无线视频监控技 术助森林防火方案
更新与:2014-4-16 | 浏览次数: 569

随着造林事业的 不断发展,林地面积,林业蓄积量逐年增加,防火工作是首要任务。森林火灾是世界性的林业重要灾害之一,年年都有一定数量的发生,造成森林资源的重大损失和全球性的环境污染。森林火灾具有突发性,灾害发生的随机性, 短时间内能造成巨大损失的特点。因此一旦有火警发生,就必须以极快的速度采取扑救措施,扑救是否及时,决策是否得当,重要原因都取决于对林火行为的发现是否及时,分析是否准确合理,决策措施是否得当。
无线视频红外热 成像技术监控技术应用林区工程是由林区监控管理指挥中心系统,传输系统,摄像机和镜头系统,云台控制系统,电源系统和铁塔组成。林区监控管理指挥中心系统是整个系统的图像显示,图像录像控制中心,远程控制功能,向 指挥调度人员提供全面的,清晰的,可操作的,可录制,可回放的现场实时图像。林区监控管理指挥中心系统还具有向上级林业局和省林业厅接口的功能。
森林防火红外热 成像技术+视频监控系统特点:

1、远程监控以直观,真实, 有效而被广泛应用在许多重点防范地区。远程视频监控能在森林发生火 灾前及时发现火情,从而起到预防火灾的目的;
2、能在森林发生 火灾时把现场的图像传回指挥中心,指挥中心通过监视前端摄像机图像指挥调度救 火,最大限度的能减小火灾造成的损失;
3、能真实记录火 灾发生前救火过程中以及救火以后现场的真实情况从而对火灾进行处理,提供有效真实的资料;
4、在林区各消防 了望塔制高点架设远程热成像可见光双波段天候摄像机(TVC),覆盖半径 3公里,观测方圆 12 平方公里森林火 情。对初发火情,做到及时发现,及时救护。使火灾隐患消亡在萌芽状态;
5、远程热成像可 见光双波段天候摄像机(TVC)具有极佳的透雾 效果,对于雾、霾等恶劣天的防火能力也得到极大的提高。
6、从消防了望塔 至林区管理指挥中心通过CDMA传输,不受距离 限制,不受遮挡,CDMA网络覆盖的地方 就可以把前端图像传输至监控管理中心。森林防火消防中心可对火情及现场情况进行实时观察,以便及时了解现场情况协调调度指挥;
7、林区监控管理 指挥中心通过CDMA网络远程对前端 设备进行长焦,短焦控制;对云台进行上下,左右控制;
8、林区监控管理 指挥中心能记录火情发生,发展和消灭的整个过程,对以后的火情的预防,治理提供真实有效的直观资料。
无线视频监控解决方法
运用基于TCP/IP协议的无线局域 网络传输,搭建在该平台上,运用高速率无线网桥传输高清的网络视频信号,前端视频用高清IPCamera采集信号以后用 5.8G高速率无线网桥 往回传。在整个过程中,要考虑遮挡的因素,比如有的监控点和监控中心被某些山所遮挡。那么可以使用级联传输的方式,比如A为最远监控点, C为监控中心, A点和C点被B点所在的山遮挡 ,那么采用级联传输的方式就是把A点的信号传到 B点和该点的信号 汇集,继续向C点回传。
运用无线局域网 络视频传输,可以满足传输的带宽要求,并且在一些运营商信号覆盖不理想的区域也能正常传输信号。系统搭建采用无线传输方式,免去了布线的麻烦,设备整体工耗小,耗电量不高,非常适合在森林防火无线监控系统上使用,整体提 高了对突发性森林火灾的监控水平和处置能力。
森林防火视频监 控系统构成
森林防火视频监 控系统一般来说有三大部分组成,分别是前端图像和信息数据采集部分、数据传输部分、监控指挥中心部分。
图像和信息采集 部分
森林防火监控图像和信息采集 部分由位于前端的摄像机、镜头、云台和护罩 、解码器、供电系统和稳压系统、图像编码设备、烟感探测器和其他扩展设备组成。由于该部分处于高山森林深处,环境状况比较恶劣,所以在设备选择和施工中比普通 的图像监控要求严格。
摄像机
摄像机是系统的 眼睛,摄像机的选用直接关系到采集图像的效果。图像采集过程中,云台旋转形成的光照变化、山地情况复杂、背光以及兼顾夜间成像的需求,考虑到红外热像仪成像质量差、寿命短造价高等特点,宜采用低照度宽动态的彩色 CCD摄像机。
镜头
由于森林面积广 大,监控点的数量有限,通常要求一个监控点白天要有3—10公里甚至更远范 围的监控半径,需要采用一定倍数的变焦镜头。根据我们在森林防火监控系统中的经验,大焦距的变焦镜头由于安装铁塔的抖动,在大变倍情况下聚焦成像较为困难,而且长焦距镜头通光量差,不利于低照度下的成像,同时由于 长焦距镜头价格昂贵,性价比不高,不建议采用焦距超过300mm的镜头,如果对 镜头焦距却有要求,一般建议在200mm为宜。
云台和护罩
由于森林监控点 的位置比较偏远,所以云台的选取主要考虑岂可靠,耐用,稳定性。考虑到高山气候条件恶劣,风大,云台要有足够的抗风能力,负担要有足够的余量。
为了操控的灵活 性,尽量选用带有预置位的云台,以实现对森林区域火灾事故多发区和重点区域的监视监控。再有GIS系统的防火监控 系统中,还要要求云台具有角度指示功能。防火罩要容得下长焦距镜头和摄像机,而且要有雨刷和恒温设置。
解码器
解码器的选择, 以符合云台和摄像机的控制要求为主,控制接口以422或485为主,不建议选 择232控制接口类型。 由于环境恶劣,不管有没有设备机箱房,解码器的配置最好是室外型的产品,以保证设备的低故障率。
编码设备
摄像机输出的是 模拟信号,为了翻遍传输和中心数字化网络化的需求,需要把模拟的图像信号转化成数字信息码流,这就需要模/数转换的视频编 码器。考虑到传输带宽和图像清晰度的要求,并考虑到信息在中心处理,存储,传输和操作,森林防火监控中图像压缩技术多以MPEG4的处理方式为主 。同时,基于MPEG4的视频编码设备 具有丰富的报警,监控,音视频接口,可以方便的接入前端其他辅助设备 的信号。
其他辅助设备
森林监控系统的 前端大部分设置在空旷且无人看守的野外,为了设备的安全,建议在其前端的监控点设置报警探头和语音通话系统。为了实时了解森林地区的气象条件,在其前端监控点建议安装气象采集装置,采集当地森林的温度湿度,气压, 风向,风速等气象信息.
传输部分
图像传输不外乎 两种方式,光纤和微波。光纤作为传输载体,具有传输容量大,传输信号稳定,不容易被雷击等有点,但是由于是有线传输,在森林防火的施工中铺设光缆,施工难度大、施工周期长且容易遭到破坏,光纤一般用在传输距离较近 的监控点,容易布线的环境的下。
微波传输具有施 工方便,安装灵活,造价低等有点。尤其在森林监控中大多数监控点位于山上,在远距离的森林防火监控中被广泛的使用。微波无线传输系统在煤矿监控中也被越来越多的应用。
传统的模拟微波 由于占用频谱宽,易于受到干扰,且传输的模拟图像不利于后续的监控中心操作与处理,在森林防火中的应用越来越少了。取而代之的是数字扩频微波传输。
数字扩频微波传 输容量大,传输性能稳定,不容易受到干扰,数字化线路的传输适合现代安防技术网络化数字化的发展趋势,尤其是2.4G和5.8G开放频段的数字 扩频设备,频率无需申请即可使用,所以被广泛应用在森林防火中,在视距的情况下主要用作远距离的监控点数据回传以及主干传输。
控制指挥中心部 分
监控中心作为林 业护林防火的控制和指挥调度中心,他的性能设计优良与否不仅关系到系统各个功能的实现,而且直接关系到整个系统的正常运行。它的建设不经要满足目前的系统需要,而且还要考虑以后的扩容以及和上级部门的联网联动。
监控中心建设是 以数字化和网络化为基础,各个服务器和管理计算机以及解码器都是通过中心的核心交换机连接在一起的,基于IP方式的连接可以 方便进行扩容和联网,并且适合大的数据流传输和高速处理。
由于监控中心的 网络化设计,可以通过增加前端监控点和相应的前端图像处理部分完成扩容,而监控中心部分几乎不需要做什么变动就可以增加整个系统的扩容了。同时,视频服务器的存在,可以在和上级相关部门联网时直接转发视频码流,避 免了传统模拟图像联网时的二次压缩问题。上级的控制也可以通过对中心的视频服务器来完成。整个系统的设计大大方便了系统的今后扩容和与上级部门的联网。
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