一種森林防火監控中心的製作方法
2023-07-21 11:03:21 1
一種森林防火監控中心的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種森林防火監控中心，包括底層監控中心、設在監控點的遠程監控系統和微型氣象站，所述底層監控中心設置有視頻控制伺服器、視頻解碼器、底層報警伺服器、報警器、GIS伺服器、GPS接收機、視頻矩陣伺服器、電視顯示牆、氣象伺服器、底層網絡交換機，遠程監控系統和微型氣象站均通過有線或無線網絡連接底層網絡交換機，底層網絡交換機連接視頻控制伺服器和氣象伺服器，視頻控制伺服器連接視頻解碼器、底層報警伺服器和視頻矩陣伺服器，底層報警伺服器連接GIS伺服器，GIS伺服器連接GPS接收機，報警器通過視頻控制伺服器和底層報警伺服器相連，視頻矩陣伺服器連接電視顯示牆。它具有效率高、決策科學、防災減災響應能力強等特點。
【專利說明】一種森林防火監控中心
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及安防【技術領域】，特別涉及一種森林火災監控系統，更具體說是一種森林防火監控中心。
【背景技術】
[0002]森林具有空氣淨化、固土保水、維持生態平衡、提供生產資源的作用。近年來，我國沙塵暴頻發，荒漠化不斷加劇，這與森林遭到破壞有著密切的聯繫。每年，全球會發生一定數量的森林火災。森林火災具有突發性、不確定性、短時間造成巨大毀壞的特點，大面積的森林火災，往往是由不明顯的隱火引發的。
[0003]最初，人類採用建瞭望塔，用人工瞭望的方式預警森林火災，這種方式，只能發現較大的林火；後來，對高森林火險等級的林區，採用空中巡航預警，空中巡航成本昂貴，加上巡航受氣候、晝夜等因素影響較大，不能7X24小時擔當監測任務，由於空中巡航距地表的距離遠，也同樣很難發現隱火或者小火；目前，我國一些大的林區已普遍採用衛星監測，但衛星遠離地球表面和火情發生區域，其對溫度的解析度通常只在1000平米左右，很難發現有可能引發森林大火的隱火和小火；
[0004]近年來，我國許多林區安裝了的視頻監測系統，用來彌補人工嘹望、空中巡航、衛星監測等手段在林火預警中的不足。這種系統，根據林區的地理特點，將林區分割成不同的監控區域，在每個監控區域的部分高點，設置監控點，通常一個點，可以監控9萬畝左右的森林範圍。
[0005]這種系統包括設在監控點的遠程視頻監控系統和設在林區地理中心位置的監控中心，遠程視頻監控系統將拍攝到的林區的視頻圖像數據通過網絡傳輸給監控中心，監控中心通過大屏幕實時監看林區各個點的森林情況。這種監控中心存在以下缺陷:
[0006]1.這種森林防火監控中心的火警信息單一，通常只有林區實時的火警視頻圖像信息，沒有林區涉及溼度、溫度、風向的氣象信息，只有林區的紙質地圖，沒有電子地圖，沒有這些數據無法製作林區最重要的火警等級分布圖，不僅對林火預警不利，還對林火撲救工作不利。
[0007]2.這種森林防火監控中心的火警點定位能力弱，這種監控中心，不具備不具備視頻和地圖聯動的功能，無法及時、有效地對火警點進行準確定位，也無法準確知道火警點的地理條件，火災發生後，不能提供更快捷、高效的救火通道。
[0008]3.這種森林防火監控中心作業聯動性差，通常在森林防火監控體系有多個這種的監控中心和多個林火防護部門，這些平級或上、下級監控中心之間是通過電話聯繫的，各個功能部門各自為政，在森林火災預防和撲救方面，協同作業能力差，主要靠傳統的配合模式來進行。
[0009]4.這種森林防火監控中心作業監控點擴展能力弱，這種監控中心，採用視頻解碼卡輸出到電視顯示牆，由於受到電腦主機插槽和解碼卡埠數量的限制，當監控點達到一定數量後，要再增加新的監控點非常困難，即使通過增加新主機的數量來實現擴容，卻又帶來整個系統無形中分成了幾塊，不便於同一管理與操作。
實用新型內容
[0010]為了克服現有技術在森林防火監控時，監控中心的作業方式人工成分佔比高，火警分析能力弱，防火各部門聯動性低，監控中心業務擴展能力低的技術缺陷，本實用新型提供一種森林防火監控中心。
[0011]為解決上述的技術問題，本實用新型採用以下技術方案:
[0012]一種森林防火監控中心，包括底層監控中心、設在監控點的遠程監控系統和微型氣象站，所述底層監控中心設置有視頻控制伺服器、視頻解碼器、底層報警伺服器、報警器、Gis伺服器、GPS接收機、視頻矩陣伺服器、電視顯示牆、氣象伺服器、底層網絡交換機，所述遠程監控系統和微型氣象站均通過有線或無線網絡連接底層網絡交換機，所述底層網絡交換機連接視頻控制伺服器和氣象伺服器，所述視頻控制伺服器連接視頻解碼器，所述視頻控制伺服器連接底層報警伺服器和視頻矩陣伺服器，所述底層報警伺服器連接GIS伺服器，所述GIS伺服器連接GPS接收機，所述報警器通過視頻控制伺服器和底層報警伺服器相連，所述視頻矩陣伺服器連接電視顯示牆。
[0013]本系統投入應用時，通過視頻控制伺服器將遠程監控系統和微型氣象站的設備調整到最佳的工作位置，然後啟動所有相關設備進入工作狀態，遠程監控系統採集到的林區視頻圖像數據和微型氣象站採集到的林區氣象數據，通過有線或無線網絡和底層監控中心的底層網絡交換機，分別傳給視頻控制伺服器和氣象伺服器。氣象伺服器對傳來的氣象數據進行處理，獲取溫度、溼度、氣壓、風向、風速等氣象數據；視頻控制伺服器通過視頻解碼器對視頻數據進行解壓顯示，當有觸發條件觸發錄像或者人工手動選擇錄像時，視頻控制伺服器就會把對應的錄像視頻流保存到伺服器的硬碟中，視頻控制伺服器還將將視頻數據轉發給視頻矩陣伺服器，視頻矩陣伺服器將以上信號輸出到電視顯示牆上，利於觀察各個監控點，同時將解壓的視頻數據信息發給底層報警伺服器，底層報警伺服器對視頻數據進行分析處理，判斷是否有著火點，一旦確定有火情，就會通過報警器發出報警信號，提醒監控中心的工作人員，同時通過視頻控制伺服器向發現火情的遠程監控發出停止轉動的命令，當值班人員確定火情後，底層報警信息伺服器就會把相應的著火點信息發給GIS伺服器，GIS伺服器收到底層報警伺服器發出的信息後，GPS接收機進入工作狀態，就會在電子地圖上以醒目的符號或標識標註著火點的位置，提供出從附近的護林點到起火點的最佳路線，同時綜合氣象伺服器的氣象數據、底層報警伺服器的林相數據、GIS伺服器基礎地理數據在視頻控制伺服器上生成火險指數圖，劃分火險等級，並生成火險等級圖。
[0014]採用網絡作為視頻數據的傳輸通道，有網絡的地方就可以設置監控點，可以輕鬆拓寬監控區域，讓監控中心獲得更偏遠林區的火警數據；採用視頻控制伺服器作為總的控制平臺，有利於監控中心各部門協同作業，提高作業質量；採用底層報警伺服器專門分析火警視頻圖像數據，有利於提高監控中心火警識別的專業能力，結合GPS接收機和GIS伺服器協同工作產生的基礎地理數據，氣象伺服器提供的氣象數據，可以制定最好的森林防火方案，出現火警後的森林滅火方案，提高決策的專業性、科學性、準確性；採用視頻矩陣和電視顯示牆來實時監控，視頻矩陣可設置多個攝像機組及攝像機巡視組，可同時任意組合、切換調用任何一個監視器上的任何一個畫面或任何一個攝像機組及巡視組，便於統一管理多臺電視牆顯示設備。
[0015]為了利於採集到的視頻圖像數據通過網絡傳遞，同時更利於在林區環境工作，作為優選，所述遠程監控系統包括紅外網絡攝像機、全向雲臺、視頻編碼器，所述紅外網絡攝像機安裝在全向雲臺上，所述紅外網絡攝像機連接視頻編碼器，所述紅外網絡攝像機通過有線和無線網絡連接底層網絡交換機。
[0016]以上是對監控中心在監控點獲取火警視頻數據能力的進一步改進。採用視頻編碼器，可以及時、高效將採集到的視頻圖像數據進行編碼，以便實時傳輸到遠端的監控中心；採用紅外網絡攝像機，可以全天候，7X24小時對林區進行監控，採用全向雲臺可對監控點周圍的林區進行360度，無死角監控。
[0017]為了提高報警伺服器數據吞吐量，及時、有效地處理多個非製冷紅外探測器終端的視頻圖像數據，作為優先，所述報警伺服器包括圖像數據處理卡，所述圖像處理數據處理卡連接GIS伺服器。
[0018]以上是對監控中心火警視頻數據處理能力進一步改進。採用圖像數據處理卡來處理視頻圖像數據，和軟體相比，數據吞吐量極大，計算機處理能力強，處理速度快，豐富的外設接口和高度的可編程性，具有較強的自學習、自調整、自適應能力；採用圖像處理數據處理卡連接GIS伺服器，可以實現報警信號的快速傳遞，及時確定火警點，掌握火警點的地理條件。
[0019]為了利於報警信息及時、快速傳送到監控點和相關林火防護部門，作為優選，所述底層監控中心還包括GSM數據機，所述GSM數據機安裝在報警伺服器上。
[0020]以上是對監控中心報警效率和可靠性的進一步改進。採用GSM數據機，可以更好地適應林區的通信條件，同時將報警信息快速傳送到各個林火防護部門以及上級監控中心。GSM數據機比其他的通信方式限制小，傳送速度快。
[0021]為了便於視頻控制伺服器管理、控制、操作監控點和監控中心的設備，作為優選，所述底層監控中心還包括網絡鍵盤，所述網絡鍵盤連接視頻控制伺服器。
[0022]以上是對底層監控中心設備管理控制能力的進一步改進。網絡鍵盤，支持網絡接口、485接口、RS232接口、無線遙控控制方式。網絡鍵盤，可通過有線或無線網絡，直接調整每個監控點的視頻編碼器和紅外網絡攝像機的工作狀態，以及紅外網絡攝像機鏡頭的工作姿態，從而輕鬆實現攝像機監控視場的調整，發現火警時，將攝像機快速定位到火警點；通過RS-485通訊方式連接全向雲臺，通過鍵盤上的搖杆可以輕鬆控制雲臺，配合紅外網絡攝像機調整視場和角度；通過RS-232通訊方式連接視頻解碼器和視頻矩陣，實現對多路解碼器輸出的矩陣切換控制，從而將各個監控點的異常信息快速反映到電視顯示牆上，方便監控、分析火警點，指揮和調度林火撲救工作。出現報警後，自動地切換視頻輸入到視頻輸出，實現報警聯動。
[0023]為了方便快捷地將監控點傳回的異常視頻信息存儲、管理，以便於回放、查詢、研究林火預警，同時具有很強的擴展能力，作為優選，所述底層監控中心還包括集中存儲伺服器、磁碟陣列，所述磁碟陣列連接集中存儲伺服器，所述集中存儲伺服器連接視頻控制伺服器。
[0024]以上是對底層監控中心數據存儲能力、數據分析研究能力的進一步改進。採用磁碟陣列，磁碟陣列具有很強的擴展性，可以很好地解決監控點增多、圖像清晰度提高，畫面尺寸增加帶來的視頻數據量幾何級數的增加，同時磁碟陣列較強的容錯能力，保證了視頻數據的安全性；採用所述磁碟陣列連接集中存儲伺服器，有利於分類管理視頻數據，方便數據的回放、查詢、和研究；採用所述集中存儲伺服器連接視頻控制伺服器，有利於及時存儲、更新視頻資料和備份關鍵數據，後續還要和報警伺服器、GIS伺服器等的其他業務的數據進行整合，以利於今後能更科學、更有效、更快捷的對森林火災進行預警和撲救。
[0025]為了確保監控中心和林火防護部門的工作人員，能通過辦公電腦快捷、有效獲得相關林火預警的信息，作為優選，所述底層監控中心還包括有流媒體伺服器、WEB伺服器，所述流媒體伺服器和WEB伺服器均連接底層網絡交換機。
[0026]以上是對監控中心和相關部門工作人員火警信息獲得能力的進一步改進。採用在底層監控中心配置流媒體伺服器和WEB伺服器，相關工作人員，就可通過辦公電腦直接訪問流媒體伺服器和WEB伺服器，及時獲得相關火警信息，提高了林火防災部門的協同作戰能力，這種方式，不佔用監控系統的帶寬資源。
[0027]為了更好地利用現有網絡資源，下級監控部門向上層監控部門共享監控，實現各級森林防火行政中心和功能單位聯動，作為優選，所述森林防火監控中心還包括頂層監控中心、中間層監控中心，所述頂層監控中心設置有級聯伺服器和頂層網絡交換機櫃，所述的級聯伺服器連接頂層網絡交換機櫃，所述的中間層監控中心包括多個中間層網絡交換機，所述中間層網絡交換機連接所述頂層網絡交換機櫃，所述中間層網絡交換機冗餘連接底層網絡交換機。
[0028]以上是對整個涉及森林防火的監控中心的預警聯動、協同作戰能力的進一步改進。採用級聯伺服器，能使森林防火涉及的所有監控中心，實現多個上下級中心無縫級聯、平級中心之間互相訪問；採用級聯將各級監控中心聯網聯動，會在不增加現有網絡負載的情況下，實現各級行政中心和功能單位，協同處理森林防火作業，提高森林防火部門科學決策水平和防災減災的快速響應能力。
[0029]為了提高各級監控中心的響應能力，提升各級森林防火部門聯動作業水平，作為優選，所述森林防火監控中心還包括頂層報警伺服器、中間層報警伺服器，所述頂層報警伺服器設置在頂層監控中心，所述中間層報警伺服器設置在中間層監控中心，所述的頂層報警伺服器通過網絡依次連接中間層報警伺服器和底層報警伺服器。
[0030]以上是對監控中心報警伺服器報警能力的進一步改進。採用各個監控中心設置互相聯動的報警伺服器，可以實現各級行政中心和功能單位，在第一時間準確掌握火警信息，協同處理森林防火作業，提高森林防火部門科學決策水平和防災減災的快速響應能力。
[0031]為了確保頂層監控中心、中間層監控中心、底層監控中心之間有效共享火警信息，提高協同作戰的能力，作為優先，所述底層監控中心還包括接入伺服器、路由器，所述接入伺服器分別連接底層網絡交換機和路由器。
[0032]以上是對各層監控中心之間協同作戰能力的進一步改進。採用接入伺服器，有利於合理利用公網資源，在各層監控中心之間建立快捷、方便、安全、內部的虛擬專用網絡，這種網絡更利於不同地域的森林防災部門協同作戰。
[0033]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0034]由於採用網絡作為視頻數據的傳輸通道，有網絡的地方就可以設置監控點，極大提高了監控中心的監控範圍；又由於採用紅外網絡攝像機、全向雲臺、視頻編碼器作為遠程監控相關設備，可以對林區進行全天候、全角度、全時空監控，提高了監控中心在監控點獲取火警視頻數據能力；又由於採用具有自學習、自調整、自適應能力圖像數據處理卡來處理視頻圖像數據，控中心火警視頻數據處理能力得到很大的提高，加上GIS伺服器和GPS接收機能實時提供最新的基礎地理數據，還加上氣象伺服器提供的氣象數據，可以對各種森林火警提供專業、科學、準確、高效的應對方案，極大地提高了監控中心的決策水平和響應能力；再由於在現有網絡的基礎上將各個相關監控中心級聯起來，聯網聯動，提高了整個森林防火監控中心的協同作業能力；更由於監控中心的擴展能力強、功能化、模塊化布足，可以根據業務需要快捷方便地進行調整，極大提高了監控中心的運作能力。它最終實現決策科學、防災減災響應能力強、資源應用效率高地進行森林防火預警。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0036]圖2為本實用新型多層監控中心級聯示意圖。
【具體實施方式】
[0037]下面結合附圖對本實用新型作進一步闡述，本實用新型的實施例不限於此。
[0038]實施例一:
[0039]如圖1所示，本實用新型，包括底層監控中心、設在監控點的遠程監控系統和微型氣象站，所述的底層監控中心設置有視頻控制伺服器、視頻解碼器、底層報警伺服器、報警器、GIS伺服器、GPS接收機、視頻矩陣伺服器、電視顯示牆、氣象伺服器、底層網絡交換機，所述遠程監控系統和微型氣象站均通過有線或無線網絡連接底層網絡交換機，所述底層網絡交換機連接視頻控制伺服器和氣象伺服器，所述視頻控制伺服器連接視頻解碼器，所述視頻控制伺服器連接底層報警伺服器和視頻矩陣伺服器，所述底層報警伺服器連接GIS伺服器，所述GIS伺服器連接GPS接收機，所述報警器通過視頻控制伺服器和底層報警伺服器相連，所述視頻矩陣伺服器連接電視顯示牆。
[0040]本領域技術人員可根據實際施工環境和工件的要求自由選擇組件的參數。
[0041]實施例二:
[0042]為了提高監控中心在監控點獲取火警視頻數據能力，本實施例在實施例一的基礎上進一步地改進，本實施例的遠程監控系統包括紅外網絡攝像機、全向雲臺、視頻編碼器，所述紅外網絡攝像機安裝在全向雲臺上，所述紅外網絡攝像機連接視頻編碼器，所述紅外網絡攝像機通過有線和無線網絡連接底層網絡交換機。
[0043]實施例三:
[0044]為了提高監控中心火警視頻數據處理能力，本實施例在實施例一?二的任意一個實施例的基礎上進一步地改進，本實施例的報警伺服器包括圖像數據處理卡，所述圖像處理數據處理卡連接GIS伺服器。
[0045]本實施例組件的具體數據為:圖像數據處理卡的數量為I個，採用Matrox的晶片，支持16路視頻輸入。
[0046]本領域技術人員可根據實際施工環境和工件的要求自由選擇組件的參數。
[0047]實施例四:[0048]為了提高監控中心報警效率和可靠性，本實施例在實施例一?三的任意一個實施例的基礎上進一步地改進，本實施例的底層監控中心還包括GSM數據機，所述GSM數據機安裝在報警伺服器上。
[0049]本實施例組件的具體數據為:GSM數據機數量為I臺，採用高通的MDM9625晶片。
[0050]本領域技術人員可根據實際施工環境和工件的要求自由選擇組件的參數。
[0051]實施例五:
[0052]為了提高底層監控中心設備管理控制能力，本實施例在實施例一?四的任意一個實施例的基礎上進一步地改進，本實施例的底層監控中心還包括網絡鍵盤，所述網絡鍵盤連接視頻控制伺服器。
[0053]實施例六:
[0054]為了提高底層監控中心數據存儲能力、數據分析研究能力，本實施例在實施例一?五的任意一個實施例的基礎上進一步地改進，本實施例的底層監控中心還包括集中存儲伺服器、磁碟陣列，所述磁碟陣列連接集中存儲伺服器，所述集中存儲伺服器連接視頻控制伺服器。
[0055]實施例七:
[0056]為了提高監控中心和相關部門工作人員火警信息獲得能力，本實施例在實施例一?六的任意一個實施例的基礎上進一步地改進，本實施例的底層監控中心還包括有流媒體伺服器、WEB伺服器，所述流媒體伺服器和WEB伺服器均連接底層網絡交換機。
[0057]實施例八:
[0058]為了提高整個涉及森林防火的監控中心的預警聯動、協同作戰能力的，本實施例在實施例一?三的任意一個實施例的基礎上進一步地改進，如圖2所示，本實施例的森林防火監控中心還包括頂層監控中心、中間層監控中心，所述頂層監控中心設置有級聯伺服器和頂層網絡交換機櫃，所述的級聯伺服器連接頂層網絡交換機櫃，所述的中間層監控中心包括多個中間層網絡交換機，所述中間層網絡交換機連接所述頂層網絡交換機櫃，所述中間層網絡交換機冗餘連接底層網絡交換機。
[0059]實施例九:
[0060]為了提高監控中心報警伺服器報警能力，本實施例在實施例八的基礎上做出了以下改進，如圖2所示，本實施例的森林防火監控中心還包括頂層報警伺服器、中間層報警伺服器，所述頂層報警伺服器設置在頂層監控中心，所述中間層報警伺服器設置在中間層監控中心，所述的頂層報警伺服器通過網絡依次連接中間層報警伺服器和底層報警伺服器。
[0061]實施例十:
[0062]為了提高各層監控中心之間協同作戰能力本實施例在實施例一?九的任意一個實施例的基礎上進一步地改進，本實施例的底層監控中心還包括接入伺服器、路由器，所述接入伺服器分別連接底層網絡交換機和路由器。
[0063]如上所述便可實現該實用新型。
【權利要求】
1.一種森林防火監控中心，包括底層監控中心、設在監控點的遠程監控系統和微型氣象站，其特徵在於:所述的底層監控中心設置有視頻控制伺服器、視頻解碼器、底層報警伺服器、報警器、GIS伺服器、GPS接收機、視頻矩陣伺服器、電視顯示牆、氣象伺服器、底層網絡交換機，所述遠程監控系統和微型氣象站均通過有線或無線網絡連接底層網絡交換機，所述底層網絡交換機連接視頻控制伺服器和氣象伺服器，所述視頻控制伺服器連接視頻解碼器，所述視頻控制伺服器連接底層報警伺服器和視頻矩陣伺服器，所述底層報警伺服器連接GIS伺服器，所述GIS伺服器連接GPS接收機，所述報警器通過視頻控制伺服器和底層報警伺服器相連，所述視頻矩陣伺服器連接電視顯示牆。
2.根據權利要求1所述的一種森林防火監控中心，其特徵在於:所述遠程監控系統包括紅外網絡攝像機、全向雲臺、視頻編碼器，所述紅外網絡攝像機安裝在全向雲臺上，所述紅外網絡攝像機連接視頻編碼器，所述紅外網絡攝像機通過有線和無線網絡連接底層網絡交換機。
3.根據權利要求1所述的一種森林防火監控中心，其特徵在於:所述底層報警伺服器包括圖像數據處理卡，所述圖像數據處理卡連接GIS伺服器。
4.根據權利要求1所述的一種森林防火監控中心，其特徵在於:所述底層監控中心還包括GSM數據機，所述GSM數據機安裝在底層報警伺服器上。
5.根據權利要求1所述的一種森林防火監控中心，其特徵在於:所述底層監控中心還包括網絡鍵盤，所述網絡鍵盤連接視頻控制伺服器。
6.根據權利要求1所述的一種森林防火監控中心，其特徵在於:所述底層監控中心還包括集中存儲伺服器、磁碟陣列，所述磁碟陣列連接集中存儲伺服器，所述集中存儲伺服器連接視頻控制伺服器。
7.根據權利要求1所述的一種森林防火監控中心，其特徵在於:所述底層監控中心還包括有流媒體伺服器、WEB伺服器，所述流媒體伺服器和WEB伺服器均連接底層網絡交換機。
8.根據權利要求1?7中任意一項所述的一種森林防火監控中心,其特徵在於:所述森林防火監控中心還包括頂層監控中心、中間層監控中心，所述頂層監控中心設置有級聯伺服器和頂層網絡交換機櫃，所述的級聯伺服器連接頂層網絡交換機櫃，所述的中間層監控中心包括多個中間層網絡交換機，所述中間層網絡交換機連接所述頂層網絡交換機櫃，所述中間層網絡交換機冗餘連接底層網絡交換機。
9.根據權利要求8中所述的一種森林防火監控中心，其特徵在於:所述森林防火監控中心還包括頂層報警伺服器、中間層報警伺服器，所述頂層報警伺服器設置在頂層監控中心，所述中間層報警伺服器設置在中間層監控中心，所述的頂層報警伺服器通過網絡依次連接中間層報警伺服器和底層報警伺服器。
10.根據權利要求1所述的一種森林防火監控中心，其特徵在於:所述底層監控中心還包括接入伺服器、路由器，所述接入伺服器分別連接底層網絡交換機和路由器。
【文檔編號】G08B17/00GK203535754SQ201320707258
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年11月11日 優先權日:2013年11月11日
【發明者】殷剛 申請人:成都市晶林電子技術有限公司