?????青島慧安致遠智能科技有限公司?
Qingdao HuianZhiyuan Intelligent Technology Co., Ltd
森林防火工作是我國防災減災工作的重要組成部分，是國家公共應急體系建設的重要內(nèi)容，是社會穩(wěn)定和人民安居樂業(yè)的重要保障，是加快林業(yè)發(fā)展，加強生態(tài)建設的基礎和前提，事關(guān)森林資源和生態(tài)安全，事關(guān)人民群眾生民財產(chǎn)安全，事關(guān)改革發(fā)展穩(wěn)定的大局。簡單的說，森林防火就是防止森林火災的發(fā)生和蔓延，即對森林火災進行預防和撲救。預防森林火災的發(fā)生，就要了解森林火災發(fā)生的規(guī)律，采取行政、法律、經(jīng)濟相結(jié)合的辦法，運用科學技術(shù)手段，最大限度地減少火災發(fā)生次數(shù)。撲救森林火災，就是要了解森林火災燃燒的規(guī)律，建立嚴密的應急機制和強有力的指揮系統(tǒng)，組織訓練有素的撲火隊伍，運用有效、科學的方法和先進的撲火設備及時進行撲救，最大限度地減少火災損失。
然而，要掌握火災發(fā)生的規(guī)律，減少火災發(fā)生的次數(shù)或是采取有效的方法進行撲救，單靠人工力量是難以完成的，安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)成功應用到森林防火工作中將大大提高森林防火的效率。該森林防火監(jiān)控工程以視頻監(jiān)控系統(tǒng)為基礎，融合GPS定位系統(tǒng)、氣象傳感系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、遙感系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)等形成對森林火災、森林采伐、濕地保護、造林情況、森林病蟲害、退耕還林情況、林區(qū)野生動物種群和數(shù)量進行全方位電子化管理的森林資源數(shù)字信息管理系統(tǒng)。
1.概述
森林防火工作是林業(yè)部門的工作重點，我國的林業(yè)工作正從植樹向保樹方面發(fā)展，森林防火重在防患于未“燃”。國家投入大量的人力、物力進行森林火災的綜合預防、撲滅工作中。但是由于森林本身具有環(huán)境復雜、分布區(qū)域廣闊等特點，單純依靠人防的辦法，不止難以應對頻發(fā)的險情，而且為此付出的代價和損失也過重。
綜合利用新興的科技手段，采用視頻監(jiān)控手段輔助處理森林防火，盡早發(fā)現(xiàn)火情，盡量在火發(fā)初期將其撲滅，這樣可以減少撲火費用、降低人員傷亡以及提高滅火成功率。視頻監(jiān)控系統(tǒng)在森林防火工作中發(fā)揮了相當重要的作用，視頻監(jiān)控相對于人力監(jiān)控的優(yōu)點越來越突出，根據(jù)我們長期的工作經(jīng)驗和與林業(yè)專家們的探討，認為林火視頻監(jiān)控有著幾大方面的優(yōu)點：
1)便于指揮中心統(tǒng)一監(jiān)視控制。
2)使抉擇者可以觀察火點實際情況，以便做出正確反映。
3)可以對火警進行紀錄存檔，以便后期的察看研究。
4)節(jié)省大量人力物力。
2.需求分析
根據(jù)森林分布區(qū)域廣，與主管單位距離遠的特點，本案認為森林防火監(jiān)控系統(tǒng)有以下需求：
1)采用低照度要求、長焦距、高清晰度的云臺攝像機，俯瞰林區(qū)中的大范圍樹木。
2)根據(jù)監(jiān)控點分布分散、距離防火檢查站等辦公區(qū)域距離遠的特點，視頻數(shù)據(jù)采用前端壓縮、無線傳輸?shù)姆绞?，匯聚到林區(qū)防火監(jiān)控室。
3)為了統(tǒng)一管理，提高指揮力度，需要將各林區(qū)監(jiān)控室匯聚的視頻上傳到森林防火監(jiān)控指揮中心。
4)指揮中心通過網(wǎng)絡，將視頻數(shù)據(jù)分發(fā)給其他職能部門，共享森林防火用監(jiān)控數(shù)據(jù)。
3.系統(tǒng)建設目標
利用建設森林防火監(jiān)控系統(tǒng)，能有效協(xié)助林業(yè)局管理森林，保護森林資源不遭受重大損失；協(xié)助消防武警和森林警察進行森林火災隱患的發(fā)現(xiàn)和排除、森林火災的撲滅的工作，降低火災頻率，降低滅火成本，提高滅火成功率。
第一級為系統(tǒng)最前端，直接采集系統(tǒng)所需監(jiān)控信息。由于監(jiān)控點分散、距離中心距離遠的原因，第一級系統(tǒng)利用無線網(wǎng)絡和監(jiān)控中心相聯(lián)。
第二級為一線監(jiān)控單位，進行日常的林區(qū)電子巡檢和監(jiān)視工作，并對接收的視頻數(shù)據(jù)做記錄。
第三級為監(jiān)控系統(tǒng)的管理中心，對接入的設備和訪問用戶做統(tǒng)一管理，并對前端監(jiān)控網(wǎng)點進行巡檢，對重要視頻資料進行長久錄像。利用云臺進行攝像點的變換和攝像機焦距的調(diào)整，進行無死角監(jiān)控和細節(jié)監(jiān)控。對于高檔的云臺，還可以獲取攝像點的經(jīng)緯度信息，可通過攝像機的串口傳給DVS，再由DVS的透明通道通過網(wǎng)絡傳送到監(jiān)控中心，在電視墻上進行顯示。
采集到的視頻信息送入DVS進行處理。因為模擬信號如何直接進行同軸電纜傳輸，雖然清晰度等方面較高，但是傳輸距離有限，如果利用光端機加裸光纖的方式進行傳輸，由于森林地形復雜，又存在布線困難、改造難度大的問題。綜合以上特點，先對數(shù)據(jù)量龐大的模擬視頻進行壓縮，再利用無線網(wǎng)絡進行傳輸，是一種可行的方法。DVS不僅能接入視頻信號，還可以接入其他串口數(shù)據(jù)。無線傳輸系統(tǒng)利用802.11g的技術(shù)，并進行擴展配置，安裝信號放大器和天線組，在傳輸途中，利用無線AP和無線基站進行接力傳輸，以達到系統(tǒng)需要的傳輸距離。802.11g可以達到54Mbps的傳輸帶寬，能夠滿足清晰壓縮視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?/span>
同時，森林遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)還可兼顧森林資源管理和有害生物監(jiān)測，可實現(xiàn)電視電話會議和森林火災可視指揮等綜合功能。遠程自動防火監(jiān)控，通過實時動態(tài)視頻監(jiān)控，監(jiān)控中心工作人員可對所轄林區(qū)進行24小時全方位實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)火情或火災隱患，并可對森林采伐、造林情況、濕地保護、病蟲害防治、野生動物等森林動植物資源進行監(jiān)測管理。系統(tǒng)主要包括以下主要部分以及主要功能：
信號處理中心
在林區(qū)設立一個防火監(jiān)控室，安裝一個大的無線基站，接收各個監(jiān)控網(wǎng)點傳送過來的視頻信號。監(jiān)控室配備一臺聯(lián)網(wǎng)主機，安裝分控軟件。對前端的各個監(jiān)控網(wǎng)點進行聯(lián)網(wǎng)訪問和控制。聯(lián)網(wǎng)用戶的權(quán)限有管理中心統(tǒng)一分配。分控中心對轄區(qū)內(nèi)的所有監(jiān)控點進行遠程實時監(jiān)控，以在第一時間發(fā)現(xiàn)火災隱患，及時進行撲救。
防火監(jiān)控管理中心
本級是整個監(jiān)控系統(tǒng)的管理中心。對整個監(jiān)控系統(tǒng)的接入設備和訪問用戶進行管理。在管理中心主要配備以下服務器，以提供管理和監(jiān)控功能：管理服務器、流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務器、電視墻服務器、存儲服務器和控制主機。
管理中心具備的功能
控制中心管理：對所有控制中心的添加、刪除和配置等管理用戶管理：對每個控制中心的操作用戶做添加、刪除和配置的管理，目前的用戶管理分管理員、超級用戶、普通用戶等幾個級別。
服務器管理：對所有類型的服務器的添加、刪除和配置等管理設備管理：對所有前端設備的添加、刪除和配置等管理日志管理：記錄用戶對管理中心的操作日志等等。
網(wǎng)絡傳輸：接收控制中心發(fā)送過來的驗證請求、網(wǎng)絡報文以及通過這個模塊于各個控制中心保持心跳。
數(shù)據(jù)庫：數(shù)據(jù)庫模塊主要是讀寫用戶以及控制中心等表的數(shù)據(jù)。
解碼軟件
支持D1分辨率工作模式，在D1數(shù)據(jù)模式下一臺解碼服務器解24路碼流，每個解碼輸出占用一個VIDEOOUT和一個AUDIOOUT。
主要功能
1、控制端（控制中心）通過網(wǎng)絡向其發(fā)送命令，控制某個解碼通道取流并顯示指定的監(jiān)控點圖像；支持在視頻圖像上顯示關(guān)聯(lián)解碼通道的序號，方便使用者靈活控制；
2、電視墻服務器將所有解碼上墻的圖象通過網(wǎng)絡傳輸給指定的網(wǎng)絡存儲服務器進行網(wǎng)絡視頻數(shù)據(jù)備份。
集中存儲服務器
主要功能：
1、用磁盤預分配技術(shù)，寫入數(shù)據(jù)時，磁盤模擬串行記錄設備順序記錄錄像數(shù)據(jù)，讀出數(shù)據(jù)時，磁盤按照普通磁盤方式工作；軟件完全托管相關(guān)磁盤的讀寫操作，在保證寫任務的前提下提供高效的數(shù)據(jù)讀出性能，計劃實現(xiàn)單臺服務器最多支持3個磁盤分組，每個磁盤分組最多同時進行40路2M碼流數(shù)據(jù)錄像，16路8倍速文件回放；
2、盤預分配技術(shù)的特點，在服務端實現(xiàn)對錄像數(shù)據(jù)的檢索和碼流分析，將數(shù)據(jù)按照要求的回放速率一幀一幀的送出，并提供同步回放的解決方案；
3、按照自己的錄像計劃定時錄像外，控制端（管理中心）也可通過網(wǎng)絡向其發(fā)送命令，觸發(fā)起啟動相應的錄像；4、集中存儲服務器也支持控制中心在遠程對存儲服務器上所有的備份文件進行點播。
流媒體服務器
控制中心主要功能：
中間件客戶端抽象層：是中間件抽象出來的于設備交互的接口，應用通過這一層控制設備獲取碼流：主要有兩種模式，一種直連一種是通過流媒體。
錄像：應用實現(xiàn)管理的所有通道的錄像計劃，調(diào)用集中存儲中間件提供的接口給存儲服務器發(fā)命令控制集中存儲服務器以及DVR的錄像。。
解碼：包括預覽模塊的軟解碼和硬解碼兩種模式，其中硬解碼上電視墻調(diào)用電視墻抽象層封裝的接口控制前端的電視墻服務器。
參數(shù)控制：設置預覽的視頻參數(shù)（亮度、對比度等）以及控制預覽畫面前端的云臺（包括聚焦等）。
遠程配置：調(diào)用客戶端抽象層接口配置設備的所有參數(shù)（包括網(wǎng)絡、通道、串口、報警、用戶等）。
報警：在controlcenter啟動監(jiān)聽被動接收前端服務器上傳的所有報警信息，并且在這個模塊中將所有的報警信息做脈沖過濾處理。
消息聯(lián)動：對過濾過的報警信息建立聯(lián)動關(guān)系并且觸發(fā)所有相關(guān)的聯(lián)動動作啟動。
設備管理：設備通道的添加、刪除及配置的管理，包括各種組合的配置（組的畫面分割、組中通道的添加等等）。
日志管理：記錄、查詢controlcenter所有的操作和報警日志。
網(wǎng)絡傳輸：向上級ControlCenter或Server發(fā)送報警、操作信息，并且上傳該controlcenter的運行情況。
3.系統(tǒng)特性
整個森林防火視頻監(jiān)控系統(tǒng)，具有如下特點：
1)先進性
監(jiān)控系統(tǒng)核心設備硬盤錄像機采用最先進的H.264視頻壓縮標準。系統(tǒng)采用先進的光纖傳輸技術(shù)和網(wǎng)絡傳輸技術(shù)，采用的產(chǎn)品和使用的連接方案都具有先進性。
2)穩(wěn)定性
系統(tǒng)采用工業(yè)級的嵌入式設備，產(chǎn)品本身具有穩(wěn)定性，并且系統(tǒng)的架構(gòu)具有豐富的實際應用經(jīng)驗。
與病毒絕緣的硬盤錄像機軟件系統(tǒng)，保證整個聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
3)安全性
在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)中傳輸監(jiān)控數(shù)據(jù)，并且任何訪問用戶都是經(jīng)過授權(quán)、驗證的。
多級的用戶權(quán)限設置，管理權(quán)限集中在少數(shù)監(jiān)控管理人員手中，保證硬盤錄像機等設備的參數(shù)不會被隨意或惡意修改。
錄像資料和日志信息不可被刪除、篡改。
4)擴展性
隨著監(jiān)控密度的加大，只需在相應監(jiān)控點添加攝像機和硬盤錄像機便可接入到監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控網(wǎng)絡的IP資源充裕，監(jiān)控中心只需分配一個空閑IP，便可接入現(xiàn)有聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。