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智慧森林项目解决方案智慧森林项目解决方案广东中冶地理信息科技有限公司西北分公司目 录第1章 项目概述11.1 项目背景11.1.1 破坏森林生态系统的因素21.1.2发生森林火灾的起因、特点及危害21.1.3我省采取的森林防火措施21.2 项目建设的必要性31.3 发展现状和主要问题41.3.1发展现状和信息化建设现状41.3.2技术选型对比51.4 建设条件61.4.1技术条件61.4.2政策条件61.4.3自然地理条件71.4.4自然资源条件71.5 建设依据7第2章 需求分析92.1 前端需求分析92.2 传输网络需求分析92.3 后端管理需求分析10第3章 总体设计113.1 总体目标及意义113.2 设计原则123.3 项目运行管理模式设计133.4 平台整体架构133.5 平台的定位14第4章 建设内容154.1 总体架构154.2 前端系统154.2.1 视频采集系统174.2.2 智能烟火识别系统194.2.3 供电系统204.2.4 防盗报警系统204.2.5 气象监测系统214.2.6 GPS监测系统224.2.7 基站控制系统224.2.8 防雷接地系统234.2.9 铁塔基建系统244.3 传输网络264.3.1 采用有线+无线的方式264.3.2 配置建议274.3.3 传输网络路由294.4 后端管理294.4.1 联网监控管理平台294.4.2 GIS管理平台324.4.3 远程会商系统324.4.4 网络安全系统334.4.5 主机与存储系统344.4.6 监控中心建设344.4.7 机房环境建设35第5章 投资估算和资金来源365.1 估算依据365.2 资金来源365.3 分期建设36第6章 效益评价386.1 经济效益评价386.2 生态效益评价386.3 社会效益评价38- III -第1章 项目概述1.1 项目背景 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，还包括林下植物、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。 我国现阶段的森林火灾防范大多数采取的措施是宣传教育、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、日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，而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。 基于这些存在的问题进行分析，有效的手段是能够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，能够对林区内的明火或者烟雾自动报警，并且能够将火点的位置定位，通过这种方式可以解决因人工护林造成的森林防火不足的情况。有效的解决手段是利用视频监控技术结合智能化的烟火识别技术，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成对森林资源的火灾监测和报警，辅助森林防火监测人员完成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，一旦遇到火灾自动报警，及时通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以为现阶段森林防火预警提供一种非常有效的解决方法。1.1.1 破坏森林生态系统的因素火灾是森林的大敌，森林火灾是当今世界发生面广、危害性大、时效性强、处置救助极难的自然灾害。森林火灾不仅对生态环境、自然景观和野生动植物造成巨大危害，而且严重危及人民生命财产安全，严重干扰社会稳定和经济建设。 毁林开荒，非法砍伐也是导致森林蓄积量下降的因素之一。1.1.2发生森林火灾的起因、特点及危害引起我省森林火灾的原因主要有人为火和天然火两种。人为火源主要是由于人们在林区生产生活用火不慎而造成的。据统计，我省的森林火灾，人为火源造成的占总火源的98左右。我省森林火灾的特点是：引发火灾的原因多，突发性强；起火初期不易察觉，一旦燃起，火势凶猛，蔓延速度快；波及面广，区域性大，受灾面积广；受自然条件和气象因素影响大，不易控制，难以扑灭，造成相当大的经济损失和森林生态系统的严重破坏。2012春3-5月份，全省平均降水量比常年偏少，其中张家口、保定、石家庄、邢台、邯郸市降水量比常年偏少一至三成，大部分地区气温偏高，大风、沙尘天气较常年偏多，春旱已成定局，森林火险等级将长期处于高位，防火形势异常严峻。1.1.3我省采取的森林防火措施xx省的森林防火工作,按照“预防为主，积极消灭”的防火工作方针，坚决贯彻执行“隐患险于明火，防范胜于救灾，责任重于泰山”的十六字方针以及森林法、森林防火条例、xx省森林防火规定等法律法规、方针政策，加强森林防火综合防治体系建设，把森林防火各项制度和措施落到实处，有效地控制了森林火灾的发生,保护了森林资源和人民生命财产的安全，维护了全省社会政治稳定和自然生态平衡。主要采取了如下措施:1、领导重视省委、省政府始终把森林防火工作摆上重要议要日程，多次下发森林防火通告、戒严令。每年及时调整森林防火指挥部成员。坚定地不移地实行森林防火行政领导负责制。将森林防火基地设施建设纳入十二五发展规划。安排森防专项资金，纳入财政预决算。并多次亲自到火灾现场组织指挥，亲自参加节庆期间森防值班，亲自参加生物防火林带营造。2、宣传深入每年进入“春防”、“秋防”时期，全省普遍开展声势浩大的宣传月活动。每年出动宣传车、电视讲话、发放戒严令、建设永久性大型宣传碑全民防火意识明显增强。3、严管火源建立了野外火源管理制度：防火期野外用火审批制度；入山作业交纳押金制度；适时发布森林防火戒严令；发放火险隐患整改通知；进入重点防火单位，入山检查制度。 4、舍得投入至2017年，xx省将在重点林区建设79个森林火险监测站、16个因子采集站、42个视频监测点，逐步构建完善的森林防火预警监测网络每年都按预案逐级进行培训和演练，采取多种措施，大力改造易燃林分提高林分生物多样性，降低森林燃烧性能，并积极筹资，着手组建林火信息网络和林火管理决策支持系统，不断提高森林防火科技含量。1.2 项目建设的必要性尽管近几年来xx省森林防火工作虽然做了大量的工作，但从总体上看还处于预防上死看死守，扑救上人海战术，指挥上凭老经验，手段上原始落后的初级水平，森林防火工作中一些深层次矛盾尚未得到根本性解决，特别是在改革开放和建立社会主义市场经济的新形势下，森林防火工作面临很多新情况和新问题，任务越来越重，要求越来越高。当前我省森林防火工作面临的形势依然十分严峻。一是林业地位日趋重要，森林防火工作任务越来越重。特别是随着国家六大生态工程的实施，我省的造林绿化速度加快，质量提高，有林地面积特别是易着火的中幼林面积逐年增加，森林防火任务越来越重。二是气候条件变化异常，对森林防火工作十分不利。我省入夏以来雨水较少长期干旱气温将较常年偏高，冷暖变化幅度较大，高火险天气将会集中出现森林火险等级居高不下，对森林防火工作十分不利，增加了发生森林火灾的机率。三是林内可燃物增多，发生森林大火的危险性越来越大。近年来，我省实施封山育林、公益林保护等重点林业工程项目效果显著，且大部分林区多年没有发生大的森林火灾，林内枯枝落叶杂草等易燃物越积越多。随时都有发生森林大火的危险，且极易酿成大的火灾，一旦起火，难于扑救。四是林区社情林情复杂，火源管理的难度越来越大。进入林区人员增多。随着林区开发特别是生态旅游的兴起，进入林区旅游渡假的人员大量增加，这些人员活动分散，防火意识差，野外火源管理难度很大。人为故意纵火的隐患加大。随着打击破坏森林资源和野生动植物资源违法犯罪活动等措施的全面落实，一些不法分子产生报复心理，存在故意纵火的隐患。一些地方，特别是山区封建迷信活动有所抬头，上坟烧纸、烧香、燃放鞭炮屡禁不止，增加了森林火灾的隐患。社会不稳定因素增多。随着我国加入WTO和经济、政治体制改革的不断深入，各种社会利益的再调整，一些人心理不平衡，有可能报复社会。四是基础设施落后，控制扑救森林火灾的能力依然没有得到明显改变。我省多数地方的森林防火基础设施装备严重不足，现有的设施设备年久失修，难以满足防扑火的需要。因此，加强森林防火工作，建立xx省林火统一监测指挥中心是保护国家和人民生命财产安全，加快林业发展的需要，是维护林区长治久安，保护社会稳定的需要，是改善生态环境，促进经济可持续发展的需要，功在当代，利在千秋。1.3 发展现状和主要问题 1.3.1发展现状和信息化建设现状1、国外森林防火技术 如德国的FIRE-WATCH森林火灾自动预警系统、美国的护林飞机和红外遥感火灾预警飞机巡逻及加拿大的卫星巡回监测系统等，技术虽然可靠，但需要借助高空卫星，且施工太复杂；有的技术方案基础实施投资太大，多达几十万美元，投入成本过高，这些难以满足我国森林资源监测的实际需要。 2、国内采用的监测方法 （1）地面巡护 地面巡护，主要任务是宣传群众，控制人为火源，深入了望台观测的死角进行巡逻。对来往人员及车辆，野外生产和生活用火进行检查和监督。存在的不足是巡护面积小、视野狭窄、确定着火位置时，常因地形地势崎岖、森林茂密而出现较大误差；在交通不便、人烟稀少的偏远山区，无法进行地面巡护，需用各种交通工具费用及人员工资费用，只能用视频监测方法来弥补。（2）瞭望台监测 了望台监测，是通过了望台来观测林火的发生，确定火灾发生的地点，报告火情，它的优点是覆盖面较大、效果较好。存在的不足：是无生活条件的偏远林区不能设了望台；它的观察效果受地形地势的限制，覆盖面小，有死角和空白，观察不到，对烟雾浓重的较大面积的火场、余火及地下火无法观察；雷电天气无法上塔观察；了望是一种依靠了望员的经验来观测的方法，准确率低，误差大。另外了望员人身安全受雷电、野生动物、森林脑炎等的威胁。（3）航空巡护 航空巡护，是利用巡护飞机进行林火的探测。它的优点是巡护视野宽、机动性大、速度快同时对火场周围及火势发展能做到全面观察，可及时采取有效措施。但也存在着不足：夜间、大风天气、阴天能见度较低时难以起飞，同时巡视受航线、时间的限制，而且观察范围小，只能一天一次对某一林区进行观察，如错过观察时机，当日的森林火灾也观察不到，容易酿成大灾，固定飞行费用2000元/小时，成本高，租用飞机费用昂贵，飞行费用严重不足，这就需要用定点视频监测来弥补其不足。（4）卫星遥感 卫星遥感，利用极轨气象卫星、陆地资源卫星、地球静止卫星、低轨卫星探测林火。能够发现热点，监测火场蔓延的情况、及时提供火场信息，用遥感手段制作森林火险预报，用卫星数字资料估算过火面积。它探测范围广、搜集数据快、能得到连续性资料，反映火的动态变化，而且收集资料不受地形条件的影响，影像真切。1.3.2技术选型对比森林火灾危害大，扑灭困难，于是在火灾还在萌芽状态立即扑灭它就显得尤为重要。森林火灾因为常常处在深山老林中，不易发现，故而发现火灾对于早扑灭火灾具有重要意义。 1、兴建瞭望塔 国内存在的比较落后的监测方式。 了望台监测，是通过了望台来观测林火的发生，优点是覆盖面较大 。不足是无生活条件的偏远林区不能设了望台，观察效果受地形地势的限制，覆盖面小，有死角和空白。2、建立视频监控系统 国内主流的监控方式。 这是传统监控的简单延伸，将采集视频图像通过微波汇总，由人工完成集中监视；人工监视易造成肉眼疲劳 ，监控中心的视频线路较多易造成漏报。 3、建立智能预警系统 这是森林防火的发展方向，实现森林防火的智能化，信息化。 利用无缝融合智能图像识别技术、GIS技术、GPS定位技术、大型网络监控技术等高新科技，利用多项专利技术，结合林业管理的专业知识和林业防火的经验，建立林业防火智能监测预警及应急指挥系统，从而实现林区视频的自动监控、烟火准确识别、火点精确定位、火情蔓延趋势推演、扑救指挥的辅助决策、灾后评估等多方面功能，建立森林防火的完整业务链，并针对性地解决用户的各种个性化需求。1.4 建设条件1.4.1技术条件随着国际国内林业信息化的快速普及和发展，信息技术和产品的可获得性、使用的便利性大大增强，性价比不断提高，为我省林业信息化发展创造了有利条件。另一方面，经过近几年的不断努力，全省森林防火形势趋于明显好转，重特大火灾得到有效遏制，但形势依然严峻，事故可控性不强，迫切需要通过信息技术手段加强对事故的预防和提高火灾处置能力。1.4.2政策条件在党中央、国务院、省委、省政府的正确领导下，以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，认真落实科学发展观，国民经济和社会发展取得了很大的成就，各项社会事业取得新进步，人民生活环境质量进一步提升。林业部门在历届省委、省政府的正确领导下，在全省人民和林业系统干部职工的努力下，全省林业建设取得了巨大成就，并且随着以生态风景林、森林公园和自然保护区、湿地及沿海防护林、绿色通道为主的林业生态建设进程的推进，城市林业建设进入了快速发展阶段。1.4.3自然地理条件1、地理位置xx省环绕首都北京，地处东经1132711950、北纬36054240之间。全省总面积18.88万平方公里，高原、山地、丘陵、盆地、平原等地貌类型齐全。2、地形地势xx省地处中纬度沿海与内陆交接地带，地势西北高、东南低，从西北向东南呈半环状逐级下降，依次为坝上高原、燕山和太行山地、xx平原三大地貌单元。坝上高原是xx省的重要林区，也是xx省皮毛、肉食、禽蛋等畜产品的主产区。1.4.4自然资源条件1、自然气候条件xx省属温带大陆性季风气候。大部分地区四季分明。年日照时数 2500-3100 小时；年无霜期 120-200 天；年均降水量 524.4 毫米；月平均气温在 3 以下 , 七月平均气温 18 至 27 ，四季分明。2、土地资源全省土地面积187693平方公里，其中：山地70194平方公里，占37.40%；高原24343平方公里，占12.97%；丘陵9068平方公里，占4.83%；平原57223平方公里，占30.49%；盆地22709平方公里，占12.10%；湖泊洼淀4156平方公里，占2.21%。1.5 建设依据本设计严格按照中国国家相关标准进行，主要遵循以下标准：安全防范工程技术规范（GB50348-2004）安全防范系统验收规则（GA308-2001）中国人民共和国公共安全法视频安防监测系统技术要求（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要求（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(GB 50057-94)钢结构工程施工质量验收规范(GB5025-2001)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第2章 需求分析根据全省“智慧森林”项目的规划，以及林区结合实际情况，需要在全省的重点林区、景区、重点防火单位及珍稀动物区部署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、智能烟火识别处理器、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我省“智慧森林”项目需求进行部署的监控点具体分析如下：2.1 前端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、烟火智能识别、GIS定位等森林防火中非常重要功能的设备站点。由于前端基站位于野外林区内，四周一般都有较高的灌木林，综合林区的地形地势条件森林防火智能监控需要考虑监控半径范围、野外供电、烟火智能识别，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。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能够实现远距离传输。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，如果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，350850MHz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，以及包括移动、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，这是因为专用频段的无线网络设备价格昂贵，性价比低，而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，不仅费用低而且传输带宽高，不仅可以满足现有的需要，而且也可以满足未来多种应用的需要。2.3 后端管理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。本系统可与现有的自动化办公系统和应急指挥系统相衔接，可在指挥中心随时获取全省的各级火灾情况及野生动物及非法采伐的信息动态，并通过指挥中心与各级部门进行决策会商和实施应急救援指挥。第3章 总体设计“智慧森林”就是利用地理信息(GIS)、遥感(GPS)等信息技术、大型集中监控技术，结合林业管理的专业知识和林业防火的经验，建立林业防火指挥系统。从而实现省、市、县三级林业部门信息的快速流转、森林防火安全的实时管理、森林气候动态变化的实时监测和数据更新、林业火灾预防、火灾扑救指挥的辅助决策、林业火灾的灾后评估等多方面功能，实现林业防火业务的数字化、网络化、可视化和智能化，实现信息的规范管理和共享利用。特别是在森林火灾的智能监测和预警方面，利用三维精确定位摄像系统和森林烟火智能识别软件，整合远程联网监控系统，可实现林区图像的清晰采集、智能分析、智能预警，有效降低烟火的误报和漏报，实现目标的精确定位。3.1 总体目标及意义按照构建xx省林业厅“智慧森林”的设想和要求，森林火灾智能预警系统的的建设，是我省林业厅森林防火工作革命升级的重要工作，确定以下建设的总体目标：n 建设成森林防火智能预警系统，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，系统能够为指挥中心提供准确、及时的现场信息，通过视频监测记录发现非法伐木者货非法狩猎者，监控视频资料可以作为处罚依据；n 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确定位信息；n 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。n 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，而且还能够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，充分保护用户投资；n 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、林火自动识别报警系统和GIS自动定位系统，指挥调度防火灭火措施、GIS定位等信息； n 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。xx省森林火灾智能预警系统的建设是全省林业发展战略的重要组成部分；是全面提升森林防火的现代化管理水平、促进城市林业建设和森林防火信息化建设实现可持续发展和跨越式发展的积极手段；是加速森林防火宏观决策科学化、监测预警智能化、指挥通信现代化推进经济发展，全面构建和谐的有效保障。对全面提升森林防火手段和科学决策水平，适应现代林业建设要求具有深远的意义。3.2 设计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：n 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。 n 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，都要求有很好的兼容性。 n 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。n 可扩充性原则系统充分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。3.3 项目运行管理模式设计以管理组织体系架构为基础，对本期工程建设的省级、地市、县区林业部门的森林火灾远程监控监测与预警系统的运行模式进行设计。1、省级平台运行管理模式省级平台日常行使对省级单位和地市林业部门森林火灾智能预警系统的运行具有指导的职责。遇重大事故时对上接受xx省委省政府和国家林业局的指挥和协调，完成全省林业部门的应急保障工作；对下监督市州及县区林业部门森林火灾智能预警系统的开展情况，调度其应急物资和人员队伍完成突发事件处置工作；横向与省内公安、交通、气象、地震、国土等部门开展联动合作，在省政府的统一指挥和协调下主导或配合其他部门应急平台完成突发事件的应急处置。2、地市平台运行管理模式地市林业部门对上接受省级机构的监督，执行省林业厅的指挥调度指令；对下指挥调度本区市州各区县的应急物资和人员队伍进行事件处置；横向待其他市州平台建成后可在省林业厅的协调下与邻近市州进行应急联动处置。3、县区平台运行管理模式县区林业部门是“智慧森林”三级体系中的基层机构，负责全县区具体的、操作层面的森林火灾智能预警系统工作。对上接受地市林业部门指挥调度，出动本县储备的应急物资和应急队伍，参与事故处置。跨县突发事件处理和调度由市州林业部门进行协调。3.4 平台整体架构xx省林业厅“智慧森林”项目整体分为三级平台架构，纵向分别为省林业厅、地市林业局及县区林业局，实现分级访问信息传输；横向与对应的省级、市级、县级公安、交通、环保、气象、卫生等系统实现互联互通、资源共享。各级林业部门监管网络拓扑结构图如下所示：各级林业部门监管拓扑图（图3-1）3.5 平台的定位按照“统一领导、综合协调、分类管理、分级负责、属地管理”的管理总体原则，结合xx省各级安监部门在安全生产与应急管理方面的职责分工，确定本工程建设的四个交通应急平台的功能定位。1、省局平台的定位省局平台定位于应急指挥、监督指导、数据汇集、公众服务四大功能。2、地（市）平台的定位地（市）平台功能定位同样可归纳为应急指挥、监督指导、数据汇集、公众服务，只是各功能对应的业务范围和地理范围与省局平台有所不同。3、县（区）平台功能定位县（区）平台的功能定位是监测监控、应急指挥、数据交换。第4章 建设内容4.1 总体架构森林防火智能预警系统是一个森林防火数字化、网络化的远程监控调度指挥系统。具有县区、地市、省三级联网的互联互通、资源共享的功能。它以森林现场图像采集为中心，以远程通信网为传输平台，将光电转换技术、数字图像处理技术、微波无线/光缆有线传输技术、通信网络技术、计算机软件技术等高新技术综合应用于森林防火监测和资源管理中。实现了在指挥中心对重点地段的林火、非法采伐及非法狩猎进行实时监控及救扑行动的指挥调度。森林防火智能预警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： 4.2 前端系统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识别处理器，实现烟火的智能识别，一旦发现疑似烟火，智能处理器自动识别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。由于基站所处位置离监控中心较远，原则上采用就近取电，如果距离电源太远的话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。前端基站系统构成如图所示：4.2.1 视频采集系统森林防火视频采集系统，通过前端的森林防火智能一体化系统，将森林防火图像和火灾自动报警信息，通过无线微波链路设备或光线链路将视频编码器输出的视频流媒体及火灾自动报警信息传输到分点监控中心及指挥中心，指挥中心发现后可指挥相关人员采取相应措施处理警情。系统结构原理图如下所示：1、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要求是：n 全天候24小时实时监测；n 在夜间极低的光线照明度下获得监控图像；n 日夜24小时拍摄清晰的图像。采用的高清晰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，也可拍摄到非常清晰、高对比度的影像，提升远距离观察效果。2、 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、防腐性能的要求。3、 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，需要重型数字云台能够实现0-360的全方位角以及4545俯仰角度的大范围监控才能满足森林防火智能监控的要求。森林防火智能监控系统配置的长焦镜头能够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要求也非常高，越小的运转精度在远距离监控时才能够实现监控画面的平滑过渡，不会造成远端林区监视范围画面不连续的情况。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。4、 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，根据森林防火监控要求视频编码器可以支持D1或1080p、720p、UXGA等高清分辨率编码。5、 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，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。视频采集系统现场实拍图：监控中心日常值守监测图：4.2.2 智能烟火识别系统智能烟火识别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能够提供工作效率，减少因人工的疏忽而造成的漏报情况，智能监控系统能够实时全天候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，并作出相关的应急处理措施。先进的智能烟火处理识别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识别处理器数字化后通过对烟、火的颜色、形状、轮廓、纹理以及光谱特征、空间几何特征等多种因素的智能分析，一旦发现疑似烟火，智能处理器自动识别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，智能处理器能识别的烟火有效面积低至1010像素，所以能够实现几乎没有漏报，误报率低的优点。为了进一步减少误报率，智能处理器能够在第一次发现疑似烟火后，通过控制信号自动推进长焦镜头将视频监控图像进一步放大后，进行第二次进行识别和确认。4.2.3 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，因为过长的电源线路导致到达基站时电压较低，容易造成设备损害，而且成本高，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 来满足系统的需要。1、发电系统配置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；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。2、市电配置对于基站附近有市电或者要求采用市电时，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造成基站设备损坏，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。4.2.4 防盗报警系统森林防火智能预警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。根据防盗报警系统的功能要求，配置有防盗摄像机、红外探测器、室外喇叭、拾音器、数字报警主机等。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，设置周界保护、物品丢失等报警类型，确保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。监控中心接收到报警信号后，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。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。4.2.5 气象监测系统森林防火预警气象监测系统是针对林业人员和森林消防人员需要而专门设计的自动气象站，系统采用高集成化的采集模块和先进的传感器模块，可在野外恶劣环境下无人自动工作。可对风速、风向、雨量、空气湿度、相对湿度、土壤温度、蒸发量、大气压力、日照辐射、露点等多个气象要素进行全天候现场监测。提高了观测效率，减轻了观测人员的劳动强度。可以定时将前端现场气象数据和图像参数传输到防火指挥中心，自动计算出当时的森林火险等级，并同时发送现场的全景视频图像，做到远程瞭望，及时监测初期火点，为防火决策提供科学依据。气象监测系统现场实拍图如下：4.2.6 GPS监测系统通过GPS全球定位技术，和GIS地理信息实现对森林管护人员防火、防盗、防虫灾工作进行严格规范化的管理，能通过GPS巡检器以短信息的形式，向管理中心及时反馈巡检过程中发现的各种事件，并标明准确的经度纬度，在发生危及森林管护人员人身及生命安全的突发事件时，能一键发送紧急求救信号，标明准确的经纬度，给营救人员提供准确的地理位置。并且能完成林业局自行定义巡检地区、巡检路线、巡检时间、巡检人员、排班计划、网络查询、远程管理及异地传输等强大的功能。GPS监测系统主要由由GPS终端、GSM网络、监控管理中心GIS地理信息系统组成。本次项目GPS监测系统还针对我省重点林区的部分珍稀动物进行全天候监控，随时监测其行踪，保护其安全。4.2.7 基站控制系统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识别处理器、防盗报警的数字报警主机、功放、控制电路、编码器、交换机等设备，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，才能保证野外森林防火智能监控系统长时间稳定可靠运行。基于森林防火智能化监控的特点，采用一体化集成电路设计，集成智能烟火识别处理器、防盗报警的数字报警主机、功放、控制电路、编码器、交换机等森林防火前端基站全部控制系统。4.2.8 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10，基站设备的防雷接地小于4。1、基站防雷接地第一种方式：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