华为智慧森林防火监测预警解决方案

智慧森防，防患于未燃H为智慧森林防火监测预警解决方案20102033

国内当前现状

据

统

计

，

1962

年

至

2017

年

，

内

蒙

古

大

兴

安

岭

林

区

共

发

生

森

林

火

灾3075

起，其中重特大森林火灾

359

起，

平均每年发生重特大火灾

6

起

。

国家统计局不完全数据显示近

10

年直接

/

生态损失

5

亿

/25

亿，伤亡

800

人。

全

国林

区

预防

、扑

救

、保

障

三

大

体系

对应

信

息化

初现

雏

形

，

但卫

星

通信、机动通信保障能力不强，难以满足语音通信、火险预警、图像监控、视频调度、信息指挥等防火业务工作的需要。

主要痛点

森林防火能力建设急需提升，

预警监测体系不完善

，防火信息化水平不高，森林防火意识有待加强；

森林防火体制机制急需完善，森林防火责任落实有待清晰，

森林防火科技水平不高

，依法治火的力度有待加强。森林防火的行业现状及痛点分析

全国森林防火规划纲要

(2016~2025)

提出

：充分利用信息化手段，加强预警监测、森林防火通信和信息指挥能力建设，构建森林防火

信息化体系，大幅提升森林防火

信息感知、信息传输、信息处理和信息应用

四种能力，不断提高森林防火科技含量。

全国森林资源分布图全国森林火险等级区划图

全国森林防火建设分区图全国森林防火重点区布局图3多级互联省应急厅市林草局市应急局县林草局县应急局4统一值守5灾后评估事后镇/林场2林火监测2林火监测2林火监测事中1火源管控1火源管控1火源管控事前4•

业务目标

：

“打早

、打

小、打了”，

防火期对林区进行全天候林火监测

（其中

95%

人为因素

引起林下火）•

规划要求

：

全面加

强森

林防火

预防、

扑救、保障

三大体

系

建

设

。

建立健全

林火监测系

统

，重

点区

域火情

瞭望覆

盖

率

2025

年

达

95%

以

上

，

提

高

预

警

监测能力。•

部、省、市

、县四

级

森

林火灾预防

与

指挥的数字

化、网

络化

和自动化

；

建

立

全覆盖

的

森林防

火

通

信

系统，确保

火场信息通

畅

；

健

全全

国

森林火险分

级预警模式

和预警

模型

，提高预警时

效和精度。•

行业原则

：

做到林

火

事

前、事中、事

后

的全面管控，及时

发

现，快速反应，

彻底清理。全流程森林防火管理体系架构5集中提升“地”防信息化、智能化水平是H为当前的重点投入方向监控指挥中心空气象卫星遥感卫星火情识别火点定位航空巡航无人机巡航卫星火灾监测视频综合监测航空火灾监测构建“空天地”一体化森林防火网络地形地貌气象云图降雨天地6建设安装与维护成本高地面监测覆盖率低智能化普及率低•

人眼盯防为主•

劳动强度大、压力大可靠性与安全性误报率高，定位精度低•

误报率高导致人工处

置工作量大，效率低•

火点定位不精确，导

致处置盲目无序•

设备安装复杂，体积、

重量受限•

站点二次运输成本高

昂•

单次人工维护成本高•

站点供网供电难度大•

视频监控覆盖率

<20%•

视频监测为主，数据

来源单一

8

公里100

米N

50.42,E

124.07

，H

1400•

工作环境严酷，温度、

湿度变化范围大•

雷电、盐雾腐蚀等•

被盗风险高森林防火的“地”防痛点及需求7010203高清摄像机高点站供网供电8

H为云（政务云第二平面）远程值守中心1.

全省统一远程值守、远程

管理维护，降低运行成本2.

前端识别、一次解析和二次

解

析

结

合

，实

现

全

网智能

化

、

降

低

漏报

率

和

误报率3.

县区

/

地市

一体化机房部

署

，

实

现

统

一监

管

，

部署

和运维成本降低。4.

系

列

化

大

覆

盖

半

径(10/5/3KM)

可

见

光

智

能视

频

前

端

，

降低

单

位

面积

覆盖成本5.

基于通信铁塔或者快速新建站点、提升林区覆盖率省市县

/

区林场

/

镇4K

中载云台前端（

10KM

）

（

SDC+PC500/1000

）通信铁塔瞭望塔卡口站林业监控林业监控林业监控林业监控视频接入系统

远程值守系统

（客户端）FusionCube

1000

（

TaiShan2280/IVS3800

）

综合管理（客户端）

烟火识别

监测预警

远程值守系统

综合管理视频接入系统

（一次解析）

与处置系统

（客户端）

（客户端）

FusionCube

1000

（

TaiShan2280+SmartAI

300c

/IVS3800

）视频接入系统远程值守系统

烟火识别（二次解析）综合管理

系统

监测预警与处置系统H为云监测预警与处置中心

FusionCube1000-24U远程值守分中心

FusionCube1000-8U1080P

中载云台前端（

5KM

）

（

SDC+PC500/1000

）

1080P

高清（

3KM

）（

SDC+PC500/1000

）PC500/1000RTN510SDCH为森林防火视频监控系统解决方案

森林火灾综合监测预警与防治系统视频接入系统

监测预警与处置系统

烟火识别（一次解析）远程值守系统

（客户端）

综合管理（客户端）FusionCube

1000

（

TaiShan2280+SmartAI

300c

/IVS3800

）9

森林防火痛点及需求①

覆盖率低、视频监测数据维度单一②

智能化普及率低③

误报率高、火点定位精度低④

安全性与可靠性要求高⑤

建设、安装与维护难度大、成本高

解决方案①

高点站、卡口站与综合监测站点建设方案②

前端智能、一次、二次识别实现全网智能化③

精准的烟

/

火识别算法、火点定位算法④

前端摄像机、站点的安全性与可靠性方案⑤

站点及镇级

/

林区监控中心建设、安装与维

护方案解决方案全面支持林火监测预警系统建设需求根据监测距离，匹配不同焦距摄像头3-55-88-10摄像头公里（mm）公里（mm）公里（mm）长焦+变焦10~36015.6~51012.5~775红外75100100/150热成像(可选)可见光成像系统热成像系统•光学透雾+电子透雾•非制冷氧化钒焦平面探测器•自动跟焦•大分辨率384*277,640*480热辐射实时识别•烟火智能识别实现全天候探测10站型选择站点供网

/

供电（新建）应用场景：•

视频采集、林火智能识别、火点定位选址

原则：•

山顶制高点、半山腰•

新建站点需要可靠解决供网、供电问题•

复用运营商铁塔，利用现网、现电光纤

/

微波

/WiFi单

/

双光谱摄像机综合供电

/

锂电池太阳能前端站（新建）前端站（新建）

中继站（新建）

微波中继

无线覆盖

:3-30

公里点对多点

最远

10

公里点对点

最远

30

公里微波

/

光纤

运营商铁塔站

（复用）监测中心站点监测视频

/

数据回传：微波方案••中继站点：点对多点，带宽

>700

Mbps

,前端站点：

3Km<

距离

<30Km

，带宽

>250Mbps

，抗多径干扰供电首选太阳能

+

电池方案••••易运输、易组装、高野外可靠性多输出制式：摄像头

24V

AC

、

12V

DC

，交换机

-48V

DC

，通用

220V

AC工作温度覆盖

-20

°

-45

°电池高可靠性场景

1

：高点站建设扩展视频监测覆盖范围光

纤

的

品

质

，

Wi-Fi

的

便

捷AP

（中心站）RTN510

公共频谱点对多点微波

扇区天线定向天线RT

（远端站）含集成天线•

4.91~5.97

GHz

公共频谱

即插即用，手机管理，集中网管•

11•

最大

250

Mbps

/

终端站•

点对多

点

/

点

对点

/

全向

接•

维护成本降低

80%•

建设成本降低

70%

（同

比光纤）•

最大

750

Mbps

/

中心站

•

TDMA

，

卫

星

同

步

，

抗

•

公共频谱，免挖沟埋缆

干扰

（光纤部署平均

30

天）

•

带宽随天气变化自适应

•

10

分钟快装，即插即用

入

•

-40~+60

℃

，

10

千

伏

防

•

供电

/

网络一站交付•

树木遮挡可传输

雷

•

IP67

，高抗腐蚀RTN510

，公共频谱大带宽微波，支持非视距传输监控指挥中心全向接入树木遮挡传输

点对多点最远

10

公里1

天上线

1

个站高清视频网格化覆盖在线率

>95%免线路维护12太阳能市电220

V

ac-48

V

dc24

V

ac12

V

dc电池林地

215

分钟拼装完成VS站点供电方案：能源

MIMO

，满足全场景供电需求

多能源输入，多制式输出，可靠温控，站点全设备能源可供给山区过去现在室外一体化机柜支持散件运输、现场快速安装13应用场景：•

重点区域资源卡口，人员

/

车辆监控及识别抓拍•

实现进出山

人员及车辆管控选址原则：•

山脚、路口，无电、有

/

无网•••••••••••••PoE/POE+/POE++场景

1

：卡口站建设管控人、车等森林火源

1

、摄像机适配全天候自动抓拍覆盖双向车道宽度

4-5m200

万像素支持补光接入

2

、森防宣传语音广播LED

文字播报光电警示

3

、网络连接支持有线网络接入支持

WIFI

接入支持微波接入支持

4G/5G

接入

4

、野外供电输入支持：市电、太阳能、电池输出：

24V

AC

、

12V

DC

、网线GE口14极简可靠智能

高点云台

&

球型摄像机供电供网示意图

PowerCube

500

市电输入（取自铁塔现有电力）

24Vac接地24Vac网线

GE

口回传网络电源

&

通信

线缆光纤•

网络

&

电源一体化集成•

支持三种网络回传

(

以太、

GPON

、微波）•

支持四种电压输出

(DC12V

AC24V

POE

POE++)•

前端本地存储

30

天

@6

路

，支持断网续传•

高性能循环铁锂电池，保证高可靠备电•

自然散热

-40~55

℃

(

气温

)

宽温度适应•

内置防雷模块，摄像机无需额外方案设计•

和H为

SDC

智能配合，实现人脸检测、车辆

分析、行为分析、周界入侵检测等多种智能

能力•

传感器告警联动

，多维感知•

远程统一网管，故障自动上报，远程重启PowerCube500

，

SDC

最佳伴侣，一体化电网解决方案15••••九要素传感器（包含风速、风向、大气温度、大气湿度、蒸发、雨量、照度、

PM2.5

、负氧离子）轻型百叶箱太阳能供电系统可以采用有线、微波、

4G

、

WiFI

等方式，与铁塔站、卡口站共同组网（

3Km

内）场景

1

：综合监测站点建设支持多维度监测预警

选址原则：重要森林资源生态环境较为空旷区域独立部署

应用场景：

动态监测

森林火险等级

、森林资源生态环境

为保护森林资源生态环境提供决策依据

站点建设需考虑：16原始图像图像增强增强效果0.1

°场景

2

：高精度的烟火识别算法、火点定位算法烟雾静态特性分析烟雾动态特性分析17人工瞭望视频监控热成像（主）

+

视频监控（辅）AI

可见光（主）

+

热成像（辅）体力劳动，环境艰苦、后继无人人眼盯防，强度大、效率低1.

成本优势

，可见光镜头对应到

3

公里，

5

公里成本是红外镜头的

一半2.

AI

可见光

可以利用白天的烟发现林

下火和遮挡火，夜晚利用火光，能

够比热成像

更早发现火情

，真正实

现“打早、打小、打了”3.

巡航周期短

，可见光设备可以利用

变焦技术，在视场角很大的情况下

巡航，可以在

5-10

分钟

内完成全域巡航。红外镜头受制于大焦距小视野，

3

公里范围完成巡航都要半小时以上1.

热成像林火识别可识别

火源（火

焰）本身2.

热成像林火监测画面为

黑、白、

灰。3.

热成像在低能见度天气条件下有

一定的检测优势4.

多干扰因素导致误报率高，林下

火、山背火存在较多漏报H为监测预警技术路线选择，

AI

可见光更早发现火情

业界18

检

测

区

域

AI

自

识

别

判

定能够实现让系统自己划分检测场景自主“理解”复杂多变的林场监控场景，自动区分天空、山体、村庄、湖泊和道路等，屏蔽干扰纬度可见光算法关键技术

AI

场景自主识别判定，适应不同气候，提升准确率

集团性云体自主识别检测云层，雾气体积，预估场景湿度注：不同地域的林区气候、外观差异大，算法对于不同气候、不同天气的适应性十分重要。19

基于单帧图像的识别方法

识别过程中

丢失了烟雾的运动特征，导致误报率较高

。因此只能用于检测非常明显的火灾，不适合于大范围的早期森林火灾监测。可见光算法关键技术

基于视频多帧运动特征识别烟雾，更精准

VS

基于视频的识别方法

模拟人眼识别烟雾的方式，关注多帧图像中

烟雾的飘动、扩散等运动特征

，进一步提高识别精度。抗干扰能力强，适合于大面积、远距离的早期森林火灾监测。20••••AI

可见光识别为主，热成像识别为辅

，构建林火双光智能监测体系可见光林火识别

白天识别烟雾、晚上识别火光，更快识别林下火、遮挡火

，有利于实现“打早、打小、打了”。可见光林火识别

画面内容丰富、直观

，有利于人工进行火情研判。可见光

适应性强

，画面友好，报警快速；热成像在低能见度天气条件下有一定的检测优势

可见光林火识别特点

白天判别

烟雾

、夜间判别火光地形、遮挡影响小，发现时间

早

画面分辨率

高

，信息

丰富

视场角大，检测周期

短

林下火检测时间：

5-15

分钟

热成像林火识别特点

判别火焰本身地形、遮挡影响大，发现时间晚

画面分辨率低

，不直观

视场角小，检测周期长

林下火检测时间：

2

小时可见光

vs

热成像

优缺点对比21

智能生态

支持第三方算法多算法验证

，更精准

极致图像AI

增强，

更多细节

极致可靠10KV

防雷设计M9341-10-Th(75mm)

AI

双光谱热成像摄像机2Tops

算力

|

400

万像素

|

F1.4

大光圈

40

倍变焦

|

5km

火点检测

火眼金睛火点准确率

98%+周界准确率

95%+林场化工园区重点周界水运航道…秸秆焚烧治理AI

数字细节增强技术深度学习人车周界算法“火眼”：

AI

可见光

+

热成像双剑合璧，守护青山绿水22

X6921-Z484T

200

万星光级激光红外球型摄像机•

支持

4

TOPS

算力能力•

支持行为分析，异常侦测，智能跟踪，场景自适应，机非人检测，人体属性识别，车牌识

别，人群密度分析，排队长度检测，违章检测•

采用

1/1.8"

逐行扫描

CMOS•

-20

度镜头仰角，提升监控视野，更适合复杂地形监控•

内置

GPS

、北斗定位和校时模块•

内置

NPU

神经网络引擎，极大提升深度学习算法性能•

软件定义，支持算法在线加载与升级•

AI

场景自适应，实时识别场景，针对性优化图像•

48

倍光学变倍，

16

倍数字变倍•

500

米激光红外，内置光学变焦激光器•

智能透雾

，增强雾天场景下图像清晰度•

支持区域裁剪，有限带宽看清局部细节•

支持码流平滑，适应不同场景下对图像质量、流畅性的不同要求•

支持流量整形，精准控制视频编码瞬间突发，视频流畅不丢包•

TCP

加速，让网络承载更高质量的视频码流•

SEC

超强纠错，

20%

网络丢包图像依然流畅•

-40

℃～

60

℃超宽工作温度范围系列化智能前端产品支持多种监测覆盖场景23视频误报正报非

智能前端智能前端一次识别图片图片前端识别市县林区

边缘智能（一次识别）智能前端非

智能前端场景

3

：前端识别与一、二次识别融合支持全网智能

省

AI

平台

（二次识别）二次识别24识别方式

边缘计算捕获率

100%误报率

<0.5%

技术特点通过模式识别和计算机视觉技术对高清森林监控视频直接在边缘端

进行分析优点：网络带宽占用少，延迟低

云计算边缘计算

+

云计算100%100%

<1%<0.005%

将复杂算法部署于云端。

优点：不受算力限制，提高报警准确率边缘端和云端算法协同识别。前端监控视频对原始视频进行分析后，将疑似烟火的视频片段传回云端做二次验证。优点：充分利用边缘端的视频资源和云端的算力，网络带宽占用低、识别更精准。在晴好天气条件下，保守估计误报率约为两万分之一智能识别准确率25模型训练模型发布数据标注数据采集

ModelArts

算法商城AI

算法本地训练

烟算法

火算法

IVS1800

SDC

软件定义摄像机全网智能化解决方案支持第三方专业算法的快速集成与持续训练中心云边缘端业务应用业务使能

AI

中台边缘计算智能小站前端设备烟火识别推理算法管理

监测预警

远程值守

烟火算法训练

ModelArts

AI

平台与算法

模型推送

图片上送

县区、

林场

边缘计算

AI

推理烟火识别

图像增强

视频质量检测

视频接入

IVS1800

/

IVS3800

视频上送

SDC26••

疑

似

火

情

图

片

森林防火值班系统绿色是已处置火情、黄色是未处置火情；未处置的火情，由人工复核，确认为火情将以短信方式推送到林区工作人员手机端。云端识别：基于H为云构建远程值守中心

疑似报警、已处置报警、未处置报警、实际火情的统计远程值守中心现场27•

机械锁•

安全防护外壳•

线缆罩保护线缆eSight开箱告警

Video

Backhaul通告视频监控平台

VCN开箱告警应用示意图物理安全•

支持

NAC

、

MFF

等丰富的安全特性•

DoS

、

ARP

、

ICMP

攻击等攻击防护•

ERPS

多种网络保护特性•

IP65

防护等级•

工作温度

-40

°

C

~

+55

°

C•

室外防雷、防盐雾网络安全主动防护问题预警•

掉电异常告警•

开箱告警场景

4

：高可靠性与安全性控制球机抓拍破坏现场

1

非法开箱42328超低返修率

HUAWEI

3

‰

领先的

MTBF

HUAWEI>5

Years芯片级的

SDC

高可靠性与安全性设计

系统安全威胁系统安全防护手段•••••

数据安全威胁数据安全防护手段•

IP

地址过滤•

802.1x

接入认证••••••缓存补录AES

码流加密数字水印MTU

可设QoS

可设媒体流超强纠错强密码策略认证与会话控制最小授权规则文件授权管理安全日志

入侵进不来•

加密算法•

安全协议

数据偷不走

7种策略

8种技术

业内

TOP

友商

>10

‰三维立体内循环风道

业内

TOP

友商

<3

Years烟囱强化散热技术

外壳散热齿设计29

多维度管理森林防火基础设施20

万

+

设备管理能力省级管理设备数量：

>2K省级管理设备种类：

>50网络设备：

>20K电源设备：

>3K视频前端设备：

>30K镇

/

林场监控中心管理：

>200场景

5

：全网远程管理和维护

远程统一网管

性能视频存储拓扑

摄像机维护

服务器状态网络

告警站点电源30中小值班室一体机镇

/

林场值班室县值班室FusionCube

1000

（

8U

）FusionCube

1000

（

24U

）FusionCube

支持镇

/

林区、县级监控中心快速建设部署场景描述林场、县局等中小型值班室，网络、备电、视频（汇聚、分析、存储）一体机，远程运维方案组成••••••计算：

国产自主服务器存储：最大

20000

IOPS

，

200TB网络：

10GE/GE

交换、路由功能安全：

Firewall

、

IPS

、

IDS

、

URL

防护备电：

12

分钟视频分析：

Atlas300

（

16

路林火视频分析）

/IVS3800

单台支持存算检，支持

800

路接入方案特点•••林火预警算法从云端下发到林场

/

县局，在汇聚点计算，节省网络带宽一台起步，单台设备即可支持存算检集中监管林场

/

县

IT

基础设施，运维成本降低31传统运维方式，故障定界难，成本高VS拓扑自动发现：

还原

IPC

与设备的整体网络拓扑，端到端自动化运维故障自动诊断：

IPC

离线智能