落储备以及雨衰、雾衰的需要，天线采用0.6×0.9米压铸铝切格栅状抛物面定向天线。防雷器：CLSP58NA（5.8GHz避雷器（N-JK，5.8GHz））中继站点配置：无线网桥：WB58005A-I（内置23dbi天线）；系统地处山区，各监控点与主站间的信号传输链路均采用通过中继接力传输的方式实现，同时由于5.8G数字微波传输采用网络信号传输，保证了传输质量；天线：定向天线（5.8GHz30dBi压铸铝切割栅状抛物面定向天线（H4，V6，0.6×0.9m，4.5kg））；为了满足微波信号空间衰落储备以及雨衰、雾衰的需要，天线采用0.6×0.9米压铸铝切格栅状抛物面定向天线。防雷器：CLSP58NA（5.8GHz避雷器（N-JK，5.8GHz））铁塔：N米高独管塔供电：300W太阳能发电系统+2只12V/200ah胶体电池+控制器等后端监控中心配置：无线网桥：5.8G无线网桥；采用5.8G数字微波传输采用网络信号传输，保证了传输质量；天线：定向天线（5.8GHz30dBi压铸铝切割栅状抛物面定向天线（H4，V6，0.6×0.9m，4.5kg））；为了满足微波信号空间衰落储备以及雨衰、雾衰的需要，天线采用0.6×0.9米压铸铝切格栅状抛物面定向天线。防雷器：CLSP58NA（5.8GHz避雷器（N-JK，5.8GHz））6.2.3.传输网络路由基于以上分析以及实际情况无线网络的路由情况如下：A、B、C、D、E、F、G站点路由情况如下：A站点到B站点之间的直线距离可视，B站点与H直接的直线距离可视，H到指挥中心之间的直线距离可视，所以在A站点采用无线网桥将信号传输到B站点进行第一次中继，然后由B站点到H进行第二次中继，最后由H站点传回到指挥中心。D站点、F站点、C站点到H站点之间的直线距离可视，H站点与指挥中心之间的直线距离可视，所以分别在D站点、F站点、C站点采用无线网桥将信号传输到H站点进行第一次中继，由H站点传回到指挥中心。E、G的海拔高度分别为760米和440米，并且与指挥中心之间的直线距离可视，所以E站点和G站点采用无线网桥将信号直接传回指挥中心。路由拓扑如图所示：.J、K、L、M站点路由情况如下：J站点到Z站点之间的直线距离可视，Z站点与H直接的直线距离可视，H到指挥中心之间的直线距离可视，所以在J站点采用无线网桥将信号传输到Z站点进行第一次中继，然后由Z站点到H进行第二次中继，最后由H站点传回到指挥中心。K站点、L站点、M站点到H站点之间的直线距离可视，H站点与指挥中心之间的直线距离可视，所以分别在K站点、L站点、M站点采用无线网桥将信号传输到H站点进行第一次中继，由H站点传回到指挥中心。路由拓扑如图所示：.N、O、P、Q站点路由情况如下：N站点、P站点、Q站点到O站点之间的直线距离可视，O站点与指挥中心之间的直线距离可视，所以分别在N站点、P站点、Q站点采用无线网桥将信号传输到O站点进行第一次中继，由O站点传回到指挥中心。路由拓扑如图所示：本次项目N个监控站点路由拓扑图如图所示：本次项目采用的5.8G无线网络系统，整个系统采用D1编码格式传输，链路波段采用5.8G段数字微波，具有较强的抗干扰性能，图像完全实时且清楚稳定。传输距离根据实际情况可以传输0.1—50km.通过视频编码器和无线网桥系统实现远距离传输实时高清楚度视频图像，图像载频高，抗干扰性强，传输距离远，符合监控标准的视频语音传输标准，可认为用户提供高质量的图像效果。6.3.后端监控管理平台系统具体设计后端监控管理中心是整个森林防火智能监控的解决中心，所有前端的视频监控图像、报警信息、监控前端基站的远程控制、输出展示等均在后端监控管理中心完毕。后端监控管理中心重要涉及：联网监控管理平台软件、GIS管理平台软件、以及支撑软件系统的硬件服务器、监控管理PC机、报警相关的软硬件、大屏展示系统及相关控制器、LED显示屏、控制台、综合布线、静电地板、防雷接地、音视频会议系统等构成。6.3.1.联网监控管理平台联网监控管理平台是实现对前端基站监控视频图像进行实时监控、保存解决，以及控制和管理前端基站设备的重要核心系统，通过联网监控管理平台配合前端智能烟火辨认解决器在发现疑似烟火后实现后端监控管理中心自动报警功能，在配置短信报警主机后，可以通过系统自动向相关工作人员发送报警短信等，由于监控管理平台系统支持联网功能，所以系统具有可以与上、下级单位的系统联网的功能，实现统一的联网监控管理平台。联网监控管理平台重要涉及：联网监控管理软件、服务器以及其它功能附件等构成。基于以上分析，联网监控管理平台配置如下：联网监控管理软件我们采用：网络数字监控系统（包含：管理模块、代理服务模块、流媒体服务模块、电视墙管理模块、远程管理模块、报警管理模块、存储服务模块、客户端管理）服务器采用：监控管理服务器（根据监控图像保存时间配置不同的存储容量）推荐配置：1路四核IntelCPU，4GB内存、3块1TBSATA硬盘（规定支持不低于5个硬盘插槽）话筒：鹅颈话筒（防盗系统喊话用）音响：有源多媒体音响（后台自动报警用）短信报警平台：短信报警主机（后台自动短信报警）采用的网络数字监控系统具有以下功能：软件平台由联网监控管理系统软件、辅助决策及应急指挥系统软件以及其它控制软件等组成。联网烟火预警监控管理平台是一套视频监控的解决方案，系统包含：管理服务模块、代理服务模块、流媒体服务模块、web服务模块、电视墙服务模块、客户端软件、远程控制模块。应具有以下重要功能：多层级、多元式联网监控联网监控管理平台应将不同地区、不同环境的林区监控设备有效整合，实现分布式监控，集中式管理。管理权限层级分明，具有多层次、管理，建立视频监控、报警联动。集成报警联动系统设计采用基于视频分析技术的烟为智能预警技术，前端智能监测点宜设计防盗报警装置，当林区出现疑似火情或防盗警情，系统在第一时间作出响应并报警，报警发生时，将当前浏览窗口自动切换成报警画面。支持报警信息的接受，同时具有声音，图像，文字的提醒，并要随机生成报警日记，有报警自动恢复功能；报警类别，也许涉及为情报警方、防盗报警、设备故障以及其它类型的报警信息等；当发生报警时，在有GIS系统支持下，可自动在屏幕上显地图上提醒报警位置及类型。报警信息应当和录像数据相结合，可由报警信息检索回放相应的图像录像。兼容性强，扩展灵活林业行业的远程联网监控管理系统区别于其它行业的联网监控系统的特点之一是丰富的产品兼容性，在林业系统的视频控体系中，所采用的监控设备和辅助设备，必须考虑它们的兼容性和扩展性，避免出现设备不兼容的情况，采用的设备或系统应为系统的扩展升级预留接口。监控管理平台软件根据多级联网监控需要管理和使用海量的监控资源，结合行政管理架构的特点，将海量的监控资源划归各监控中心管理，各监控中心按行政管理架构多级级联形成倒置树状结构。从功能上可以将系统分解为下图结构：一级监控中心，二级监控中心，三级监控中心，内部用户，社会用户群体，外部监控资源及内部监控资源。其中监控中心是管理平台，用户为服务对象。平台的重要功能中心联网监控管理平台和林业站用控制软件重要包含一下管理和服务：中心管理模块功能身份认证与权限控制机构管理设备的管理与监控控制命令管理干线路由管理功能日记管理流媒体服务模块功能管理各监控中心流媒体转发服务分发限制管理策略，涉及路数、用户优先级和事件优先级等；远程管理模块功能远程预览图像远程配置与维护远程控制远程回放远程备份远程监控辅助功能支持IE客户端配置界面报警管理模块功能支持一机双显（一台显示电子地图、一台显示报警图像），电子地图支持位图与矢量图，支持与第三方的GIS地理信息数据库互换数据；报警源管理：对前端的报警源，关联视频录像通道进行布防、撤防，报警预案设立。代理服务模块功能支持兼容不同厂商的编码器解码，将本来不同厂商的监控视频流解码转换成监控管理平台统一管理的视频监控流，并支持输出到电视墙和存储服务器进行存储；支持兼容不同厂商的数字控制云台、电动变倍镜头的协议转换及控制存储服务模块功能所有通道支持4CIF实时编码；采用云台控制协议时，可通过鼠标选定画面任意区域并进行中心缩放；支持预览图像与回放图像的电子放大；支持按事件查询、回放、备份录像文献；支持回放时对录像场景的自定义区域进行动态分析；支持最大16路同步回放；支持录像文献倒放功能；支持硬盘盘组管理，不同通道可设定不同的录像保存周期；支持冗余录像；支持8个SATA接口；支持外置磁盘阵列电视墙管理模块功能可通过解码卡实现相应通道的码流或者回放数据流上墙；可设立在电视墙服务器VGA输出实时流或者回放流；支持在视频图像上显示关联解码通道的解码信息；支持未解码、实时上墙、回放上墙和报警上墙状态显示支持4CIF分辨率解码模式和CIF分辨率解码模式；电视画面分割模式支持1画面和4画面客户端管理支持监控管理平台授权访问；支持本地和远程网络管理功能；支持授权远程访问和控制前端数字控制云台和电动变倍镜头等；支持户数授权不受限制6.3.2.GIS管理平台森林防火智能监测系统中非常重要的火点自动定位功能，需要采用GIS管理平台才可以实现，火点自动定位功能是系统根据前端控制系统能实时采集的云台的水平转角、垂直夹角，镜头的焦距这三个参数，根据智能监测点所在位置的经度、纬度、海拔高度，结合GI