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典型案例
東北黑龍江森林防火監(jiān)控案例
案例介紹

黑龍江森林防火監(jiān)控案例

         東北:廣大的山區(qū),蘊(yùn)育著豐富的森林,總蓄積量約占全國(guó)的1/3,目前仍是全國(guó)最主要的采伐基地,1995年木材產(chǎn)量占全國(guó)38.4%。農(nóng)業(yè)上從農(nóng)林區(qū)、農(nóng)耕區(qū)、 半農(nóng)半牧區(qū)過(guò)渡到純牧區(qū)。水熱條件的縱橫交叉,形成東北區(qū)農(nóng)業(yè)體系和農(nóng)業(yè)地域分異的基本格局,是綜合性大農(nóng)業(yè)基地的自然基礎(chǔ)。

東北區(qū)礦產(chǎn)資源豐富,主要礦種比較齊全。主要金屬礦產(chǎn)有鐵、錳、銅、鉬、鉛、鋅、金以及稀有元素等,非金屬礦產(chǎn)有煤、石油、油頁(yè)巖、石墨、菱鎂礦、白云石、滑石、石棉等。這些資源在全國(guó)有重要的地位。分布在鞍山、本溪一帶的鐵礦,儲(chǔ)量約占全國(guó)的1/4,目前仍是全國(guó)最大的探明礦區(qū)之一

在如此廣闊無(wú)垠的大山區(qū),必須要做好森林防火預(yù)警監(jiān)控,邊遠(yuǎn)的山區(qū)也給設(shè)備的選用,及適用性造成了很大的困擾。

應(yīng)東北林業(yè)局的要求,我司:深圳市紅光達(dá)科技有限公司,特為此研發(fā)生產(chǎn)了一款超遠(yuǎn)距離森林防火監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)。

系統(tǒng)應(yīng)用:

 

一、前端監(jiān)控設(shè)備:主要由重載云臺(tái)、長(zhǎng)焦透霧鏡頭、紅外熱成像組成。

1.熱成像超溫檢測(cè)系統(tǒng)

在大面積的森林中,火災(zāi)往往是由隱火引發(fā),這是毀滅性火災(zāi)的根源,而用現(xiàn)有的普通檢測(cè)方法,很難發(fā)現(xiàn)這種隱性火災(zāi)苗頭。而應(yīng)用紅外熱成像儀可以快速有效地發(fā)現(xiàn)這些隱火,并且可以準(zhǔn)確判定火災(zāi)的地點(diǎn)和范圍。

自然界中任何溫度高于絕對(duì)零度的物體,都會(huì)不停地向周圍空間輻射包括紅外波段在內(nèi)的電磁波,物體表面的溫度越高,紅外輻射能量就越多,因此可以利用紅外輻射測(cè)量物體表面的熱狀態(tài)。

熱像儀工作在8-14μm,屬于遠(yuǎn)紅外波段,正常森林的輻射波長(zhǎng)范圍為8.5-12.2μm,在熱成像儀8-14μm的探測(cè)范圍之內(nèi)。目標(biāo)溫度越高,從熱成像探測(cè)器組件輸出的數(shù)字信號(hào)值越大,即數(shù)字圖像的灰度值越大,根據(jù)此特點(diǎn),超溫檢測(cè)工作過(guò)程如下:圖像采集模塊將探測(cè)器輸出的高精度圖像數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存,圖像處理模塊運(yùn)行超溫檢測(cè)算法,首先根據(jù)目標(biāo)和背景的對(duì)比度計(jì)算出原始閾值,再結(jié)合用戶設(shè)定的目標(biāo)溫度等級(jí),計(jì)算出二值化閾值,將圖像二值化后進(jìn)行連通域檢測(cè),計(jì)算出目標(biāo)區(qū)域面積和坐標(biāo),在畫面上標(biāo)識(shí)出超溫區(qū)域并通過(guò)串口發(fā)出報(bào)警信息。

由于探測(cè)器接收到的紅外輻射能量受監(jiān)控距離和工作環(huán)境的影響,被檢測(cè)目標(biāo)的溫度范圍也各不相同,所以為了達(dá)到理想的報(bào)警效果,可以根據(jù)用戶的具體使用環(huán)境設(shè)定被監(jiān)控目標(biāo)的溫度等級(jí),即目標(biāo)與背景的溫度差別等級(jí)。

2.可見(jiàn)光圖像檢測(cè)系統(tǒng)

由于紅外熱成像儀成像清晰度差,可能存在一定程度上的誤報(bào),因此系統(tǒng)又引入可見(jiàn)光圖像檢測(cè),通過(guò)檢測(cè)火焰的靜態(tài)特征(顏色)和形態(tài)特征(閃爍性)兩個(gè)特征進(jìn)行檢測(cè)。先利用靜態(tài)特征從視頻圖像中提取出與火焰顏色相似的區(qū)域,再利用形態(tài)特征對(duì)上面提取出來(lái)的區(qū)域進(jìn)行檢測(cè),通過(guò)視頻圖像分析算法,檢測(cè)出火焰產(chǎn)生二級(jí)報(bào)警信號(hào)??梢?jiàn)光攝像機(jī)模擬視頻信號(hào)接入到圖像檢測(cè)模塊,通過(guò)圖像采集單元的視頻解碼電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后,被基于DSP的圖像處理單元處理,根據(jù)火災(zāi)火焰的圖像特性,探測(cè)出畫面中出現(xiàn)的火焰,加入火焰識(shí)別標(biāo)記后,再通過(guò)視頻編碼電路轉(zhuǎn)換為模擬視頻信號(hào)輸出。由于監(jiān)測(cè)場(chǎng)景不同,火焰所呈現(xiàn)的顏色、狀態(tài)也會(huì)不同。因此,在監(jiān)測(cè)時(shí),可以根據(jù)環(huán)境要求,調(diào)整檢測(cè)模塊的工作狀態(tài),通過(guò)設(shè)置相應(yīng)參數(shù)閾值,如顏色靈敏度、動(dòng)態(tài)靈敏度等,使檢測(cè)模塊可以更準(zhǔn)確及時(shí)地識(shí)別出火焰。

3.云臺(tái)精確定位系統(tǒng)

由于采用自由掃描路徑快速分析技術(shù),對(duì)云臺(tái)運(yùn)動(dòng)精度要求相當(dāng)高。云臺(tái)精確定位系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī),可實(shí)現(xiàn)變速功能,步長(zhǎng)精確,實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)與熱成像儀的水平和俯仰動(dòng)作,配有高精度編碼器,使精度指標(biāo)達(dá)到算法所需要的要求。其主要功能有:對(duì)云臺(tái)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制、熱成像儀的變倍聚焦控制、熱成像儀檢測(cè)參數(shù)設(shè)置、可見(jiàn)光攝像機(jī)鏡頭控制、可見(jiàn)光檢測(cè)參數(shù)設(shè)置、接收監(jiān)控中心的控制命令、將報(bào)警信號(hào)/角度信息等傳回監(jiān)控中心等。

二、無(wú)線傳輸設(shè)備

無(wú)線數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)采用無(wú)線傳輸設(shè)備(包括無(wú)線網(wǎng)橋和擴(kuò)頻微波設(shè)備),即利用一對(duì)無(wú)線傳輸設(shè)備,將兩個(gè)分離的網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái),并通過(guò)無(wú)線傳輸設(shè)備進(jìn)行數(shù)字信號(hào)傳輸,完全能夠保證采用H.263/ MPEG-1/2/4等格式的數(shù)字視頻流穩(wěn)定可靠地進(jìn)行傳輸,達(dá)到無(wú)線視頻監(jiān)控的目的。 

無(wú)線網(wǎng)橋采用IEEE802.11b/g/a的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品支持11、54Mbps及更高的網(wǎng)絡(luò)帶寬,適應(yīng)于短距離無(wú)線傳輸(距離在30公里內(nèi)),帶寬隨傳輸距離的增加而減少

 

森林防火遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng),由林區(qū)監(jiān)控中心、無(wú)線傳輸系統(tǒng),以及前端監(jiān)控點(diǎn)構(gòu)成。前端監(jiān)控點(diǎn),一般設(shè)置在林區(qū)各消防隙望塔制高點(diǎn)上,包括紅外低照度全天候攝像機(jī)、云臺(tái)控制系統(tǒng)、視頻服務(wù)器;各監(jiān)控點(diǎn)通過(guò)無(wú)線傳輸系統(tǒng),將圖像傳輸?shù)奖O(jiān)控中心,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)基站由無(wú)線網(wǎng)橋和天饋系統(tǒng)構(gòu)成;監(jiān)控中心通過(guò)無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng),不僅可以獲得全面的、清晰的、可錄制并回放的多畫面現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)圖像,而且還可以對(duì)前端攝像機(jī)焦距和云臺(tái)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行操作和控制,通過(guò)云臺(tái)的實(shí)時(shí)角度數(shù)據(jù)回傳,結(jié)合GIS 系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)火災(zāi)發(fā)生點(diǎn)的精確定位,滿足當(dāng)前森林防火的各種要求。

通過(guò)遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng),森林防火管理中心能實(shí)時(shí)監(jiān)控林區(qū)火情實(shí)況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情,起到預(yù)防火災(zāi)的目的;火災(zāi)發(fā)生時(shí),該系統(tǒng)能將現(xiàn)場(chǎng)圖像實(shí)時(shí)傳回指揮中心,為指揮中心的遠(yuǎn)程指揮調(diào)度提供有力的保障,最大限度地減小火災(zāi)造成的損失;該系統(tǒng)能真實(shí)記錄火情發(fā)生、發(fā)展和消滅的整個(gè)過(guò)程,為火情的預(yù)防、治理提供真實(shí)有效的歷史資料。

    此項(xiàng)目已成功驗(yàn)收!