国际森林防火技术
1,德国:FIRE-WATCH森林火灾自动预警系统 德国投入使用的FIRE-WATCH森林火灾自动预警系统,正常监测半径10公里,安装该系统每套需75万欧元,而在勃兰登堡州安装需要120-130套,约1000万欧元。 2,美国:护林飞机和红外遥感火灾预警飞机巡逻 美国利用“大地”卫星在离地面大约705公里的轨道上绕地球运转,探测地面上的高温地区、浓烟地带以及火灾遗址。美国使用无人驾驶林火预警飞机进行24小时监测,虽获得了成功,但耗费了巨额资金。 3,加拿大:加拿大采用卫星巡回监测系统 加拿大采用从卫星上发射电磁射线检测林区温度,当检测出某一林区局部温度上升到150℃~200℃,红外线波长达37微米时,便是火灾前兆,立即测定具体温度,采取措施及时防火同时,加拿大林区采用多架配备先进的直升飞机轮流监测森林火灾,飞行费每小时需5000-6000加元。 国外的技术有的虽然可靠,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。
(三)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,了望台监测 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。 存在的不足:NOAA-AVHRR准确率低,需要地面花费大量的人力、物力、财力进行核实,尤其是交通不便的地方,火情核实十分重要。当热点达到3个像素时,火已基本成灾。
[编辑本段]二、国内主流的防火监控技术其不足及发展
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,兴建了望塔 国内目前存在较多的技术落后方式。 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。 2,建立视频监控系统 目前国内主流的监控方式。 这是传统城市监控的简单延伸,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,视频中的火情不易被查觉,造成漏报; 监控中心的视频线路较多,人工监视也无法一一监看,易造成漏报。 所以,传统视频监控的最大缺点是漏报率非常高。 传统视频监控是非数字化系统,许多智能应用无法实现。 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、面向对象的3D GIS技术、大型网络监控技术等高新技术,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。 如“森林卫士365”系列产品,主要由前端智能监控产品和后端应用系统构成。 前端智能监控产品包括重型数字云台、基站智能控制箱、嵌入式的烟火识别智能处理器等;
利用无缝融合智能图像识别技术、面向对象的3D GIS技术、大型网络监控技术等高新技术,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。 如“森林卫士365”系列产品,主要由前端智能监控产品和后端应用系统构成。 前端智能监控产品包括重型数字云台、基站智能控制箱、嵌入式的烟火识别智能处理器等; 后端应用系统包括海普联网监控管理平台、基于ArcGIS平台的森林防火辅助决策及应急指挥系统。
“森林卫士365”系列产品申请国家专利七项; “森林烟火智能识别技术”通过了国家科技成果鉴定,其鉴定意见表明该技术处于国内领先水平;
[编辑本段]22 影响
上海世博会,“森林卫士365”作为代表重庆信息产业的四大产品之一,参加重庆馆的展出。 国内唯一通过省级以上科技成果鉴定的森林烟火识别软件; 国内唯一荣获省级以上重点新产品称号的森林烟火识别软件;
[编辑本段]23 案例
重庆市缙云山国家级自然保护区森林防火指挥系统 四川省九寨沟森林防火指挥系统等我用的是中消云物联网研究院的APP,用户火灾报警APP可以实时显示用户场所的火警状态,探测器探测到火警时实时推送警情信息至客户端提醒用户。用户可以通过APP了解设备运行情况,远程复位和消音,可以将信息共享,可将火警、故障信息分享给多人,实现多方监控,真的很棒,还为我们减轻了身边的危险。智慧消防物联网解决方案
方案概述:
智慧消防物联网解决方案,综合利用物联网、云计算、大数据等现代信息技术,通过有线、无线、移动互联网等通信手段,将社会单位消防设施进行互联,获取消防设施状态信息和相关建筑信息,实现消防信息共享与应用服务的智慧消防物联网数据平台系统。
用户通过WEB客户端或手机APP客户端登录平台能够获取“智慧消防”的各类信息,方便、有效的管理各类消防设施和设备,及时发现并排除消防隐患,并对火灾及时自动确认和上报,并通过报警联动实现自动灭火,并通过客户端及时通报相关人员采取对应措施,做到火灾损失小,提高火灾防控水平及救援速度。
智慧消防物联网方案整体结构:
联网单位用户根据本单位消防设备配置实际情况,在原有的火灾自动报警系统的基础上,加装智慧用电安全探测器、智慧消防水源采集器、智慧消防RFID标签、网络视频摄像头、独立式感烟探测器等前端物联探测设备,相关信息通过有线或无线互联网上传至智慧消防物联网数据平台进行集中的处理分析。
针对不同规模、不同类型的社会单位或消防设施可提供完善的智慧消防物联网应用解决方案,完成城市物联网消防远程监控系统,构建高层住宅、小微场所类智能消防预警系统。个人觉得中消云不错,中消云智慧消防物联网平台可多途径推送火情及时告警,平台通过电话自动语音、短信、APP推送及时将火灾告警信息发送至小微业主和消防管理员,业主用户可以设置最多五个的通知联系人,火警发生时将同时发送短信、轮播语音通知给相关联系人。火警通知第一时间会在管理监控平台d窗提醒,监控人员可以第一时间通过平台查找联系业主确认火情,最大程度的减少火灾带来的伤害。
大型商业综合体智慧消防物联网解决方案介绍:
硬件终端的部署安装:根据大型商业综合体的建筑结构、应用等实际情况,部署安装NB烟感报警器、用电安全探测器、可燃气体探测器、声光手报、联动智能视频监控、消防水压监测、水池水箱水位探测器、电子标签等物联网硬件的部署安装。
数据传输:除了原有的布线、消防主机联网方式,另外LORA、NB等联网方式可供选择,专业的技术人员会根据各个地区的信号情况来选择可靠稳定的联网方式。
大型商业综合体智慧消防物联网系统平台应用:
从硬件终端到网络到云端对消防各要素实现物联网远程监控,自动预警,各项数据随时调阅。智慧消防水源监控系统,实时监控消防消防栓、喷淋系统、消防泵、高位水箱水位等各项数据,水压水位异常自动预警,同时警情信息面向移动App、系统d窗、短信等多方发送,分级预警,保障消防水源充足。
1、智慧消防烟感、气感监控系统:24小时在线监测,联网情况、缺电、烟雾、气体泄露等警情信息除声光报警器,同时通过网络实现分级告警,多级联动。
2、智慧用电监控系统:安装安全用电监控探测器,对用电过程中产生的电流、电压、温度、漏电、剩余电流等参数进行实时监测,海量数据汇总分析,趋势预判,提前预警,防控关口前移,切断电气火灾隐患,切实保障用电安全。
3、智能视频监控系统:视频联动,楼梯口、安全通道、门口等各个消防通道通过视频联动监控系统实现实时监控。
4、智慧消防监督管理系统:通过智慧消防监管服务平台,能够看到大型综合体内的水、电、通道、消防设备设施等相关硬件终端的分布情况、联网情况及日常巡检运维情况。
5、智慧消防平台应用:生产商平台、维保商平台、业主用户平台、消防值守平台、消防监管平台、救援支持平台、决策管理平台。覆盖了消防监管,业主自查,维保信息应用,日常值守,救援支持等前期火灾隐患的防控,日常的运维管理,战时的信息支持。
通过平台化应用来实现对消防工作分级管控,网格化管理,部门联动、综合施策、协同发力,明确各方责任,严格源头管控。通过智慧消防实施信息化管控能够有效提高消防管理标准,逐级明确岗位责任,确保消防设施完好,落实建筑防火要求,提高综合体自防自救能力。
传统发现火情的办法,通常依赖人工巡查的方法,效率低下,因为森林大都幅员广阔,距离城市遥远。卫星遥感监测森林火灾是近些年来比较普遍的森林火险监测手段,具有覆盖范围大、及时迅速、连续完整的特点。
可选择数据可视化结合大数据、云计算、物联网等技术,利用现代摄影测量技术进行火灾自动识别,实现对森林火灾信息进行全面、细致、准确地监测,可对森林火灾预警和扑救指挥工作提供实用的决策参考信息。
3D 界面和 GIS 界面可通过按钮随意切换,适用于不同的使用场景。和 GPS 结合使用,对于大范围的、露天的巡更巡检,巡更人员手持 GPS 巡检器,实时接收 GPS 卫星定位消息(时间、经纬度),并按预先设定的时间间隔自动发送或者在特定地点手动发送定位信息到无线通讯前置机。无线通讯前置机在收到定位信息后将数据传输到管理系统平台,Hightopo数据可视化通过自研引擎结合 GIS 呈现球面地图,对整个地球表层空间中的有关地理分布数据进行显示和描述,再利用无人机结合森林摄像机进行森林火灾监测,采用 GIS 电子地图技术,动态显示和回放巡检轨迹,交由 GIS 分析可得该起火点的详细信息。
通过可视化界面接入的现场视频,可明确森林火灾处于那一阶段,便于救援设备和人员的安排。火灾的发生过程一般可分为 3 个阶段:
① 预热阶段,处于燃烧前的状态。
② 气体燃烧阶段。随着可燃物的温度急骤增加,可燃性气体被点燃,发出黄红色火焰,并产生二氧化碳和水蒸汽。
③ 木炭燃烧阶段。木炭燃烧即表面碳粒子燃烧,看不到火焰,只有炭火。
可视化大屏能直观掌握火灾情况,便于管理者采用更有效的灭火措施。
森林火灾控制以隔离带为主,配合运用大型灭火飞机,越野消防车,涡喷型细水雾水炮等大型灭火装备进行火灾救援。在通过科技手段(如遥感卫星,气象雷达,机载热成像仪等)提前预判风向和火势设置隔离带和灭火人员进行堵截,在火势走向稳定后开始合围。
可视化大屏能有效统计消防人员、救护车、医疗人员、消防车辆、直升机、无人机的数据并进行展示,方便管理者对人员和设备进行调配。选用直升机、小型固定翼、无人机等相关设备进行防火、灭火工作能够在时间和效率上起到很大作用。对于频繁发生火灾的区域,明确指挥机构、力量编成、组织机构、装备配备和保障措施等要素,不断提升队伍战备水平,保持枕戈待旦、快速反应的备战状态。
消防人员到达火灾现场后,管理者可通过调取摄像头画面,确定火灾种类,以便后续救援人员携带适合的灭火设备。
作为基于 HTML5 标准的组件库,可以无缝结合 HTML5 各项多媒体功能,支持集成各类视频资源形成统一的视频流,可在 2D、3D 态势地图上标注摄像头对象并关联其视频信号源,通过场景交互来调取火灾现场相应监控视频,满足运维人员对场景进行实时态势感知、历史数据回溯比对、应急处理预案等监测需求。
森林火灾以预防为主,应主动与驻地应急管理、林草、气象等部门完善常态化信息沟通机制,坚持分析研判每日火情预警信息,织密火灾防控网络。
森林防火气象站是专门为适应森林防火需要研制生产的高可靠性野外气象站。森林防火气象站可自动监测风向、风速、气温、湿度、雨量等,可以每小时定时将现场气象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。
山东莱恩德智能科技有限公司是一家以农业仪器为主集科、工、贸为一体的综合型技术企业。公司森林气象站采用工业级处理芯片,搭配ABS外壳,整体轻便、坚固美观。具备19264全点阵液晶显示,可完成图形显示或124个汉字显示(可选配7寸液晶显示屏幕),适用于各种恶劣环境。
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