森林防火综合管理系统设计方案（标准版）(一)

森林防火综合管理系统

设计方案

目录

第一章项目概述...........................................................6

1.1建设背景.............................................................6

1.2建设的必要性.........................................................7

1.3项目建设目标.........................................................7

1.3.1具体目标.........................................................8

1.3.2项目预算..........................................................8

1.4设计原则..............................................................9

1.4.1先进性............................................................9

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

1.4.3灵活性............................................................9

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

1.4.5实用性...........................................................9

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

1.4.7可扩展性.........................................................10

1.4.8经济性..........................................................10

1.5设计依据.............................................................10

第二章系统总体设计方案..................................................13

2.1系统整体结构设计.....................................................13

2.2系统描述.............................................................13

2.3项目总体建设方案.....................................................14

2.3.1建设内容........................................................14

2.3.2建设规模........................................................15

2.3.3塔点位置以及通视效果图..........................................16

2.4前端系统设计.........................................................17

2.4.1火源管控系统（选配）.............................................18

2.4.2林火视频监控系统.................................................19

2.4.3监控塔建设方案...................................................27

2.4.4基站安防建设方案.................................................34

2

2.4.5供电系统方案.....................................................35

2.4.6防雷接地系统方案.................................................40

2.5传输网络设计........................................................46

2.5.1无线微波传输.....................................................46

2.5.2光纤传输.........................................................59

2.5.3光纤与无线相结合................................................59

第三章业务应用系统功能..................................................59

3.1火源管控系统（选配）................................................59

3.1.1车辆监测........................................................60

3.1.2人员监测........................................................61

3.1.3重点区域监测....................................................61

3.1.4流量统计........................................................61

3.2森林火险预警系统....................................................62

3.3林火视频监控系统....................................................63

3.3.1实时监控........................................................63

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

3.3.3球台控制........................................................65

3.3.4语音控制与交互..................................................65

3.3.5多点联动........................................................66

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

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

3.3.8防盗报警........................................................69

3.3.9系统管理........................................................69

3.4森林防火指挥调度系统.................................................70

3.4.1火场定位.........................................................70

3.4.2火场标绘.........................................................71

3.4.3自动规划路径.....................................................72

3.4.4就近资源分析.....................................................73

3.4.5布兵指挥.........................................................73

3.4.6扑火会商........................................................74

3.4.7灾损分析........................................................74

3.5应急预案系统........................................................75

3.5.1预案编制........................................................75

3.5.2预案演练........................................................76

3.5.3预案启动........................................................76

3.5.4预案升级........................................................76

3.5.5预案结束........................................................77

3.5.6预案管理........................................................77

3.6防火资源管理系统....................................................77

3.6.1防火机构管理....................................................77

3.6.2物资资料管理....................................................77

3.6.3人员组织管理....................................................78

3.7火灾档案系统.........................................................78

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

3.7.2火灾档案管理....................................................78

3.7.3火灾报告（森林火灾信息处置单）..................................78

3.7.4热点统计........................................................79

3.7.5综合信息统计、报表管理..........................................79

3.8运维管理系统.........................................................79

3.8.1转台设备状态....................................................79

3.8.2动力检测........................................................79

3.8.3低压保护机制....................................................79

3.8.4温湿度监控......................................................80

3.8.5故障诊断........................................................80

3.8.6故障查询........................................................80

3.8.7移动端故障查询..................................................80

3.8.8多客户接入功能..................................................80

3.8.9远程升级........................................................80

4

3.8.10远程控制.....................................................80

3.9移动端APP...........................................................80

第一章项目概述

1.1建设背景

森林火灾是全球性重要森林灾害之一。它分布广、发生频度高，森林火灾是

森林最危险的敌人，也是林业最可怕的灾害，它会给森林带来最有害，最具有毁

灭性的后果。森林火灾不但烧毁成片的森林，伤害林内的动物，而且还降低森林

的繁殖能力，引起土壤的贫瘠和破坏森林涵养水源的作用，甚至会导致生态环境

失去平衡，造成全球性环境污染。在我国，森林火灾是一种破坏性极强的严重自

然灾害。

XX林业局位于汪清县中西部，距县城13公里，东与鸡冠乡相接，西与敦化

市相连，南与百草沟、汪清镇为邻，北与天桥岭镇接壤。辖区内各类林木资源十

分丰富，现有林地面积103150公顷，林木蓄积量2000多万立方米，其中活立木

蓄积10853915立方米，人工林405790立方米，成过熟林897512立方米；主要

针叶树种有：落叶松、红松、黑松、云彬等；主要阔叶树种有：水曲柳、花曲柳、

红菠萝、胡桃楸、柞树、黑桦、枫桦、白桦、山槐、榆树、搬树、色树、杨树、

山杨、大青杨、柳树、青楷子等。森林覆盖率达80%左右，同时还盛产人参、松

茸等名贵的中药材资源，素有“八山一草半水半分田”之美称。

长期以来我局扑火手段多以人员瞭望、人工定位、受气候、地理、人员素质

等多种因素限制，并不能满足XX林业局发展的需求，森林防火工作一直受到党

中央国务院、国家林业局和各级人民政府的高度重视，受到社会各界和新闻媒体

的关注。2009年国务院批复实施《全国森林防火中长期发展规划》(2009-2015

年)，通过加大防火投入，加强了森林火灾预防、扑救和保障三大体系建设，改

善了重点林区森林防火装备和基础设施建设水平，提高了森林火灾综合防控能力,

全国森林火灾受害率稳定下降。近年来，全球气候异常加剧，林区可燃物载量不

断提升，林区人为活动增加，致使森林火灾频发，我国已经进入森林火灾的高危

期、易发期和多发期。为应对日趋严峻的森林防火形势，巩固提升已有建设成果，

助力生态文明和美丽中国建设，《全国森林防火发展规划(2016-2025)»提出了

今后一个时期森林防火发展总体思路、目标任务、建设重点和保障措施，着力提

升森林防火监测与预警体系。国家林业局领导也在多次讲话中指出，要加快森林

6

火险预警系统建设，提高装备、仪器科技含量，注重基础理论研究和火险预测预

报应用软件的开发，逐步建立全国森林火险等级预报系统和森林火险预警（视频

监控）体系。

1.2建设的必要性

•项目建设是森林防火工作实现转变的需要

《XX林业局森林防火综合管理系统建设项目》，体现了“预防为主，积极消

灭”的森林防火方针，将极大地促进我省的森林防火工作由传统的经验型防火向

现代化科学防火的思想转变，由盲目设防和应急扑救为主，向主动设防和有准备

扑救的管理模式的转变。因此，本项目建设是全面实现科学林火管理的迫切需要。

•项目建设是推进森林防火现代化进程的需要

建设森林防火综合管理系统是集森林防火、气象学、计算机、地理信息系统

（GIS）、遥感系统（RS）、全球卫星定位系统（GPS）等多学科的科技人员协同合

作研究开发，掌握国际上先进国家森林火险预测预报系统应用现状，开拓增加森

林防火科技含量、提高森林防火现代化水平的新思路，了解、探讨适合我国发展

的森林火险预警（视频监控）系统及其发展规划，提高从业人员对森林火灾的重

视程度和参与意识。同时，需要培训锻炼各级森林防火部门的工作人员掌握现代

科技手段，并应用于日常业务工作。该系统的建立和运行，将加大XX林业局森

林防火工作的科技含量，提高全局森林防火工作人员的科技水平，有力地促进

XX林业局防火工作的现代化进程。

•项目建设是提高森林防火科学技术发展的需要

通过对林火视频监控系统建设、通讯网络系统的建设、计算机网络系统的建

设、指挥调度与决策管理系统的建设，逐步建立一套完整智能化的森林防火指挥

管理系统，使XX林业局生态状况得到大幅改善、根本扭转森林资源恶化的趋势，

从源头杜绝森林火灾的发生。

1.3项目建设目标

项目的建设将为我局森林防火提供一个完善的解决方案。最终完成我局森林

防火监测预警系统建设工程。使林火预防、林火监控、火灾报警、防火指挥等一

系列防火工作在一个高科技的系统平台上得以可靠实现，从而使森林防火技术和

森林防火工作达到国际领先水平。

建设森林防火综合管理系统，实现了森林火险的实时监控，为森林防火预警

响应机制的建立和科学、规范运行奠定了基础。建立森林防火预警监测系统和预

警响应机制是一项十分紧迫和重要的工作，是森林防火工作向科学化、规范化、

标准化、现代化迈进的重要基础，科学管理林区野外生产、生活用火，科学规范

森林火灾的预防和扑救工作，促进“预防为主、积极消灭”方针的落实具有重要

意义。

1.3.1具体目标

1）在局内前期规划部署2套森林视频监控点（前端）。

2）在局内防火办建立视频监控中心，设立数据分析处理中心，综合监测点

观测数据及仪器设备数据。

3）改造加固瞭望塔，供电设备建设，微波通信建设等。

4）能真实记录火灾发生前，救火过程中以及救火以后现场的真实情况，从

而对火灾进行处理，提供有效真实的直观资料。

5）全天候实时智能观测森林火情、对初发火情，做到及时发现、及时救护，

使火灾隐患消亡在萌芽状态。

6）森林防火指挥中心可对火情及现场情况进行实时观察，以便及时了解现

场情况协调调度指挥，提高了森林防火以预防为主的目的。

7）森林防火综合管理系统建设标准符合《森林防火视频监控系统技术规格》

[LY/T2581-2016]中要求，重要技术指标高于行业标准。

1.3.2项目预算

项目总投资：170.78万元；

其中包含：指挥中心20.22万元;

前端建设部分：130.56万元；

8

施工费用：20万元。

1.4设计原则

1.4.1先进性

1）系统设计达到国际一流水平，且切实可行并容易实现；

2）遵循国际标准和国内外有关的规范要求；

3）高可靠性产品；

4）符合计算机、网络通讯技术和视频监控技术的最新发展潮流，并且是应

用成熟的系统。

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，应具有多种功能。

1.4.3灵活性

1）能够适应多功能、外向型的要求，讲究便利性和舒适性，达到提高工作

效率、节省人力物力和能源的目的；

2）提供符合国际标准的软件、硬件、通讯、网络、操作系统和数据管理系

统等方面的接口和工具，使系统具有良好的灵活性、兼容性；

3）系统参数配置少，调整少，自动化程度高，使用方便，操作简单。

1.4.4安全性

具有高度的安全性，比如不易感染软件病毒。

1.4.5实用性

针对实际应用的特点，具有多种管理方式：图形管理界面、WEB界面；

1）系统设计应符合工程的实际需要;

2）系统配置既强调先进性也要注重实用性，应注意系统配置的经济效应，

达到综合平衡；

3）根据实际需要进行系统配置。

1.4.6可靠性

具备在规定条件和时间内完成用户所要求的功能的能力，能长期稳定的工作。

1）结构简单，连接点少，可靠性高；

2）适应恶劣的工作条件；

3）系统启动快，系统掉电后再来电或网络传输中断后再恢复正常，系统恢

复工作迅速；

4）故障率低，维护维修方便。

1.4.7可扩展性

系统设计要考虑今后的发展，留有充分的扩充余地。

1.4.8经济性

综合考虑系统的性能和价格，性能价格比在同类系统和条件下达到最优；经

济性应包括以下内容；

1）系统本身的价格（包括系统、技术服务和培训）；

2）系统运行后经济效应预算的可能收益；

3）对系统实施现场的特殊要求所需的费用；

4）对系统集成所需的有关软件和硬件等的开发费用；

5）系统的易扩容。

1.5设计依据

《中共中央国务院关于加快林业发展的决定》；

10

《国务院办公厅关于进一步加强森林防火工作的通知》；

《中华人民共和国森林防火条例》；

《林业发展“十三五”规划》；

《全国森林防火规划(2016-2025)》；

《全国森林火险天气等级》(LY/T1172-95)；

《森林火险预警信号分级及标识》(LY/T2578-2016)；

《地面气象观测规范》；

《安全防范工程技术规范》(GB50348)；

《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》(GBJ-115)；

《火灾自动报警设计规范》(GB50116-98)；

《入侵报警系统工程设计规范》(GB50394-2007)；

《防雷装置施工质量监督与验收规范》QX/T105-2009；

《视频安防监控系统技术要求》(GA/T367-2001)；

《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》

(GB/T28181-2011)；

《森林防火视频监控图像联网技术规范》(LY/T2582-2016)；

《外壳防护等级(IP代码)》GB4208-2008)；

《人造气氛腐蚀试验盐雾试验》(GB/T10125-2012)；

《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)；

《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343-2012)；

《防雷装置施工质量监督与验收规范》(QX/T105-2009)；

《剩余电流动作保护电器的一般要求》(GB/Z6829-2008)；

《剩余电流动作保护装置安装和运行》(GB13955-2005)；

《电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验》(GB/T17626.5-2008)；

《森林防火工程技术标准》(LYJ127-91)；

《中国森林火灾编码》(LY/T1627)；

《森林防火瞭望台瞭望观测技术规程》(LY/T1765-2008)；

《森林火灾名称命名方法》(LY/T2014)；

《森林防火视频监控技术规范》(LY/T2581-2016)；

《森林火灾信息处置规范》(LY/T2585-2016)o

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第二章系统总体设计方案

2.1系统整体结构设计

图2T系统整体结构图

2.2系统描述

森林防火综合管理系统是利用当今成熟的电视监控、数字视频、网络传输、

多媒体等技术，并结合GIS平台开发的集报警、监控、定位、三维可视化为一体

的系统。该系统综合运用先进的现代通信技术、计算机网络技术、地理信息技术、

图像识别技术、大数据技术、多条带全景拼接技术、语音控制技术、基于RTMP

的视频发布技术、遥感技术、以及云端运维的技术和手段，为新时期森林防火安

全防范提供的全面解决方案。系统为用户提供了全面、专业、完善的监控功能,

支持集成监控和分布式监控，支持单点单域部署和分布式多级多域部署。用户的

关注重点仅仅需要放在其自身的业务定位与部署规划上，无需在系统的具体功能

规划和设计上投入更多的精力即可建设好一个专业、完善、实用的分布式集中功

能的超大规模多级多域林火监测系统。系统不仅拥有火源管控、火险预警、火情

监测、指挥调度、塔基站运维等基本功能，还针对所有功能进行细化以及提供许

多独特的功能。

结合XX林业局的实际情况，根据当地气候、物候、地形、森林类型、火源

情况等综合条件建设森林防火视频监控系统，应用现代信息技术，采用先进设备,

加快森林防火指挥系统建设，实行自动化决策和信息化管理。

我局使用符合行业标准《森林防火视频监控系统技术规范》要求，前端监控

设备采用球形转台，具有360°连续巡航模式，烟火识别引擎，自动发现火情,

自动定位火点，和地理信息系统联动，误报率低，巡航时间短，寿命长。建设从

总体上可以分为前端智能监测系统、网络传输、后端核心业务平台三个部分。前

端系统主要是视频监控系统、基站安防系统、智能识别系统、火源管控系统等;

网络传输主要是采用无线微波传输、自建光纤传输以及租赁运营商线路等将前端

采集的信息传送到后端平台；核心业务平台主要是林火视频监控系统、地理信息

系统、流媒体、火情报警信息发布平台。

2.3项目总体建设方案

2.3.1建设内容

•核心业务平台

部署基础GIS服务、数据库软件等平台基础服务，部署森林防火综合管理系

统，地理信息系统，并实现多级管理，系统功能包括火源管控、火险预警、林火

视频监控、应急预案、森林防火指挥调度、森林防火资源管理、火灾档案管理、

森林防火地理信息系统、运维管理系统在内的业务系统软件。

搭建系统硬件运行环境，部署大屏显示系统、网络系统。

•前端监测系统

综合考虑我局业务需求、设备特点、功率等诸多因素的基础上，在智能监测

站部署智能林火视频监测系统（包括：高精度转台、双光谱火情识别系统、防盗

监控相机、语音对讲等）通过可见光和红外探测手段用于对监测站周围的林地进

行监控，并通过双光谱火情识别系统，对传感图像进行分析，判断火情，最后将

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编码后的图像通过传输网络回传到后台系统。

•火源管控系统

为防止危险火源进入林区，及对滥砍盗伐等违法行为的监控与预防，建设智

慧监控单元，实时监控林区关键道路人员、车辆等进出情况，对异常情况进行报

警，成为控制林区灾害发生又一有效手段。

•基础设施建设内容

建设森林防火综合管理系统必须满足安全可靠的系统运行保障要求，以提高

系统的安全性和稳定性。在基础设施建设时严格按照业务系统的安全稳定保障标

准来建设。

•网络传输

本项目中选中瞭望塔采用微波作为主用线路，将信号传输到运营商处，通过

运营商线路将信号回送到指挥中心。

•防雷系统

本项目所选择的瞭望塔，塔体阻值满足我局视频监控系统需求。

2.3.2建设规模

1）核心业务平台

在XX林业局防火指挥中心部署1套客户端、1台NVR、综合布线系统、指挥

中心装修以及多种业务软件用于承载平台所有业务。

2）前端业务系统

系统建设2座智能监测站；在瞭望塔上部署：智能视频监测系统2套、安防

监控设备2套。

3）基础设施建设

改造瞭望塔2座、微波传输系统2套、太阳能2套。

2.3.3塔点位置以及通视效果图

根据我局的具体状况和森林植被的分布状况，同时考虑到人员监控重点区域、

地形等诸多因素，我们局初步设计建设2套视频监测点。

图2-2塔点及通视效果图

由于本次项目资金有限，我们以15公里为监控半径对局内瞭望塔进行通视

效果分析，去除监控半径大面积重复、瞭望塔结构不满足需求，通视效果不好的

塔点；并且为了最大限度减少局内监控盲区的面积，结合原有设计规划，最终结

果为选定原有2座瞭望塔对局内进行防火监控覆盖。

序覆盖范围

号林场名称瞭望塔名称东经北纬

小东沟经营

1小东沟2802129°50'30"43°13'48"

所

大兴沟经营

2摩天岭2803129°36'03"43°23'04"

所

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（描述选点理由）

2.4前端系统设计

近年来，随着人为活动影响和全球气候的异常变化，全球森林火灾有加剧的

趋势。其中人为放火和跑火是我国发生森林火灾的主要原因，天然火源只占到总

火源的5%左右，如俄罗斯人为火源占总火源93%,美国和加拿大的天然火源所

占比例较大，大约在30%左右。

森林火灾监测预警与防控，除利用卫星遥感、航空遥感等天网系统大范围监

测与防控外，重点在于建设应用可见光和红外林火视频监控、林区火源管控系统

等地网系统，以及移动智能终端（智能手机）、单兵设备等人网系统。

单一的火灾防控手段已经不能满足现阶段防火形势，需要更多的技术手段多

源防控森林火灾的发生，将森林火灾发生几率降到最低，有效保护国家森林资源,

保障我国生态环境与经济可持续发展。

目前，视频监控技术主要替代人工瞭望，适用于较大范围森林资源的山林烟

火现象识别；火源防控技术主要替代部分人工巡护及检查站管控，适用于通往林

区关键道路的人员和车辆等对森林资源存在潜在威胁的目标及活动的智能视频

监控与识别。两种技术均为林火地网监测技术，针对不同应用场景，互为补充,

亦可协同。

因此从森林火灾起源及火灾林地类型等因素，在进行森林防火视频监控系统

建设时，建议从火源管控和火情识别等多手段进行森林火灾发生的有效管控。一

是从根源上杜绝易燃火源进入林区，二是发生林火时可快速识别和定位，及早扑

救，建立全方位森林火灾防控体系。

2.4.1火源管控系统（选配）

2.4,1.1系统结构

图2-3系统结构示意图

火源管控系统主要由图像采集识别单元和前端数据处理及上传单元组成。

图像采集识别单元：含火源管控智能终端和补光灯；火源管控智能终端内设

置虚拟线圈，完成车辆检测功能；

前端数据处理及上传单元：含前置媒体单元。

2.4.1.2火源管理智能终端

火源管控智能终端选用的高清摄像机采用高清CCD+高清ISP+高性能嵌入式

DSP一体化架构设计，集高清视频采集、高清视频处理等核心功能于一体。300

万像素高清抓拍相机有效像素达到2048X1536,所拍摄的图片能清晰的分辨车

型、车辆颜色、人员脸部特征等，车牌识别率能否保证取决于车牌在照片中所占

像素的多少，本系统所采用的号牌识别算法能够在车牌横向像素点不小于120时

保证号牌识别的准确率95%以上。

火源管控智能终端集成视频检测功能，采用视频检测算法完成车辆检测及过

车抓拍，同时输出高清照片和车牌识别数据，具备强光（逆、顺）抑制功能，减

弱白天日光对抓拍和夜间机动车大灯对关键路口抓拍拍照的影响，从所拍照片上

能清晰呈现机动车正面全貌和车牌特征。

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火源管控智能终端安装在同一根立杆挑臂上，减少立杆数量和投资费用，减

少后期设备污物清理难度。

2.4.1.3前置媒体单元

前置媒体单元采用嵌入式低功耗无风扇设计，能够在室外恶劣环境下正常工

作，采用大容量工业级硬盘作为存储介质，能够保存大容量车辆信息记录，当超

出最大存储容量时，自动对车辆信息和图片进行循环覆盖。

火源管控系统前端数据可以在前置媒体单元内就地备份存储，并上传中心管

理平台。当网络传输通道故障情况下，前置媒体单元可以暂存车辆通行数据，当

通信恢复以后，临时存储的数据能自动续传，补录到中心管理平台集中存储。续

传策略有两种可选：历史数据优先上传、最新数据优先上传。

2.4.2林火视频监控系统

2.4.2.1系统结构

图2-4系统结构示意图

林火视频监控系统由视频采集系统、火情搜索系统、基础设施系统组成;

视频采集系统：由镜头组、可见光相机、红外热像仪、高精度转台、转台控

制系统组成；

火情搜索系统：由双光谱火情识别系统、火情识别巡航控制系统、火点定位

分析系统、视频压缩编码模块等组成。

视频采集系统完成视频信息采集任务，为后续处理系统提供清晰、稳定的视

频图像资料；由火情搜索系统对视频整理加工后提取关键火情特征并识别，将告

警信息回传至后端平台。系统能够实现360。全覆盖巡航扫描，能够精确确定俯

仰角、方位角等技术参数，以及多种速度的水平、俯仰灵活控制，实现快速查看

火情目标及火点的精准定位。

2.4.2.2高精度转台

高精度转台是在普通转台技术基础上采用抗风阻球型设计理念，同时使用高

精密轴承、高精度测角系统、同轴传动方式、极高的控制响应伺服系统实现其高

精度定位及目标跟踪，高精度转台适用于定位精度要求较高的远距离、超远距离

图像监测及低空防御领域。

高精度转台采用连续转动巡航工作模式，转动速度可调、识别精度高、使用

寿命长、监测无盲点（水平扫描范围为连续360°,垂直扫描范围为-90°至+90°）,

主要技术特点如下：

程控变速巡航操作流畅快速定位

转台可通过伺服控制系统完成任意速度任意方向的精准控制，并可读取当前

角度和令转台转至指定角度，实现超低速运行的作用是远景观察时保证画面清晰

不漏细节，当镜头变焦至最小视场并转动设备观察远处目标时，只有低速才能保

证观察的画面平滑移动，以获得最佳监控效果；采用慢启动、快转动的可程控变

速运动方式，可实现高速巡航，快速定位，提供火情确认的时效性。

智能感应变速转速自适应提升操作体验

转台根据镜头的焦距值自动调整运行速度，广角时，运行速度快，长焦时，

可轻松控制低速运行。

定位精度高精确判定火点方位

定位精度是火情识别后确定火点位置的重要指标，定位精度偏差较大直接影

响最优扑火路径、增长扑火时间、大大增大了火势控制难度。

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采用高精密垂直轴系与水平轴系结构设计，结合高精度测角设备，定位精度

达到0.0038度，率先在实际业务中实现单点定位，保障了火情的早期发现、及时

扑救。

温度控制系统适应恶劣环境

前端监控设备工作环境多变，夏日季节，强烈的阳光会直射到设备表面，导

致设备最高温度可达七十度左右，反之，冬天环境寒冷，设备温度急剧降低，最

低可达零下四十度左右。两种环境条件下，设备均难以正常工作。为了防止上述

情况的发生，高精度转台配备的温度控制系统可良好的抵御严寒和酷暑。

3D精确定位快速查看火情

为满足业务需求，实现快速定位查看目标，高精度转台支持矢量操作，实现

三维定位，大大提升操作体验。鼠标框选所要小视角观察的物体，只需要框住所

要观察的物体，由左上向右下拖动鼠标，即可将想要观察的物体拉到小视场下观

察；如果想要大视场角观察，可以由右下向左上框选所要观察的物体。同时保证

图像在变换过程中清晰呈现。提高了操作性，用户体验度更高。

自动定位地理坐标和标识地磁北极降低人为标定误差

转台内置GPS芯片，自动定位地理坐标，降低开局现场工作量。

转台内置6轴陀螺仪，自动标识地磁北极，实现多点联动定位火点。

军工级制造工艺使用寿命更长

对关键结构件采用多种工艺处理，提高其机械性能和抗腐蚀能力，具有良好

的支撑刚度和稳定性，负载能力强，防护等级达到IP67,使用寿命长，适应在各

种复杂森林环境中应用。

低功耗设计降低供电成本

转台的合理结构设计，使之传动系统摩擦系数及风阻系数较小，系统在巡航

状态下需要较小功耗即可正常工作。

模块化设计远程升级易维护

结构件及电控部分均采用模块化设计，底仓和保护仓之间所有电路采用单板

连接，可以单独拆卸维护，快速更换。

支持设备控制程序、图像处理程序、烟火识别程序远程程序升级与远程维护

管理；支持远程Web升级。

丰富的接口配置便于第三方集成及扩展

标配接口：

48VDC电源接口；

RJ45网络接口；

音频输入接口；

音频输出接口。

支持软件集成的开放式API,支持标准协议（ONVIF）、GB/T28181协议，支持

SDK和第三方管理平台接入。

2.4.2.3红外热成像系统

红外辐射是在可见光红光之外直至与毫米波相接，处于0.76umT000um的电

磁谱段，自然界中一切温度高于绝对零度（即零下273T）的物体都会以电磁波

的形式时刻不停地向外传送热量（红外辐射），由于在范围的红外波段具有稳定

的大气透射率，因此在此波段利用红外热成像技术进行测量，可以在完全无光的

夜晚，或是在烟云密布的恶劣环境，能够清晰地观察到前方的情况。红外热像仪

就是这种用来探测目标物体的红外辐射，并通过光电转换、电信号处理等手段,

将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的高科技产品。它采用的是一种能够

探测极微小温差的传感器，可以将温差转换成实时视频图像进行显示。正是这些

特点，红外热成像技术可在森林防火监测系统中起到非常重要的作用，为森林安

全提供有效保障。

利用红外热成像技术手段进行林火监测，能大大提高林火监测的及时性和准

确性，极大地拓展了森林防火监测的应用领域，使森林防火技术的发展又向前迈

进了一大步。

22

红外热成像仪特点

红外热成像技术是一种被动式的非接触的检测与识别，它是通过检测物体与

背景之间微小的温度差别来探测目标；

红外热成像仪的探测能力强，作用距离非常远，根据镜头选择的不同，可以

探测和识别到几公里外的目标；

红外热成像仪可以全天候监控，并随时对背景资料进行分析，一旦发生变化，

可以及时发出警报，并可以通过智能设备的处理，自动对有关情况进行处理，并

随时将情况上报，取得进一步的处理意见；

在暴雨、浓雾等恶劣的气候条件下，由于可见光的波长短，克服障碍的能力

差，因而观测效果差。而工作在8〜1411m波长的长波红外热成像仪，其穿透雨、

雾的能力较高，从而仍可以正常地观测目标；

红外热成像技术是被动接受目标自身的热辐射，因此能够对树林中和草丛内

的隐性火源进行智能视频监控与识别；

红外热成像技术具有作用距离远、抗干扰性好、穿透烟尘雾霾能力强、可全

天候、全天时工作等优点，因此在森林防火领域都得到了极为广泛的应用。

红外热成像仪优势

适应恶劣环境识别能力强

火情发生时发射的红外波由于自身波长特性能够穿透水雾、沙尘等大颗粒空

气漂浮物，传播到传感器进行成像，红外检测系统通过热图像进行火情识别。因

此红外检测能够排除恶劣天气带来的干扰，捕捉火情因子，进行火情识别。

2.4.2.4可见光成像系统

可见光成像系统包含高清可见光镜头、高清图像传感器和图像编码处理单元,

图像传感器和镜头是整个远程林火视频监控系统的最前端，也是系统的眼睛，配

备是否合理直接关系到采集图像的效果。要结合森林防火监控系统的特殊性及建

设防火监控系统的实际需求，坚持实用性原则，以量体裁衣的方式做针对性设计。

在森林防火视频监控这类特殊的系统中，应采用长焦距的镜头，通过大倍数的调

整实现宽范围、远距离的监控视场调整，具备强大的灵活性，满足不同要求的视

频采集。同时应采用光学成像有效像数更高的镜头，这是因为摄像机具备200万

以上像素的图像压缩能力，如果前端光学采集源有效像素不够高的话也就达不到

预期的效果。镜头为了适应不同的光线环境的变化，应能自动和手动调整光圈。

可见光成像系统优点

烟雾识别火情早期发现

在火情发生的早期先产生烟雾，由于可见光检测方式根据对烟雾的颜色、颜

色分布、形状、轮廓、模糊、饱和度、纹理扩散特性等特征进行分析，判定监控

区域是否有火情发生。因此可见光检测在林火发生早期就能发现，避免火灾过大

对财产造成更大的损坏。

广域监控非通视识别

林下火发生前期，林下火由于树木遮挡的原因，红外相机不能采集到火情信

息，也就不能进行火情识别；而可见光检测由于通过烟雾进行识别，可以对林下

火燃烧飘起的烟雾进行识别。同样在有山、建筑物等障碍物遮挡，可见光仍能通

过飘起的烟雾进行识别。

光学透雾雨雾天气正常监测运行

透雾功能即改变透过镜头的光的波长，从而实现近红外光和可见光的切换。

带透雾功能的镜头可以实现雾天或者夜间低照度情况下的监视，因为近红外穿透

雾气能力较强，这样就实现了24小时全天候监控。

图像清晰度高展示画面细节

自主研发的高清IP网络摄像机，采用200万像素的逐行扫描CMOS图像传感

器清晰度可达1080P（1920*1080分辨率）全实时高清图像画质，清晰度远远高

于传统意义上的CCD模拟摄像机，真正实现了高清监控的目标。

24

自主研发林业专用图像调教及优化

系统具有自适应的智能调节模式，会根据不同光线环境自动调节摄像机的光

圈、增益、降噪等参数，能够始终保持最完美的画面效果。由于系统实现了监控

从采集到存储的全数字化，因此，对于传统意义上所存在的摄像机受到光线变化

影响直接影响画质的现象将不会存在。同时对于线路传输中普遍存在的视频信号

干扰等也将彻底消失。

色彩还原逼真

系统采用的视频采集压缩芯片，在图像的色彩的高保真、色彩信息处理、宽

动态、系统降噪等多方面有技术优势，为区分云、雾和烟提供硬件技术支撑。

ROI（感兴趣区域）编码降低传输带宽

在观看视频过程中，人们对图像的某个特定区域会更感兴趣，观察重点往往

也集中这些特定区域。ROI（感兴趣区域）编码可以保证划定区域的图像质量。

在有限的带宽情况下可以保证获取到重点区域的重要图像信息。可有效降低传输

带宽。

系统寿命长

由于系统采用了CMOS图像传感器，因此，在摄像机功耗、发热量低。稳定

性也远远高于传统的模拟摄像机。同时由于组件相对简单，故障率也相对较低。

作用距离远单点覆盖面积广

通过配备的高清长焦镜头可实现对覆盖林区的大面积监控，极大减少了工程

建设成本。

2.4.2.5双光谱火情识别系统

双光谱火情识别系统采用嵌入式设计，部署在转台内部，采集高清摄像机的

原始视频图像，通过对烟、火的颜色、形状、轮廓、纹理以及光谱特征、空间几

何特征、静态特征和动态特征等多种因素，结合电子稳像技术、自适应运动补偿

等技术实现动态烟、火快速识别算法。双光谱火情识别系统的前置和嵌入式结构

设计具备集成度高，识别准确率高的特点，保证了数据不丢失，时间不延迟，并

可自动完成疑似火情的二次判别，极大降低了烟火智能识别的漏报率和误报率。

“森林眼”智能烟火识别算法运用先进的图像处理、模式识别和多光谱融合

等技术，抗干扰能力强，具备稳像、去噪、增强等视频处理能力，以提升突发火

情搜索的效率；支持判别阀值等参数的灵活设置，以适应不同环境、季节的需要。

因此在对比度大于10%,即可实现2X2像素点的火目标以及7X7像素点的烟目

标识别，同时该算法采用边巡航、边检测、边报警的工作方式，可在最短时间内

发现监控区域的火情。

采用红外和可见光双识别，可对烟火进行全天实时交叉确认识别，提高了烟

火识别的准确率和可靠性

相对于单数据源检测方式具有以下优点：

时空结合，扩大了时间和空间的覆盖范围，实现了全天时监测

增加了测量维度

改善探测性能

容错性好，性能稳定

提高了空间分辨率

降低了对单个传感器的性能要求

交叉确认

可见光

双识别

技术参数:

♦发现火情早：15公里半径全区域巡航时间小于30分钟

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♦识别能力强：误报率小于3次/天•万公顷，漏报率小于1%。

♦识别算法快：对烟、火目标精准识别（烟最小识别像素：7X7像素;

火最小识别像素：2X2像素）

♦巡航不间断：红外、可见光双识别模式，全天24小时巡航不间断

识别目标：7X7像素

环境干扰：有效区分烟和雾

识别目标：2X2像素

环境干扰：有效去除雾、霭等干扰

2.4.2.6性能指标

（根据用户需求选择一款产品参数表并粘贴,详见附件“规格书:

FW-500X-X-II,r）

2.4.3监控塔建设方案

（根据实际应用选择监控塔建设方案）

2.4.3.1监控塔改造方案

本设计为地面四柱角钢瞭望塔原平台上加增设备工作平台设计。设备平台主

梁必须与原塔主梁相连，塔顶设置避雷针，避雷下引线与基础接地连接一起。

一、设计条件：

1、工艺要求；依据甲方提供的工艺要求；

2、基本风压：依据《建筑结构荷载规范》(GBJ9-87),风压取值0.55KN；

3、地震烈度：根据《中国地震烈度区划图(1990)》，按8度设防。

二、材料：

1、本工程所用钢管、角钢和钢板均采用Q235B,其质量标准应符合《优质

碳素结构钢技术条件》GB699-88之规定；

2、焊条采用E43型，其质量标准应符合《碳素焊条》GB5117-85之规定。

连接螺栓除注明外，均采用C级六角头螺栓，螺栓、螺母、垫圈的质量标准分别

符合《C级六角螺栓》GB：5780-86,《C级I型六角螺母》GB：41-86,《C极平

垫圈》GB：95-85之规定。

三、加工要求：

1、铁塔构件的制造，除应遵守施工图中注明的规定外，还应遵守《钢结构

工程施工及验收规范》(GB：50205-95)中的有关规定和《广播电视钢塔桅制造

技术条件》(GY：65-89)中有关规定；

2、构件制造前，必须放样确定和校核图纸中的尺寸，制造后严格进行质量

检查；

3、构件允许偏差：

当构件长度LV5m时，其长度偏差不大于±2mm；

当构件长度L>5m时，其长度偏差不大于±3mm；

28

构件整体弯曲不大于长度的1/1000,局部弯曲不大于被测长度的1/750。

法兰盘平面偏离设计面的正切值不大于l/1000o

4、构件间采用螺栓连接时，所有构件连接均采用一母一垫，构件间采用焊

接时焊缝高除图中注明外，不得小于被焊构件厚度，宜不小于5mli1；

5、除基础钢骨架，所有构件均采用热镀锌防腐处理，锌层厚度不小于90u

m；因工艺要求须在构件上焊件时，应在镀锌前进行，全部螺栓亦要求热镀锌；

6、图中构件尺寸为统计材料之用，加工时应按1：1实际放样确定。全部构

件出厂前应进行试装，镀锌后构件，应对其局部变形进行效正；

7、构件出厂时应妥善包装，出厂后应合理运输以减少构件受损，紧固件，

小件物品应分别标注，装箱运输。

四、安装：

1、塔架结构的安装应遵守《钢结构工程施工及验收规范》(GB50205-95)的

有关规定；

2、安装时不允许使用气割或电割扩孔，增孔，或用氧气火焰效正构件变形；

3、基础钢骨架安装调正后，其外露部分应涂凡士林油防腐。

塔架安装过程中应随时效正其垂直度，架设完毕后塔身实际轴线与设计轴线

偏差不得大于被测高度的1/1500,局部弯曲不得大于被测长度的1/750。

瞭望塔改造示例设计图纸如下:

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图2-5瞭望塔改造设计示例

2.4.3.2监控塔建设方案要求

监控塔的建设高度应高出所在点树木5米，建议建设地面四柱角钢瞭望塔，

建设高度为15-30米以内（不建议超过30米），塔上设有设备工作平台。设备平

台主梁必须与原塔主梁相连，塔顶设置避雷针，避雷下引线与基础接地连接一起。

一、森林眼设备平台要求要求：

1、建议采用四柱瞭望塔，由有资质的设计单位或塔厂根据当地气象条件、

建设要求等进行设计；

2、塔体钢材采用Q235B（建议塔体一层梁柱采用L125以上的国标热镀锌角钢）,

螺栓为C级；

3、塔体设内旋转扶手爬梯；

4、塔顶设一个工作平台，平台规格：2500mm*2500mm,底部采用16镀锌圆钢

间距不大于80mm。平台入口在一侧角处，入口建议长宽为：900mm*600mm规格，

30

并有门和锁装置;

5、制作标准按现行钢结构规范；

6、钢材、构件采取热镀锌防腐工艺，镀锌厚度不小于86um；

7、护栏高度不小于1200mm,护栏间距不大于300mm；

8、塔平台承重：不小于200kg/nf；

9、基本风压：依据《建筑结构荷载规范》(GBJ9-87)根据当地情况建议设

计为50年一遇；

10、地震烈度：根据《中国地震烈度区划图(1990)》，按当地气情况确定，

建议不低于8级。

二、材料：

1、本工程所用钢管、角钢和钢板均要求采用Q235B,其质量标准应符合《优

质碳素结构钢技术条件》GB699-88之规定；

2、焊条采用E43型，其质量标准应符合《碳素焊条》GB5117-85之规定，连

接螺栓除注明外，均采用C级六角头螺栓，螺栓、螺母、垫圈的质量标准分别符

合《C级六角螺栓》GB：5780-86,《C级I型六角螺母》GB：41-86,《C极平垫

圈》GB：95-85之规定。

三、加工要求：

1、铁塔构件的制造，除应遵守施工图中注明的规定外，还应遵守《钢结构

工程施工及验收规范》(GB：50205-95)中的有关规定和《广播电视钢塔桅制造

技术条件》(GY：65-89)中有关规定；

2、构件制造前，必须放样确定和校核图纸中的尺寸，制造后严格进行质量

检查。

3、构件允许偏差：

当构件长度L<5m时，其长度偏差不大于±2nim；

当构件长度L>5m时，其长度偏差不大于±3mm；

构件整体弯曲不大于长度的1/1000,局部弯曲不大于被测长度的1/750；

法兰盘平面偏离设计面的正切值不大于1/1000；

4、构件间采用螺栓连接时，所有构件连接均采用一母一垫，构件间采用焊

接时焊缝高除图中注明外，不得小于被焊构件厚度，宜不小于5mm；

5、除基础钢骨架，所有构件均采用热镀锌防腐处理，锌层厚度不小于90微

米。因工艺要求须在构件上焊件时，应在镀锌前进行，全部螺栓亦要求热镀锌;

6、图中构件尺寸为统计材料之用，加工时应按1：1实际放样确定。全部构

件出厂前应进行试装，镀锌后构件，应对其局部变形进行校正；

7、构件出厂时应妥善包装，出厂后应合理运输以减少构件受损，紧固件，

小件物品应分别标注，装箱运输。

四、安装：

1、塔架结构的安装应遵守《钢结构工程施工及验收规范》(GB50205-95)

的有关规定；

2、安装时不允许使用气割或电割扩孔，增孔，或用氧气火焰效正构件变形；

3、基础钢骨架安装调正后，其外露部分应涂凡士林油防腐；

4、塔架安装过程中应随时效正其垂直度，架设完毕后塔身实际轴线与设计

轴线偏差不得大于被测高度的1/1500,局部弯曲不得大于被测长度的1/750。

32

B=2500

GL7L