利用二维码技术主动监测森林火险方法研究

摘要：基于林区村庄输电线路的线杆，收集线杆的点位信息，形成二维码回归点位。运用智能手机的微信小程序，形成线杆点位信息数据库。当森林存在火险隐患时，通过大众参与扫码报警，实现对森林火灾潜在隐患的管理。关键词：二维码；输电线路；森林火险森林火灾在于预防[1]，输电线路的潜在火灾风险是森林防火工作中的一部分[2]。可运用智能手机的微信小程序，利用无处不在的微信扫码，实现对森林火灾潜在隐患的管理。二维码中包含整个电线杆的各类信息以及周边植被的信息，可以实时扫码获取电线杆的各类有效信息，提供实时扫码上传预警信息功能，汇总林火隐患信息，更加有效进行森林林火潜在隐患的管理。一、二维码监测服务系统功能（一）信息采集收集林区村庄输电线路布设信息，包括线路走向、长度、电压等级、供电范围等。对每条线路上的线杆、转接杆、变压器等供电设施进行详细调查，确定每一个监测点的位置，并在每个监测点处张贴二维码管理标牌。每个二维码中包含该监测点的管辖责任单位、主管责任人、联系电话、线路信息、电杆编号、经纬度等内容以及周边植被的类型、密度、高度、干湿程度等信息。这些信息通过微信小程序上传到管理系统的数据库中，形成一个完整的信息采集网络，为后续的监测预警、火情研判、扑火指挥等工作提供数据支撑。（二）现场设备为了构建基于二维码的潜在森林林火隐患管理系统，需要制作一定数量的二维码挂牌，作为监测点的标识和信息载体，二维码挂牌的制作和安装要求如下。材料选择：二维码挂牌以不锈钢材料制成，具有耐久性强、防火防水、不易褪色等特点，适合在户外长期使用。制作工艺：二维码用激光刻蚀的方法刻在不锈钢板上，保证二维码的清晰度和识别率。同时，不锈钢板上还刻有相关公众号信息及文字，方便用户了解和关注该系统的功能和动态。二维码内容：每个二维码中包含该监测点的管辖责任单位、主管责任人、联系电话、线路信息、电杆编号、经纬度等内容以及周边植被的类型、密度、高度、干湿程度等信息。这些信息通过微信小程序上传到管理系统的数据库中，形成一个完整的信息采集网络，为后续的监测预警、火情研判、扑火指挥等工作提供数据支撑。安装位置：二维码挂牌固定在电力设施上（杆、塔）或者周边醒目之处，确保标牌牢固、清晰、易于扫描。（三）数据采集为了构建基于二维码的潜在森林林火隐患管理系统，需要建立一个有效的数据采集和传输机制，保证隐患和火情的及时发现和上报。数据采集的主要方式有两种：主动巡护和被动报警。主动巡护：指由專业的巡护人员定期对核心区的输电线路进行巡查，检查每个监测点的二维码挂牌是否完好以及周边植被的状况是否正常[3]。巡护人员可以使用微信小程序扫描每个监测点的二维码，获取该监测点的基本信息，并与管理系统的数据库进行比对，确认是否有数据更新或异常。如果发现有隐患或火情，巡护人员可以通过微信小程序提交报警，包括事件类型、位置、时间、描述、照片等信息，管理系统会根据事件的紧急程度和处理状态，进行相应的响应和指挥。被动报警：指由非专业的路人或其他人员在发现电力设施存有隐患或者发生火情时，主动用手机对不锈钢挂牌上的二维码进行扫码，并提交报警。这种方式可以扩大数据采集范围和频率，提高隐患和火情的发现率和及时率。被动报警的流程与主动巡护类似，只是报警人员不需要进行数据比对，只需扫码并提交报警事件即可。管理系统会对报警事件进行审核和验证，防止虚假或重复报警，同时进行相应的响应和指挥。（四）数据传输报警人使用手机将报警信息通过4G/5G网络提交到服务器，报警信息中包含报警人电话、位置、描述、现场照片、电力设施编号等。无线网络：报警人使用手机将报警信息可以通过4G/5G网络提交到服务器，报警信息中包含了报警人电话、位置、描述、现场照片、电力设施编号等。服务器收到报警信息后，会进行验证和分析，根据事件的紧急程度和处理状态，进行相应的响应和指挥。报警人电话：报警人的手机号码，用于与报警人进行联系和确认以及发送报警结果和反馈。位置：报警人所在的地理位置，可以通过手机的定位功能自动获取，也可以手动输入或选择。位置信息包括经度、纬度、海拔等坐标数据以及具体的地名、地址等描述信息。位置信息用于确定报警事件的发生地点以及安排最近的扑火队伍和设备。事件描述：报警人对报警事件的简要描述，包括事件的类型、原因、规模、危害等信息。描述信息用于判断报警事件的紧急程度和处理状态以及制定合适的扑火方案和措施。现场照片：报警人拍摄的报警事件现场照片，用于直观展示报警事件的情况以及辅助描述信息的解释和验证。现场照片还可以通过人工智能识别技术，分析报警事件的特征和参数以及周边植被的类型、密度、高度、干湿程度等信息。电力设施编号：报警人扫描的不锈钢挂牌上的二维码中包含电力设施的编号，用于确定报警事件的发生位置和范围以及与管理系统的数据库进行比对，获取该监测点的管辖责任单位、主管责任人、联系电话、线路信息、经纬度等内容以及周边植被的类型、密度、高度、干湿程度等信息。（五）监控服务器为了构建基于二维码的潜在森林林火隐患管理系统，需要建立一个强大的监控服务器，负责存储、处理和分析各个电力设施的基本信息和报警信息。数据库管理：监控服务器端使用关系型数据库来存储各个电力设施的基本信息，包括杆塔形状、所属单位（责任人）、管护人、管护人电话、杆塔编号等。这些信息通过微信小程序上传到管理系统的数据库中，形成一个完整的信息采集网络，为后续的监测预警、火情研判、扑火指挥等工作提供数据支撑。报警软件：监控服务器端运行报警软件，接收来自报警人的报警信息，包含报警人电话、位置、描述、现场照片、电力设施编号、报警日期时间等。报警软件将这些信息与数据库中电力设施（杆塔）数据相对应，保存报警事件。报警软件还可以进行验证和分析，根据事件的紧急程度和处理状态，进行相应的响应和指挥。数据分析：监控服务器端提供报警历史记录下载与分析功能，可以对报警事件进行统计、分类、排序、筛选、查询等操作，以便于了解报警事件的发生频率、分布、原因、影响等情况以及评估报警系统的效果和效率。数据分析可以使用可视化工具来展示，以便于观察和理解数据的变化和趋势。（六）二维码及小程序为了构建基于二维码的潜在森林林火隐患管理系统，需要制作一种专有的二维码，用于标识每个监测点的电力设施，并携带相关的信息。这种二维码可以通过微信小程序扫描，跳转到对应的小程序页面，实现隐患和火情的报警和查询功能。二维码制作：根据前期科研人员对电力设施进行的实地调研结果，通过小程序参数制作平台制作包含设备唯一标识（必须）、位置信息（必须）、防火责任人（可选）、设备责任人（可选）等的专有二维码。设备唯一标识用于区分不同电力设施的编号，位置信息用于确定电力设施的地理坐标，防火责任人和设备责任人用于联系和协调相关人员。这些信息可以通过小程序参数制作平台的模板功能，批量生成和导出二维码图片。二维码安装：将制作好的二维码挂牌固定在电力设施上（杆、塔）或者周边醒目之处，确保标牌牢固、清晰、易于扫描。为了能方便可靠扫码，根据二维码牌离路的远近，二维码大小尺寸会有所调整。如果牌離路比较远，二维码尺寸就需要大一点，反之则小。小程序开发：开发一个专用的微信小程序，用于实现基于二维码的潜在森林林火隐患管理系统的功能。小程序的主要功能包括：扫描二维码，获取电力设施的基本信息和周边植被的信息、提交报警事件、查询报警历史记录、查看报警统计分析等。小程序使用：用户可以通过微信扫一扫功能，扫描电力设施上的二维码，进入小程序的对应页面，实现隐患和火情的报警和查询功能。二、主动扫码实时上报预警潜在森林林火隐患事件该功能可以实现利用手机微信“扫一扫”，获取该电线杆各类信息的功能。电线杆的基本信息：杆塔形状、所属单位（责任人）、管护人、管护人电话、杆塔编号、高度、经度、维度、海拔信息等。电线杆周围植被信息：乔木、灌木、枯落物等信息。周围植被数据来源于森林二类调查数据，随着调查的不断进行，会对电线杆周围的植被信息进行不间断更新，保证扫描出的信息为最新数据，系统会对比周围的乔木高度以及电线杆高度。该功能可以实现人员在路过电线杆时，如果发现可能导致发生林火的因素或者直接发现火情，可以扫描电线杆上的二维码，进行预警信息或林火信息的填写，报警人使用手机将报警信息通过4G/5G网络提交到服务器，报警信息中包含报警人电话、位置、描述、现场照片、电力设施编号等。终端人员收到信息之后，会立即派出相应人员进行相应处理，系统提供报警历史记录下载与分析功能。三、该方法的优缺点（一）网点密集，便于火险监测报警森林火灾大部分都是人为造成[4]。2004年，国家实施“村村通”系统工程，包括公路、电力、生活和饮用水、电话、网络等。通电是其中之一，有人居住的地方，就会有输电线路。因此，本文所指的二维码监测点是基于输电线路的线杆点位，与人员居住密集性相关，便于火情及隐患的监测和报警。（二）扫码报警便捷一旦遇到森林火灾，很多人会慌乱，不知该如何处理，可能一时忘记报警电话，或忘记打电话报警。本文中提到的报警二维码就张贴在输电线杆上很显眼的位置，时刻提醒人们“有情况从这里报警”。因此，该方法是一种即便捷又高效的报警方法[5]。（三）维护费用低该方法是通过微信小程序来实现大数据的联通和互动，不需要大型设备，更不需要输电维护和保养维护，所需要的费用只有微信小程序的年费。同时，该小程序可以覆盖整个区域[6]。（四）挖掘了森林火险潜在参与人员我国南方很多林区在推行“防火码”，在进入森林的路口进行扫码登记，一旦发生火灾，便于梳理人为火灾的责任人[7]。本文所指的二维码报警方法与南方的“防火码”对比，减少了数据筛选过程，直接实现扫码报警