摘要：近年來，陸地森林草原火情視頻監(jiān)測技術日益成熟。這種新型技術手段的發(fā)展前景十分廣闊，在未來的森林草原防火業(yè)務中必將成為最重要的技術手段之一。本文結合我國森林草原防火現狀及內蒙古大青山國家級自然保護區(qū)防火工作及視頻監(jiān)控相關系統(tǒng)建設情況，對火情視頻監(jiān)測系統(tǒng)的建設項目構成與技術考慮進行討論，旨在對森林草原防火系統(tǒng)建設提供幫助。

關鍵詞：森林草原；火情視頻監(jiān)測；工程建設；項目構成

引言

我國國土面積遼闊，森林草原集中在東北、西北、西南，氣候條件復雜多樣，在跨越南北的五大氣候帶間形成了多種系統(tǒng)類型，動植物種類繁多，生態(tài)環(huán)境復雜。內蒙古大青山國家級自然保護區(qū)坐落在內蒙古的陰山山地，橫跨呼和浩特、包頭、烏蘭察布市三個轄區(qū)，總面積38.89萬公頃，是我國北方面積最大的森林草原生態(tài)系統(tǒng)類型自然保護區(qū)。森林草原作為我國生態(tài)屏障和保護區(qū)資源結構的重要組成部分，對于生態(tài)環(huán)境保護、建設和經濟發(fā)展都具有戰(zhàn)略性價值與意義。近年來，我國不斷加大對生態(tài)環(huán)境及森林草原資源的保護力度，在“天保工程”等一系列森林草原建設項目和各項保護政策措施的實施下，我國森林草原資源保護情況得以明顯改觀，森林草原覆蓋率連年提高，生態(tài)環(huán)境惡化趨勢得到有效遏制。隨著林草信息化建設工作的不斷推進，防火信息化建設成績斐然，內蒙古大青山國家級自然保護區(qū)建設了視頻監(jiān)控及綜合指揮系統(tǒng)、視頻匯聚融合系統(tǒng)，并結合實際需求進行了部分升級。森林草原防火作為全國林草行業(yè)的重點工作，總體防火形勢不容樂觀[1]。受全球氣候異常影響，我國極端天氣明顯增多，現有森林草原防火成果是大量人力、物力投入下取得的，整體工作依然缺乏體系性支撐，持續(xù)性也有待進一步增強，森林草原防火工作仍將面臨巨大挑戰(zhàn)。因此，本文結合森林草原防火實際需求，針對地面森林草原火情視頻監(jiān)測系統(tǒng)工程建設進行論述與分析。

一、森林草原火情監(jiān)管現狀與發(fā)展

（一）森林草原火情監(jiān)測技術的現狀

目前，我國用于森林草原火情瞭望監(jiān)測的主要技術手段有人工瞭望、人工巡護、航空巡護、衛(wèi)星遙感、視頻監(jiān)控。

1.人工監(jiān)測瞭望

利用高山搭建瞭望塔（臺），人員值守瞭望火情監(jiān)測?？梢酝ㄟ^人工觀察、望遠鏡觀察和經驗定位方法等進行火情預警。人工監(jiān)測瞭望的技術優(yōu)勢體現在監(jiān)測效果較好、直觀。弊端是受地理、天氣等客觀條件制約，對煙霧濃重的大面積火場、余火和地下火無法進行觀察判斷[2]。此外，瞭望技術是依靠個人經驗來觀測的方法，由于視界有限，地物遮蔽也會形成盲區(qū)，從而可能導致觀測不到位、定位誤差大和發(fā)現不及時。

2.人工巡護

人工巡護主要是根據重點火險區(qū)的火災特點，利用交通工具或規(guī)定路線徒步實現對森林草原火災的監(jiān)測巡邏。對林區(qū)的過往人員、車輛、野外作業(yè)、本地居民的人為火源進行管控，盡量避免人為因素導致的森林草原火災[3]。其優(yōu)點是可以早期預防、及時控制；缺點是巡護以點線為主，難以形成面的管控，組織困難、管理難度大、交通不便、通信手段有限等條件也大大限制了火情監(jiān)測效果。

3.森林草原航空巡護監(jiān)測

航空巡護是利用有人駕駛飛機或無人機對區(qū)域內的狀態(tài)進行適時動態(tài)管控的先進手段。具備視野寬廣、巡護速度快捷、靈活機動性強的優(yōu)勢，一旦火災發(fā)生，周圍環(huán)境及火勢蔓延情況可以立體空域觀測與監(jiān)控[4]。然而，受氣候和局部天氣影響很大，巡視過程也受場站位置、航線和留空時間制約，導致可觀測時段和范圍受到限制。此外，航空巡護的建設和運行成本較高，造成其在防火實踐中多是作為短期性、區(qū)域性或補充性的監(jiān)測手段。

4.衛(wèi)星遙感監(jiān)測

衛(wèi)星遙感監(jiān)測是借助空間遙感探測火場熱點及分析火情蔓延的實時監(jiān)測，高空火險預報，是通過衛(wèi)星估算火場面積并連續(xù)跟蹤林火動態(tài)的技術手段。由于高空監(jiān)測具備范圍廣、時效快、影像清晰、動態(tài)連續(xù)的優(yōu)勢，屬于當下林草防火業(yè)務中最重要的監(jiān)測手段[5]。然而，空中云霧厚度、含水量等因素會影響其對火點火情的觀測判斷，衛(wèi)星自身的圖像分辨力、在軌觀測姿態(tài)、過境時間等參數也會影響觀測效果，導致衛(wèi)星遙感對火點性質的判斷存在困難，定位誤差波動較大，難以控制。往往在發(fā)現異常熱點后，需要專業(yè)人員先行對監(jiān)測圖像進行人工識別，再通過其他方式進行現場目視確認。

5.地面電子監(jiān)控監(jiān)測

林火地面電子監(jiān)控技術就是利用可見光（紅外）攝像裝置、熱感應探測儀器、雷電探測儀器、火險氣象自動監(jiān)測站、火險因子采集站等設備，從低空、地面對森林草原火災進行監(jiān)管，再利用無線、光纖、衛(wèi)星通信手段進行視頻、圖像或數據傳輸，從而在重點區(qū)域內實現實時遠程監(jiān)控[6]。其優(yōu)點是受氣候環(huán)境影響小，能夠監(jiān)測森林草原火情，進行報警管理，部分地區(qū)可替代人工觀測，大大提高了監(jiān)測效率和準確率。缺點是整體設備應用水平低，探測范圍和效果受地點、性能、參數等因素限制，可靠性和準確性還有待提高。

（二）森林草原火情監(jiān)測技術的發(fā)展趨勢

近年來，中央和地方各級政府高度重視森林草原防火工作，不斷加大相關投入和體系建設，防火工作投入的人力、物力成本逐年提高，要求后續(xù)工作必須注重質量與實效，積極研究、應用和發(fā)展各種高效、經濟的新方法和新技術，不斷提高森林草原防火工作的管理和科技水平。森林草原火災防控開始由“人防”向“技防”轉變，空天地一體化聯動的綜合監(jiān)管模式已經初具規(guī)模，正在向更加深入的智能和數據領域延伸。尤其是視頻智能監(jiān)控技術推動了森林草原防火信息化發(fā)展。因此，本文重點對類似系統(tǒng)的建設項目構成、技術考慮等進行系統(tǒng)介紹和討論。

二、林火視頻監(jiān)測系統(tǒng)設施建設

林火電子監(jiān)控系統(tǒng)在國家建設項目構成上有統(tǒng)一規(guī)范和要求，這里將以森林草原火情視頻監(jiān)測系統(tǒng)為模型來展開介紹。

（一）建設項目基本構成

森林草原火情視頻監(jiān)測系統(tǒng)是通過前端布放視頻監(jiān)控設備對重點火險區(qū)域進行監(jiān)測，可以實現全天候監(jiān)測。通過AI算法對火情進行自動識別和報警，并將告警信息第一時間發(fā)送到指控中心，通過實時視頻能夠準確提供現場情況，確保森林草原防火安全。根據國家林草局森林草原防火的相關標準，整體系統(tǒng)構成包含前端系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)和指揮控制平臺三個部分。

前端系統(tǒng)包括視頻監(jiān)測塔（臺）、前端監(jiān)控設備、供電系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)、防雷和接地系統(tǒng)。網絡傳輸系統(tǒng)分為有線傳輸系統(tǒng)和無線傳輸系統(tǒng)。在系統(tǒng)建設時，優(yōu)先使用有線傳輸方式；當采用有線傳輸的成本或施工難度明顯高于無線傳輸方式時，選擇無線傳輸方式。指揮控制中心包括顯示系統(tǒng)、指揮系統(tǒng)、對講通信系統(tǒng)、數據存儲及備份系統(tǒng)、服務器、供備電系統(tǒng)和防雷接地系統(tǒng)等。

（二）主要子系統(tǒng)及技術指標考慮

1.視頻監(jiān)測塔（臺）

視頻監(jiān)測塔（臺）是森林草原火情視頻監(jiān)測系統(tǒng)必須包含的建設項目，其作用是為監(jiān)控設備提供安裝和使用環(huán)境，保障系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運行。

（1）建設內容與項目構成

視頻監(jiān)測塔：主要由塔（臺）體、視頻監(jiān)測設備基座及設備維護平臺三部分構成。視頻監(jiān)測塔的塔體：由塔基、塔身、設備安裝維護平臺三部分構成。

（2）主要技術考慮

視頻監(jiān)測塔身常用的鋼材有熱軋邊角鋼、熱軋無縫鋼管、鋼板、異形鋼材等；在材質上常用的有Q235、Q345、Q420等牌號；具體技術考慮應執(zhí)行GB 699-2015《優(yōu)質碳素結構鋼》、GB/T 706-2008《熱軋型鋼》、YB/T 4163-2007《鐵塔用熱軋角鋼》等國家或行業(yè)標準；視頻監(jiān)測塔身作為主要承重結構的各種連接桿和塔柱等不得使用焊接鋼管；鋼塔桅結構應做長效防腐蝕處理，一般情況以熱浸鋅為宜，構件體形特殊且很大時可用熱噴鋅（鋁）復合涂層[7]。視頻監(jiān)測塔基礎建設所用的建筑材料應當執(zhí)行GB 175-2007《通用硅酸鹽水泥》、JG J55-2011《普通混凝土配合比設計規(guī)程》、GB 1499.1-2024《鋼筋混凝土用鋼》等國家或行業(yè)標準；所用的混凝土無論采用現場制備還是商砼均應達到設計強度等級標號；條件允許情況下，混凝土、鋼筋等宜保留試樣并檢測；商砼需長時間運輸的應使用緩凝劑。參照森林草原防火瞭望塔設計相關規(guī)范，建議將視頻監(jiān)測塔耐火等級設定為二級。

2.前端監(jiān)控設備

（1）前端監(jiān)控設備構成

根據LY/T 2581-2016《森林草原防火視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范》定義的前端監(jiān)控設備主要包括承載設備、攝像機、鏡頭等部件，應具有連續(xù)巡航和預置位置巡航功能；可定時復位，具有自動和手動多種控制方式及通過角度信息直接定位等功能。

（2）前端監(jiān)控設備技術要求

應采用集成化程度高、模塊化設計，在全天候連續(xù)監(jiān)測工作的情況下，整體使用壽命不小于5年。前端監(jiān)控設備軟件系統(tǒng)應具備遠程升級及參數設置等功能。

1）前端監(jiān)控設備應符合下列基本要求

a）防護標準：整體防護等級不＜IP66；保護防護等級不＜IP67；

b）水平旋轉范圍不＜360°；

c）俯仰旋轉范圍為上下運動夾角之和不＜90°；

d）水平旋轉速度范圍：0.1°/s～30°/s；

e）俯仰旋轉速度范圍：0.1°/s～15°/s；

f）設備精度指標要求如表1；

g）應采用有效防護措施避免鏡頭結露；

h）耐腐蝕：抗銹蝕和耐腐蝕特性應滿足GB/T 10125的規(guī)定；

i）外觀：應無機械損傷、涂覆層損傷、銹蝕，緊固部位應無松動，銘牌的標志和文字字跡應清晰；

j）可接收系統(tǒng)平臺指令，并進行水平、俯仰角度、焦距值實時回傳。

2）具有遠程升級功能

（3）成像系統(tǒng)要求

1）可見光設備技術指標要求

a）攝像機傳感器像面尺寸不＜1/3；

b）輸出圖像分辨率＜1920（H）×1080（V）；

c）透霧功能：光學電子透霧切換系統(tǒng)；

d）日夜功能：具備低照度能力。

2）鏡頭技術指標要求

a）可見光鏡頭驅動方式：電動變焦；

b）透霧功能：光學透霧；

c）鏡頭圖像同軸度：同軸度不＞1/4；

d）鏡頭變焦重復精度：＜±1%之內；

e）指控中心可實時讀取當前鏡頭視場角度值。

3）紅外傳感器技術指標要求

a）噪聲等效溫差（NETD）不＞50mk；

b）像元尺寸不＞17μm；

c）像素數不＜384×288；

d）視頻輸出：數字與模擬輸出；

e）非均勻性校正：快門校正、背景校正，電控，ON/OFF自動快門校正功能；

f）紅外熱像儀自動保護：強光探測、紅外傳感器遮擋功能。

4）紅外鏡頭技術指標要求

a）鏡頭焦距類型：變焦OR定焦；

b）鏡頭焦距不大于200毫米時，F值不＞1.2；

c）鏡頭變焦和調焦控制：電動；

d）波長范圍：3μm～5μm或8μm～14μm。

3.供電設備及線路

供電設備及線路是森林草原火情視頻監(jiān)測系統(tǒng)建設中必須包含的建設項目，其作用是為監(jiān)測系統(tǒng)前后端的各種用電設備及裝置提供穩(wěn)定、可靠的電能來源。由于森林草原火情視頻監(jiān)測系統(tǒng)的主要設備均依靠電源驅動、運行，如果失去供電，整個系統(tǒng)將完全無法工作。因此，供電設備及線路建設對森林草原火情視頻監(jiān)測系統(tǒng)建設至關重要。

（1）供電系統(tǒng)的一般組成

森林草原火情視頻監(jiān)測系統(tǒng)的供電設施通常由三個部分構成：電源系統(tǒng)、備電系統(tǒng)和輸配電系統(tǒng)。電源系統(tǒng)：通常是由整流設備、直流配電設備、交流配電設備、電流（電壓）變換器、機架和相關的配電線路的總體或其中一部分所組成的集合。備電系統(tǒng)：通常是由備用（應急）電源設備、儲能元件、電流（電壓）變換器、配電設備和線路的總體或其中一部分所組成的集合。輸配電系統(tǒng)：由輸電設備、配電設備及相關線路所組成的集合。由于森林草原火情視頻監(jiān)測系統(tǒng)施工和使用條件的特殊性，使得其供電系統(tǒng)的建設有著不同于一般供電系統(tǒng)建設的明顯特點和特殊要求。由于供電系統(tǒng)及相關技術涉及門類極廣、內容龐雜，因此對各種供電系統(tǒng)分別加以簡要分析。

（2）交流電直接供電系統(tǒng)

由于森林草原火情視頻監(jiān)測系統(tǒng)建設和使用條件特殊，其多建于山高路遠、天氣變化劇烈、人煙稀少的地區(qū)。前端監(jiān)測站供電建設中普遍存在調遣距離遠、環(huán)境條件惡劣、施工困難的情況，附近又很少有可供直接利用的便利資源，如果引接市電，電力部門通常需要長距離架設輸電線路，并通過使用高壓傳輸或大線徑電纜以增加傳送距離和降低線損。這就造成引接市電的線路工程量巨大、建設造價居高不下，成為制約前端監(jiān)測站選址和影響建設投資的主要因素。

在接入交流電情況下，森林草原火情視頻監(jiān)測系統(tǒng)前端監(jiān)測站一般需要配備開關電源、諧波抑制/無功補償裝置、變（調）壓器等電源變換設備，其配置組合和性能參數應結合監(jiān)測系統(tǒng)各設備的工作電壓、功耗、電能質量要求等確定。目前，常見的監(jiān)測設備工作電壓為12V、24V、48V等直流系列及交流220V、24V，配套時應注意合理選擇性能參數并盡量減少工作電壓種類。為提高交流電供電監(jiān)測系統(tǒng)的運行保障性，可以在監(jiān)測系統(tǒng)前后端配置備用電設備或電源管理系統(tǒng)。

（3）直流遠程供電系統(tǒng)

由于交流電直接供電系統(tǒng)在建設和投資方面受到諸多限制，迫使人們不斷尋找其他替代方案，于是通信設備用直流遠程供電電源系統(tǒng)（簡稱直流遠供）應勢而生。直流遠供系統(tǒng)通常由局端設備、遠端設備和供電線路組成，將機房等固定場所內的穩(wěn)定電源或蓄電池組作為電能來源，通過局端設備進行DC/DC升壓，再以電力線纜、光電復合電纜或雙絞線纜為傳輸介質，通過能量管理分配器分路監(jiān)控、隔離、限流；最后經遠端設備轉換成用電負載所需的電壓等級，從而實現對遠端用電設備的不間斷供電和集中監(jiān)控[8]。

在直流遠供系統(tǒng)產品技術和工程建設領域，相關的國家或行業(yè)標準不多且多來自電力、通信等行業(yè)，如DL/T 5044-2014《電力工程直流電源系統(tǒng)設計技術規(guī)程》、YD/T 1817-2008《通信設備用直流遠供電源系統(tǒng)》和YD/T 1817-2008《通信用直流—直流變換電源系統(tǒng)》。關于供電線路或其他配套設施的技術和工程標準，可以參照上一節(jié)市電直接供電系統(tǒng)的線路建設中的相關標準執(zhí)行，這里不再列舉贅述。

（4）自然能供電系統(tǒng)

自然能供電是指利用自然環(huán)境中的太陽能、風能、水能等作為電能來源，將這些天然能源轉化為可直接利用的電能供用電負載使用的供電技術。如上所述，由于森林草原火情視頻監(jiān)測系統(tǒng)建設和使用條件的特殊性，導致市電直供或直流遠供這類涉及供電線路建設的供電方式存在施工困難、代價高昂等問題，造成前端監(jiān)測站難于選址或因投資過高而無法實施。近年來，各種利用自然的新能源技術獲得蓬勃發(fā)展，已使得森林草原火情監(jiān)測設施的供電系統(tǒng)建設發(fā)生了徹底改觀。根據經驗和數據統(tǒng)計分析，在自然能源供電當中，視頻監(jiān)測系統(tǒng)供電方式主要還是以光伏發(fā)電系統(tǒng)為主，其他自然能供電方式在實際項目中的應用較少。因此，下面主要以光伏發(fā)電系統(tǒng)為例展開分析。

光伏發(fā)電系統(tǒng)通常由太陽能板、太陽能控制器、膠體蓄電池組、逆變器、支架及線纜等組成，具有產品技術高度成熟、設備構成簡潔、可靠性好、安全性高、使用壽命長、不使用燃料、運維簡便、環(huán)境適用性好等優(yōu)點，可以在近距離內為用電負載提供可靠電力保障，是應用十分廣泛的自然能供電系統(tǒng)。

光伏供電受季節(jié)（日照時長、太陽高度角）、緯度及朝向、天氣、組件安裝傾角等多種因素影響。除天氣因素外，其他影響因素都具有規(guī)律性和可控性，天氣影響也可以通過提高蓄電池儲能容量來加以平衡?？傊ㄟ^專業(yè)、合理的系統(tǒng)設計，可以保證連續(xù)供電的穩(wěn)定性，其供電波動相對小。

與光伏系統(tǒng)相比，風力發(fā)電系統(tǒng)設備明顯復雜且存在較多的運動機構或機械，可靠性和維護性相對較低，尤其是風力發(fā)電設備的啟動風速要求較高，限制了風力發(fā)電系統(tǒng)的應用環(huán)境。同時，由于自然風能在時間和空間分布上極不均衡，造成其供電穩(wěn)定性能不如光伏系統(tǒng)。因此，在本類工程實踐中完全采用風力供電的項目較為少見。[9]

4.建筑防雷接地

建筑防雷接地同樣事關設備系統(tǒng)可靠運行和人身安全，其作用是避免或減小設備系統(tǒng)遭受各種雷擊傷害及其引發(fā)的電磁脈沖影響，保障系統(tǒng)安全可靠運行。人工瞭望或視頻監(jiān)控用塔（臺）大多建設在林區(qū)地勢較高甚至是突出的位置，成為孤立的高聳建筑物，容易遭遇雷擊。通過一些實地調研了解到，由于雷電破壞造成通信、供電等設備毀壞的事件在各森林草原管理單位中時有發(fā)生。因此，相關建筑的防雷接地建設是森林草原火情視頻監(jiān)測系統(tǒng)建設中必須考慮的項目之一。

（1）建設內容與項目構成

森林草原火情視頻監(jiān)測系統(tǒng)的建筑物防雷接地建設包括前端建筑物（視頻監(jiān)測塔）防雷接地和后端建筑物（指揮中心）防雷接地。

（2）主要技術考慮

GB 50689-2011《通信局站防雷與接地工程設計規(guī)范》中第六章，比較詳細地規(guī)定了與視頻監(jiān)測塔相似系統(tǒng)的防雷設計原則與技術考慮，可參照使用。這里我們著重強調其中6.2.6條的借鑒意義。其原文可釋義為：原則上要求基站地網的接地電阻值不大于10Ω，但是在土壤電阻率大于1000Ω·m情況下，可以不苛求該接地電阻值，只要接地面積大小、施工工藝達到一定標準即認為合規(guī)。該條的現實意義在于：許多森林草原火情視頻監(jiān)測系統(tǒng)都建設在林區(qū)山地上，表層土壤比較薄且多見風化礦砂質土壤，下層土壤砂石含量比較高，甚至幾乎完全為花崗巖、石英巖、石灰?guī)r等塊石、卵石等。因此，其土壤電阻率很高。以往為苛求達到相關標準中規(guī)定較低的接地電阻值，施工中往往大量使用人工開挖石方、降阻劑甚至需要換土、深挖等，再加上交通運輸不便，使得防雷接地工程建設的人力和經濟投入比較高。

5.網絡傳輸

網絡傳輸是森林草原火情視頻監(jiān)測系統(tǒng)建設中必須包含的建設項目，其作用是在前端監(jiān)測站與后端指揮信息中心之間建立起實時、可靠的信息傳送鏈接，可以完成對前端采集的音視頻、圖像等監(jiān)測數據的上行傳輸和匯聚以及后端對前端設備運行狀態(tài)的監(jiān)控、操作和同步等指令的下行分發(fā)。

（1）建設內容與項目構成

森林草原火情視頻監(jiān)測系統(tǒng)中的通信設施按其傳輸介質可以分為兩大類：有線通信系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)。有線通信系統(tǒng)：通常是由光纖數字傳輸設備、路由交換設備、傳輸線路、配線架、配套線纜及輔助設備的總體或其中一部分所組成的集合。無線通信系統(tǒng)：通常是由微波通信設備、移動通信設備、衛(wèi)星地面站設備、機架、配套線纜及輔助設備的總體或其中一部分所組成的集合。

（2）有線通信系統(tǒng)主要技術考慮

在光纖傳輸網的產品技術和工程建設領域，存在大量的國家標準和行業(yè)標準進行規(guī)范和指導，這里我們僅列舉一些指導性較高的相關標準：YD/T 5119-2005《基于SDH的多業(yè)務傳送節(jié)點（MSTP）本地網光纜傳輸工程設計規(guī)范》、YD/T 1475-2006《接入網技術要求-基于以太網方式的無源光網絡（EPON）》、YD/T 1949.1-2009《接入網技術要求-吉比特的無源光網絡（GPON）》、YD5137-2005 《本地通信線路工程設計規(guī)范》、YD 5148-2007《架空光（電）纜通信桿路工程設計規(guī)范》和YD 5220-2015《內容分發(fā)網絡工程技術規(guī)范》等。

（3）無線通信系統(tǒng)主要技術考慮

隨著無線通信技術的高速發(fā)展，在相關領域為規(guī)范產品的技術標準和指導其工程建設，形成了數量頗多的國家標準和行業(yè)標準。這里我們僅列舉幾個指導性較高的相關標準：GB/T 13159-2008《數字微波通信系統(tǒng)進網技術要求》、GB/T 13616-2009《數字微波接力站電磁環(huán)境保護要求》、YD 5031-1997《點對多點微波通信工程設計規(guī)范》等。

6.指揮控制中心

本部分主要介紹森林草原火情監(jiān)測系統(tǒng)的指揮控制中心一般性項目構成，提出了與森林草原防火視頻監(jiān)測直接相關的重點技術考慮，如指揮控制、視頻監(jiān)測、GIS技術考慮。

（1）指揮控制中心一般性項目構成

指控中心應包括顯示系統(tǒng)、指控系統(tǒng)、對講通信系統(tǒng)、存儲及備份系統(tǒng)、服務器、防雷接地系統(tǒng)、供備電系統(tǒng)。

（2）指揮控制技術考慮

1）巡航掃描功能

可以手動控制和自動控制、全區(qū)域條帶巡航，能夠根據預設的角度和軌跡完成重點區(qū)域巡航、報警，同時也可以手動控制設備，重點區(qū)域進行精細核查。

2）監(jiān)控Camera控制功能

系統(tǒng)可以控制Camera的ON/OFF，進行調焦、變焦，切換Day/Night模式，ON/OFF透霧等操作。系統(tǒng)可控制鏡頭實現Auto調焦功能。

3）煙火識別與報警功能

系統(tǒng)應具有煙火AI智能自動識別功能。當發(fā)現疑似目標，Camera可Auto鎖定、拉近焦距、目標居中，便于精確識別、定位。將報警信息指令推送到指定終端，聯動聲光報警，同步實現短信或語音發(fā)送相關人員。

4）前端監(jiān)控設備手動控制功能

系統(tǒng)應具有操作前端監(jiān)控設備向↑、↓、←、→、↖、↗、↙、↘等八個方向轉動的控制功能。

5）多路視頻實時顯示功能

多路實時視頻同時顯示。當視頻展示窗口＜設備視頻源數量時，應具有視頻輪詢輸出功能；輸出火警視頻具備最高優(yōu)先級別。

6）視頻存儲與點播功能

日常視頻和告警視頻分別存儲并管理；日常監(jiān)控視頻系統(tǒng)自動覆蓋存儲；告警視頻不可覆蓋，長久保存，并關聯保存告警的信息；系統(tǒng)管理應具有刪除、備份功能，用戶可以根據需求設定閾值；數據支持隨時調用。

7）告警上報

系統(tǒng)具有將所有告警信息實時上報到系統(tǒng)平臺的功能，告警信息包括站址數據、告警時間、告警時設備的各類狀態(tài)數據、俯仰和水平角、目標火情經緯坐標、視圖等，并且所報數據可以隨時通過系統(tǒng)調用、查看、轉發(fā)。

8）多點聯動

系統(tǒng)應具有自動多點聯動功能。

9）多級管理

根據國家機關業(yè)務管理的需要，系統(tǒng)應具備多級管理功能，可根據管理體系設置國家、省、市、縣（林草局）、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（林場）等級別，同級可設置多個，便于分級授權管理。

10）授權管理

根據實際工作中崗位不同、級別不同、任務不同，實行不同等級授權管理?；鶎痈⒅貞檬跈?，管理層更注重數據授權，因此系統(tǒng)應具備靈活授權管理功能。

11）應急預案

確定系統(tǒng)報警為真實火情后，可啟動相應的應急預案進行火災撲救等工作。應急預案主要包括森林草原火災應急組織指揮機構及其職責、森林草原火災預警、監(jiān)測、信息報告和處理、森林草原火災應急響應機制和措施、綜合保障措施及災后處置等，實現預案導入、編制、修改、啟動。

12）指揮調度

指揮調度發(fā)現火情并定位后可實現以下功能，輔助撲救指揮決策應用。

a）就近數據顯示：可就近顯示撲火資源數據（撲火隊、撲火器具等），各撲火資源詳細信息可直接在GIS上顯示，方便指揮員查看。

b）路徑分析：可顯示各撲火隊趕往火場的最優(yōu)路徑，并可模擬現實場景，進行路線分析。

c）火場標繪：在地圖上對火場進行基本標繪、火場態(tài)勢、火場環(huán)境、撲救資源等多種標繪操作，如火場邊緣的形狀、位置、撲火力量分布、火場天氣、風向等因素，利用標繪面板在現場繪制火場態(tài)勢圖。支持多種信息標繪，可標繪火點、標繪隊伍、標繪火線、標繪隊伍分布線、標繪火場、標繪行軍箭頭、標繪前指、標繪隔離帶、標繪風向、標繪態(tài)勢、添加標注、添加圖片。

d）火災報告：記錄不同階段森林草原火災信息、任務單等工作表單的填報內容，報表內容及格式符合LY/T 2585-2016《森林草原火災信息處置規(guī)范》相關要求。

13）災后評估

根據采集的受災區(qū)域內各個坐標點位計算過火面積，并對指定草地林地林相數據信息計算災損相關（林相）屬性（樹種名稱、所占比例）、過火面積等。

（3）系統(tǒng)監(jiān)測技術考慮

1）基本要求

a）前端系統(tǒng)內置AI煙火算法模塊；

b）支持可見光及紅外16 位RAW 原始數據采集及分析；

c）處理器內含圖像去抖功能；

d）采用邊巡航、邊檢測、邊報警動態(tài)煙火識別算法；

e）支持根據不同林區(qū)環(huán)境、不同季節(jié)、不同時間段進行調整煙火檢測算法；

f）支持離線煙火識別及報警存儲，聯網續(xù)傳；

g）支持屏蔽區(qū)、通視區(qū)域等多種區(qū)域信息標記；

h）具備可見光相機與紅外相機的參數聯合標定，實現可見光視頻和紅外視頻目標點視覺校驗與圖像配準；

i）可見光AI煙火自動識別：通過配備的可見光AI煙火算法進行全天候自動巡航；系統(tǒng)可以有效區(qū)分過濾霾、云、巖石、陰影、雪、霧、光線、樹枝晃動等干擾源數據的變化因素；

j）紅外AI煙火自動識別 ：通過配備的紅外煙火自動識別算法進行全天候自動巡航；系統(tǒng)可以有效區(qū)分過濾干擾熱源引起的變化因素；

k）常規(guī)火源處理 ：智能識別監(jiān)控區(qū)域內工礦區(qū)內煙囪、定居點、耕地內的煙火等常規(guī)火情告警，避免反復報警。

2）識別能力

在識別目標與背景的對比度不小于10%時，可見光煙火識別系統(tǒng)應基于1080P及以上高清分辨率圖像進行分析，最小識別煙目標、火目標面積不大于7×7像素，紅外熱成像最小識別煙目標、火目標面積不大于2×2像素。

3）火情識別率

整體系統(tǒng)漏報率不大于1‰；萬公頃日誤報次數不大于3。

4）告警定位

告警定位功能，要求在15km半徑下定位誤差均應＜100m。

（4）GIS技術考慮

1）地圖瀏覽

應具有地圖瀏覽功能，包括放大、縮小、平移、查看地圖全圖、前一視圖、后一視圖、要素選擇、查看屬性、設置比例尺、實時坐標、海拔顯示等工具，宜具有快速工具欄。

2）測量

應具有長度測量工具，測量地圖上任意兩點間和連續(xù)多點間的距離；應具有面積測量工具，測量地圖上指定區(qū)域（可為不規(guī)則多邊形）的面積。

3）防火資源管理

對監(jiān)測站、護林所、撲火隊、防火隔離帶、水源等防火資源進行編輯，應包含添加、刪除與屬性編輯等操作。

結語

超遠程智能化的地面視頻監(jiān)測技術作為一種新型、頗具發(fā)展前景的森林草原火情監(jiān)測手段，在未來的森林草原防火工作中必將扮演著更加重要的角色。住房和城鄉(xiāng)建設部也即將發(fā)布國家標準《森林草原防火工程項目規(guī)范》，森林草原防火工程項目的新建、擴建和改建工程都必須執(zhí)行本規(guī)范。由于森林草原火情監(jiān)測基礎設施建設涉及多種專業(yè)技術，各種監(jiān)測技術的合理應用在項目具體建設上也有較大差別，本文是以森林草原火情視頻監(jiān)測系統(tǒng)建設為主要內容進行闡述。 參考文獻

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