1、森林防火防护监控系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司公司总部：杭州市滨江区东流路700号客服热线: 400-700-5998 网址: http:/森林防火监控系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 1 页目 录第 1 章 概述 .51.1 项目背景 51.2 需求分析 51.3 现状描述 61.3.1 采用地面巡护 61.3.2 采用瞭望台监测 61.3.3 采用航空巡护 61.3.4 采用卫星遥感 61.4 现状解决 7第 2 章 系统总体设计 82.1 森林防火组织架构 82.2 系统拓扑图 92.3 设计思路 92.4 设计目标 92.5 系统组成 102.5.1 前端系统 10
2、2.5.2 传输网络 102.5.3 平台 11第 3 章 前端系统设计 123.1 系统概述 123.2 前端典型架构 123.3 功能设计 123.4 红外热成像摄像机 133.5 环境监控报警主机 143.5.1 温湿度传感器 14森林防火监控系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 2 页3.5.2 风速传感器 143.5.3 烟感传感器 143.6 森林防火专用平台软件 153.7 与林区自动气象站系统对接 153.8 保障系统 153.8.1 供电系统 153.8.2 防雷系统 18第 4 章 传输网络设计 194.1 专网 194.2 无线传输 194.2.1 微波传输 204
3、.2.2 3G 传输 .20第 5 章 监控中心设计 225.1 监控中心典型架构 225.2 硬件设备组成 225.2.1 服务器 225.2.2 客户端 245.2.3 存储设备 255.2.4 解码设备 265.2.5 大屏显示设备 265.2.6 短信模块 275.2.7 防火墙 27第 6 章 平台软件设计 306.1 平台架构 306.1.1 基础开发平台 316.1.2 平台服务 316.1.3 业务逻辑子系统 31森林防火监控系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 3 页6.1.4 应用系统 316.1.5 Web Service 接口 .316.2 平台特点 316.3
4、平台运行环境 326.3.1 操作系统 326.3.2 数据库 326.3.3 双机切换软件 326.4 平台模块 326.4.1 中心管理模块 336.4.2 存储管理模块 336.4.3 存储模块 336.4.4 流媒体模块 336.4.5 报警模块 336.4.6 网管模块 346.4.7 云台代理模块 346.4.8 客户端 346.4.9 电视墙模块 356.5 平台基本功能 356.5.1 视频监控 356.5.2 录像管理 366.5.3 存储管理 366.5.4 数据转发 376.5.5 语音功能 376.5.6 远程控制 376.5.7 报警管理 386.5.8 电子地图 3
5、86.5.9 权限管理 386.5.10 安全管理 39森林防火监控系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 4 页6.5.11 系统管理 396.5.12 报表管理 406.5.13 Web 配置及监控 406.6 平台性能参数 41森林防火监控系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 5 页第 1 章 概述1.1 项目背景目前，森林火灾是世界性林业重要灾害之一，每年都有一定数量的发生，造成林业资源的重大损失和全球性环境污染。森林火灾具有突发性，灾害的发生的随机性，在较短的时间内能造成较大的损失的特点。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
6、因都取决于对林火行为的发现是否及时，决策措施是否得当。如何实现森林防火工作的规范化，科学化，信息化，真正做到早发现，早解决火灾隐情。数字化森林监控已成为及早发觉，排除森林火灾隐情的必要手段。随着科技的发展，现在森林防火也开始实现智能化管理，工作人员只需坐在办公室拖动鼠标，就可观测林区画面。并在发生紧急情况时，通过监测画面及语音广播对前端林区进行远端遥控，指挥抢险工作。1.2 需求分析1) 由于近几年林业工作开展顺利林区面积大量增加，现在林下植被和枯枝落叶越来越多，林下可燃物载量逐渐加大，发生森林火灾的机会在不断增加；2) 目前林区森林主要以桉林、松林为主，且多为幼中龄林，森林结构还丰富多样，火
7、灾自控能力低，易燃性较强；3) 随着经济的发展和人民生活水平的提高，从事林业经营活动显著增多，林区内人员流动频繁，游玩用火、上坟祭祖等带来了大量的火灾隐患，使火源的管理难度加大；4) 在市场大环境下，动员群众扑火困难不断增加；5) 目前的森林火灾预警扑救综合机制尚未健全，指挥决策信息化能力有待进一步提高，各区基础设施建设水平不平衡等；森林防火监控系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 6 页1.3 现状描述1.3.1 采用地面巡护地 面 巡 护 ， 主 要 任 务 是 向 群 众 宣 传 ， 控 制 人 为 火 源 ， 深 入 瞭 望 台 观 测 的 死 角 进 行 巡 逻 。 对 来 往
8、 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 。1.3.2 采用瞭望台监测瞭 望 台 监 测 ， 是 通 过 瞭 望 台 来 观 测 林 火 的 发 生
9、， 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 瞭 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 ； 瞭 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 。
10、另 外 瞭 望 员 人 身 安 全 受 雷 电 、 野 生 动 物 、 森 林 脑 炎 等 的 威 胁 。1.3.3 采用航空巡护航 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
11、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 。1.3.4 采用卫星遥感卫 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
12、场 蔓 延 的 情 况 、 及 时 提 供 火 场 信 息 ， 用 遥 感 手 段森林防火监控系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 7 页制 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 ： 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
13、地 方 ， 火 情 核 实 十 分 重 要 。 在 接 到 热 点 监 测 报 告 2 小 时 内 应 反 馈 核 查 情 况 和 结 果 。 卫 星 遥 感 监 控 森 林 防 火 的 其 不 足 是 ：热 点 达 到 3个 像 素 时 ， 火 已 基 本 成 灾 。从 卫 星 过 境 到 核 查 通 知 扑 火 队 伍 时 间 过 长 ， 起 不 到 “打 早 、 打 小 、 打 了 ”的作用 。 1.4 现状解决1) 采 用 红 外 热 成 像 摄 像 机 利 用 热 成 像 原 理 ， 探 测 林 区 热 辐 射 ， 通 过 不 同 目标 温 差 实 时 成 像 ， 搭 配 了 测 温
14、 模 块 可 全 天 候 对 林 区 扫 描 检 测 ， 当 测 得 温度 及 温 差 数 据 符 合 林 火 特 征 时 ， 系 统 发 生 报 警 ， 及 时 让 防 火 值 班 人 员 掌握 林 区 火 灾 隐 患 ， 及 时 制 定 灾 害 扑 救 方 案 等 。2) 采 用 与 环 境 信 息 相 结 合 的 综 合 监 测 ， 可 以 实 时 的 了 解 当 前 监 控 点 的 风 力 、风 向 、 温 湿 度 、 烟雾等 数 据 ， 为 森 林 防 火 指 挥 提 供 有 力 数 据 信 息 ， 满 足当 前 森 林 防 火 的 各 种 要 求 。3) 采 用 与 地 理 信 息
15、 系 统 （ GIS） 相 结 合 ， 实 现 森 林 资 源 信 息 的 可 视 化 化 管 理 ，可 以 更 加 有 效 地 为 森 林 防 火 提 供 信 息 支 持 。4) 采用透雾成像技术，由于森林防火监控系统安装在林区的山上，山区经常浓雾弥漫，普通的镜头无法达到正常的监控效果，使用透雾镜头解决了山区雾大，成像难的问题。森林防火监控系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 8 页第 2 章 系统总体设计2.1 森林防火组织架构图 1 组织架构图森林防火监控系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 9 页2.2 系统拓扑图图 2 系统拓扑图2.3 设计思路森森防火监控系统是集硬件、
16、软件、网络于一体的联网系统，以森林防火平台软件 iVMS-8800 为核心，在主控中心能够实现对各个林区防火监控系统的全方位管理。前端视频监控点设定在移动基站的制高点，传输设备安装在移动基站内，通过移动传输网与监控中心网络点对点联接。每个视频监控点周围分布多个烟雾报警点、温度、湿度监控点，在监测到有火灾信号时，系统会及时将报警信号传到对应的前端视频监控点同时将信号传递到主站监控中心。2.4 设计目标 远程视频监控以直观、真实、有效而被广泛应用在许多重点防范地区。森林防火监控系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 10 页通 过 安 装 红 外 热 成 像 、 可 见 光 摄 像 系 统 全
17、 天 候 监 控 林 区 ， 观 测 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 ； 远程视频监控能在森林发生火灾时把现场的图像及当时环境信息传回指挥中心，指挥中心通过监视前端摄像机图像及环境信息指挥调度救火，最大限度的能减小火灾造成的损失； 远程视频监控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； 从瞭望塔至林区管理指挥中心通过无线传输，不受距离限制，不受遮挡，无线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
18、进行实时观察，以便及时了解现场情况协调调度指挥； 林区监控管理指挥中心通过无线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； 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。 山 上 需 要 24 小 时 不 间 断 供 电 ， 满 足 所 以 设 备 用 电 需 要 ， 根 据 目 前 技 术条 件 设 计 采 用 风 光 互 补 供 电 系 统 ， 保 证 山 上 不 具 备 布 线 条 件 的 监 控 点 设备 不 间 断 供 电 ， 正 常 工 作 。2.5 系统组成森林防火监控系统由前端系统、传输网络、平台这
19、三个相互衔接、缺一不可的部分组成。2.5.1 前端系统前端系统对林区现场的图像及环境信息等信息进行采集、编码及上传，并根据制定的规则进行自动化联动。2.5.2 传输网络传输网络可采用无线传输网络，安装在几公里或上百公里以外的监控点上森林防火监控系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 11 页的无线传输设备，可将摄像机、镜头拍摄的现场图像、声音实时传输到监控中心。2.5.3 平台主控中心平台可管理所辖林区的所有设备，接收由所林区上报的视音频及环境信息，同时可以满足平台用户视频、音频信息查看、林区设备控制的需求。森林防火监控系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 12 页第 3 章 前端系
20、统设计3.1 系统概述前端系统主要以红外热成像摄像机为核心满足日常森林防火监控需求，同时整合信息地理系统、环境量信息、报警信息实现森林防火综合监控。3.2 前端典型架构图 3 前端典型系统拓扑图3.3 功能设计 实时视频监视利用建立分布在各野外监控点，获取覆盖范围内的监控红外及可见光视频图 像，实现全天候不间断监控。在正常情况下摄像头工作在自动巡航扫描方式，观 测人员在监控中心可观测到一定范围内的林木地貌、道路、人员等红外及可见光 视频图像，系统可进行全程录像，若遇异常情况，工作人员可及时将红外及可见 摄像头从自动状态下转为手动状态，并对相关目标进行跟踪、定位、放大（可见 光） ，以便仔细全面
21、地进行观测分析。 环境数据监测林区自然条件等因素可在一定程度为森林防火提供参考依据，高温、雷雨、森林防火监控系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 13 页干旱等天气林区火灾发生率普便较高，监控人员为全面地掌握林区实时环境状况，需对温度、湿度、风力、烟雾浓度等环境信息进行采集、处理和上传，生成曲线和报表，方便实时监控、历史查询、统计分析。同时火灾发生时现场环境数据可为中心人员制定灭火方案提供相应决策依据。 远程控制主控中心通过客户端和浏览器可对所辖林区的任一摄像机进行控制，实现遥控云台的上/下/左/右和镜头的变倍/聚焦，并对摄像机的预置位和巡航进行设置控制应具有唯一性和权限性，同一时间只允
22、许一个高权限用户操作。 语音对讲在瞭 望 台 配置语音对讲设备，通过对讲设备中心工作人员可指导日常林区巡检员巡检工作及应急抢险灭火工作。 录像回放对监控视频进行实时存储，记录事故前后的现场情况，记录事故抢险过程；通过网络调用回放录像，提供事故发生时的资料，为事故分析和事故处理提供帮助，并为事故处理和标准化作业教学提供宝贵的资料。 配置维护能对林区摄像机进行校时、重新启动、修改参数、软件升级、远程维护等功能。管理员不必到达设备现场，就可修改设备的各项参数，提高的设备维护效率。 与 GIS 系统相结合监控系统与 GIS 相结合，以电子地图为基础,实现地图基本操作功能,实现对森林火灾的分析预报,森林
23、防火工作的可视化管理，为防火提供直观的规划和决策支持。3.4 红外热成像摄像机红 外 热 成 像 视 频 是 远 红 外 热 图 像 ， 经过一系列的处理，可形成物体表面的热图像，并进行相关部位的温度测量。且克服雨雪雾的能力较高，所以在夜间森林防火监控系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 14 页以及较恶劣气候条件下，采用红外热成像监控设备可以对各种目标进行可靠监控及预警。为 使 热 成 像 探 测 火 灾 的 准 确 性 更 高 ， 可 以 搭 配 可 见 光 摄 像 设 备 做 为 热 成 像 火灾 探 测 的 补 充 ， 当 热 成 像 发 现 火 灾 点 时 ， 由 控 制 人
24、员 通 过 可 见 光 摄 像 画 面 进 行 核实 ， 确 认 无 误 即 可 实 现 林 火 的 准 确 预 警 。红外热成像摄像机可实时自动测量视场中物体的最高温度，如发现温度超过系统设置的报警温升，可自动报警。因此，可提供森林防火早期预警。在大面积的森林中，火灾往往是由不明显的隐火引发的。这是毁灭性火灾的根源，用现有的普通方法，很难发现这种隐性火灾苗头。 采用红外热成像仪， 则可以快速有效地发现这些隐火，把火灾消灭在最初。 3.5 环境监控报警主机环境监控报警主机可以通过 4-20mA 模拟量接口、开关量接口、RS-485 串口与各子系统连接，对各种数据进行汇集，处理成数字信号，并可以
25、提供向上的接口供主站访问、管理。3.5.1 温湿度传感器温湿度传感器，采用传感、变送一体化设计，采集温湿度数据，进行数据校正转换，转换成 4-20mA 电流环信号连接至环境监控报警主机，温湿度模拟量能实时上传主控中心，控制中心能随时查阅林区的环境温湿度，并做出相应的处理。3.5.2 风速传感器风速传感器顾名思义是测量空气流速的仪器，仪器内的转速传感器能把风速转换成 4-20mA 电流环信号上传连接至环境监控报警主机，能把现场风速实时上传主控中心，控制中心能随时查阅林区的风速，并做出相应的处理。3.5.3 烟感传感器现场配置有不同数量的烟感等火灾探测器，来监测烟雾报警情况。可通过森林防火监控系统
26、解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 15 页开关量连接至环境监控报警主机，当检测烟雾时能自动发出报警信号，提醒控制中心工作人员，并可联动摄像机预置位查看现场实际情况。3.6 森林防火专用平台软件海康威视森林防火专用平台软件 iVMS-8800，是我们根据森林防火系统的特点开发而成。软件可以支持超大规模的部署，能满足多级管理的应用需求。软件采用模块化构建方式，可应需裁剪；采用 Web Service 作为对外的服务接口协议，方便二次开发商集成；方便的增值业务集成；统一的平台内部协议；统一的部署和管理。3.7 与林区自动气象站系统对接可与林区气象站系统进行对接，将气象站监测的风向、风速、温度、
27、湿度等各种环境量数据与监视系统进行整合，以求最大程度挖掘系统潜力，最大程度提升管理品质，为客户创造最大价值。3.8 保障系统3.8.1 供电系统监 控 中 心 采 用 普 通 办 公 用 电 ， 为 防 止 意 外 停 电 ， 中 心 使 用 UPS 电 源 ， 以 保 证最 低 8 小 时 持 续 供 电 。 前 端 基 站 供 电前 端 基 站 的 供 电 方 式 主 要 是 太 阳 能 以 及 风 能 ， 采 取 “风 光 互 补 ”方 式 发 电 ，利 用 风 能 和 太 阳 能 同 时 供 电 。森林防火监控系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 16 页3.8.1.1 太阳能供
28、电选 择 太 阳 能 方 式 之 前 要 考 虑 安 装 的 地 方 是 否 真 的 合 适 安 装 与 使 用 太 阳 能 ， 例如 某 些 地 区 的 日 照 时 间 短 ， 或 者 比 较 阴 暗 ， 都 有 可 能 并 不 适 合 安 装 使 用 太 阳 能 。太 阳 能 供 电 具 备 以 下 特 点 ： 配合无线传输方式能够彻底无线化； 无缆式独立供电，组件灵活、小巧，方便安装与组网； 全低压直流供电方式，能源利用效率高安全性好； 维护费用少造价低； 传输不受距离和地形限制。选 择 过 程 中 还 需 要 考 虑 太 阳 能 蓄 电 池 的 功 率 ， 在 功 率 不 足 的 情
29、况 下 通 常 结 合风 能 发 电 使 用 ， 这 种 方 式 即 称 为 “风 光 互 补 ”。森林防火监控系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 17 页3.8.1.2 风能供电选 择 风 能 方 式 之 前 要 考 虑 安 装 的 地 方 是 否 具 备 使 用 风 能 的 条 件 ， 是 否 处 于 大风 比 较 多 的 地 区 ， 选 择 什 么 类 型 的 风 能 发 电 机 组 。 风 能 发 电 的 特 点 即 蕴 量 巨 大 、可 以 再 生 、 分 布 广 泛 、 没 有 污 染 。 三 大 弱 点 是 ： 密 度 低 、 不 稳 定 、 地 区 差 异 大 。3.8
30、.1.3 UPS 或蓄电池UPS 就 是 不 间 断 电 源 ， 它 是 一 种 含 有 储 能 装 置 ， 以 逆 变 器 为 主 要 元 件 ， 稳 压 、稳 频 输 出 的 电 源 保 护 设 备 ， 它 可 以 解 决 电 力 的 断 电 、 低 电 压 、 高 电 压 、 突 波 、 杂讯 等 现 象 。 UPS 还 有 个 优 点 是 反 应 迅 速 （ 响 应 时 间 短 ） ， 如 果 采 用 后 备 式 ， 而 且蓄 电 池 配 置 合 理 的 话 ， 可 以 有 效 延 长 用 电 设 备 的 “续 航 ”时 间 。普 通 蓄 电 池 大 致 可 分 为 铅 酸 式 、 胶
31、 体 式 和 锂 电 池 三 大 类 。铅 酸 式 ： 其 容 量 较 大 ， 充 电 时 间 短 ， 放 电 电 流 大 ； 但 是 体 积 较 大 ， 酸 液 容 易泄 露 ， 充 电 时 产 生 的 氢 气 和 硫 对 周 边 的 设 备 有 一 定 的 危 害 性 。胶 体 式 ： 体 积 小 ， 能 够 以 任 何 角 度 或 体 位 放 置 ， 充 电 时 间 较 短 ； 缺 点 是 容 量不 是 很 大 。锂 电 池 ： 锂 电 池 综 合 了 上 述 两 种 电 池 的 优 点 ， 而 且 放 电 电 压 平 稳 ， 持 续 放 电时 间 较 长 ， 但 是 价 格 较 高 。
32、在 工 程 选 择 时 主 要 考 虑 输 出 电 压 ， 响 应 时 间 以 及 续 航 时 间 等 因 素 。森林防火监控系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 18 页3.8.1.4 农电供电在 工 程 中 前 端 基 站 大 都 在 森 山 老 林 中 ， 附 近 并 没 有 农 电 线 路 。 但 在 少 部 分 地区 还 是 使 用 农 电 供 电 的 。 这 种 方 式 能 够 部 分 替 代 风 光 互 补 方 式 供 电 。 在 农 电 的 选择 上 主 要 考 虑 电 压 稳 定 性 、 搭 线 难 度 、 价 格 等 因 素 。3.8.2 防雷系统为确保监控系统可靠、
33、稳定地运行，系统需进行合理、优化的防雷设计，具体从以下方面考虑： 避雷针对于支架安装的摄像机，由于位置较高，可能会受到直击雷的危害，因此需安装避雷针，采用扁钢或其他等效导体作为引下线，泄放雷击放电电流。避雷针的架设需要综合考虑周边环境进行设计，确保林区设备（摄像机、终端盒）处于直击雷防护范围内。 接地摄像机外壳、摄像机支架及场地终端盒等应进行可靠接地，接入接地系统。 线缆防雷器为进一步提高系统的抗雷击能力，除设备需具备防雷功能外，电源线应满足三级防雷要求，弱电线路应采取防浪涌措施。各类可能引入雷击的线缆应加装各种防雷器。对于模拟摄像机，建议采用三合一（电源、视频、485 线缆）防雷器；对于网络
34、摄像机，建议采用单相电源防雷器及机架式网络信号防雷器。森林防火监控系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 19 页第 4 章 传输网络设计森林防火监控系统具有特殊的地理环境，传输方式不可能采用有线或光缆。因此应首先考虑无线微波传输方式，无线微波传输方式施工方便，造价低廉，图像实时传输、清晰，并且可根据传输距离的远近、现场自然条件的不同，其功率的大小可以按要求配制，在遇障碍物阻挡的情况下，可采用微波中继（图像/数据）系统。4.1 专网在我国电子政务的指导性文件中详细提出了电子政务网由电子政务内网与电子政务外网组成。党政机关业务网络与国际网物理隔离。随着电子政务应用的不断发展需要打开越来越多的
35、网络设备端口，从而降低了安全性，让越来越多的政府部门不敢使用其承载业务信息。基于上述考虑，国家在两网的基础上增加了政务专网。政务专网是党政机关非涉密的内部办公网，主要用于非涉密信息的传递。实际工程项目中，专网的带宽根据实际需要而定，从 2M-10M 不等。4.2 无线传输当前主要的无线传输方式分为模拟微波无线传输方式以及数字无线视频传输方式。对于模拟无线微波传输这种方式采用不同的波段直接传输监控摄象机采集来的模拟信号。优点是信号损失度较数字方式要小的多，适合高质量视频传输的需要。数字无线视频传输与模拟相比，设备造价低，延迟较大，图象质量相比下较差。其运做原理是将监控摄象机输出的模拟信号，经过编
36、码后转变为数字信号，在无线网络上传输，因此在中心接设备的时候一般是通过网线接入的，无法直接接入模拟终端，比如监视器之类的设备。当然如果进行解码器的还原处理后还是可以接的，但是由于视频信号经过了模拟转数字的质量损失后，再进行数字到模拟的还原。因此画质的损失比较严重。森林防火监控系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 20 页目前比较流行的数字无线微波有 GSM，CDMA ，WI-FI，WIMAX，3G 等形式。常见的设备有无线网桥，无线视频服务器，视频编解码设备等。下面是主要采用的传输方式：4.2.1 微波传输微波是一种频率超过 1GHz 的电磁波，波长范围在毫米厘米数量级，其波长比普通无线
37、电波更短。微波传输类似光线直线传输，是一种视距范围内的接力传输。由于微波的波长很短，因此它不能像中波那样可以沿着地球表面传输，因为地面很快就把它吸收掉了；它也不能像短波那样可以通过电离层反射传输到地面很远的地方，因为它能够穿过电离层逸入太空。由于地球表面是一个曲面，所以微波只能在视距范围内作直线传输，因此决定了两个微波站之间的传输距离不能很远，一般在km 左右，否则将不能获得较稳定的传输特性。当前使用的频率是赫兹波段（民用波段） 。4.2.2 3G 传输3G，其全称为 3rd Generation，中文含义就是指第三代数字通信第三代与前两代的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，且更多考虑
38、对无线数据业务的支持。3G 同样是一种微波传输的一种，由于 3G 本身只是一个概念，对于频段并没有统一的划分。目前中国电信现在拥有 800MHz C 网，而其它运营商的 3G 是 2000MHz 频段。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少 2Mbps（兆字节每秒） 、384kbps（千字节每秒）以及 144kbps 的传输速度。3G 的技术标准，国际电信联盟（ITU）在 2000 年 5 月确定 WCDMA、CDMA2000 和
39、 TDSCDMA 三大主流无线接口标准，写入 3G 技术指导性文2000 年国际移动通讯计划WCDMA 全称为 Wideband CDMA，这是基于 GSM 网发展出来的 3G 技术规范，是欧洲提出的宽带 CDMA 技术，它与日本提出的宽带 CDMA 技术基本森林防火监控系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 21 页相同，目前正在进一步融合。该标准提出了 GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的演进策略。 GPRS 是 General Packet Radio Service (通用分组无线业务)的简称，EDGE 是 Enhanced Data rate for GSM
40、Evolution (增强数据速率的 GSM 演进 )的简称，这两种技术被称为 2。5 代移动通信技术。CDMA2000 CDMA2000 是由窄带 CDMA(CDMA IS95)技术发展而来的宽带。CDMA20001x 被称为 2。5 代移动通信技术。CDMA20003x 与 CDMA20001x 的主要区别在于应用了多路载波技术，通过采用三载波使带宽提高。目前中国联通正在采用这一方案向 3G 过渡，并已建成了 CDMA IS95 网络。TD-SCDMA 全称为 Time Division Synchronous CDMA(时分同步CDMA)，是由我国大唐电信公司提出的 3G 标准，该标准提
41、出不经过 2.5 代的中间环节，直接向 3G 过渡，非常适用于 GSM 系统向 3G 升级。 在使用的过程中主要参考运营商在项目区域的网络覆盖以及质量情况。森林防火监控系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 22 页第 5 章 监控中心设计5.1 监控中心典型架构图 4 中心典型系统拓扑图5.2 硬件设备组成地区级平台通过森林防火专网与林区监控系统连接，对前端监控资源进行整合，对前端设备进行集中维护和管理；省级平台通过森林防火专网与地区级平台的级联服务器通信，级联服务器把命令转发至其他应用服务器实现对前端资源的监控。平台主要由应用服务器、客户端、存储设备、解码设备、网络交换机、防火墙、大屏
42、显示设备等组成。为保障前端系统的监控质量，平台需具备完善的机房基础保障和先进的网络设备、丰富的网络带宽和光纤资源；为保障平台的稳定运行，平台的网络采取双网配置，所有设备都冗余配置在两个不同的网络中。5.2.1 服务器主站系统的服务器可以分布式部署、独立运行，各服务器都可以支持应用集群的方式冗余进行配置和在线扩充，具备彼此的应用服务器接管能力。服务器统一采用 PC 服务器；服务器应具备多 CPU 系统、高带宽系统总线、I/O 总线，具有高速运算和联机事务处理（OLTP）能力，具备集群技术和系统容错能力；服务器应支持双路独立电源输入，采用机架式安装。主站系统主要有以下服务器：中心管理服务器、流媒体
43、服务器、级联服务森林防火监控系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 23 页器、存储管理服务器等。其他软件模块可安装在这些服务器实现功能。5.2.1.1 管理服务器管理服务器是综合监控主站系统的核心单元，应实现前端设备、后端设备、各单元的信令转发控制处理，报警信息的接受和处理以及业务支撑信息管理，同时也需要提供用户的认证、授权业务以及提供网络设备管理的应用支持，包括配置管理、安全管理、计费管理、故障管理、性能管理等等。地区级主站的管理服务器应能满足对全地区林区视频资源接入及主站设备的管理需求。 5.2.1.2 流媒体服务器流媒体服务器是综合监控系统省级主站的媒体处理单元，实现客户端对音视频
44、的请求、接受、分发，流媒体服务器仅接受本域管理服务器的管辖，在管理服务器的控制下为用户或其他域提供服务。流媒体服务器可实现集群部署，可实现分布式部署，即可向前端或其他流媒体服务器发起会话请求，也可以接受客户端设备或其他流媒体服务器的会话请求。流媒体服务器能接受并缓存媒体流，进行媒体流分发，将一路音视频流复制成多路。5.2.1.3 存储服务器存储服务器是网络存储的管理者，集中配置以海量存储方式实现录像计划，并按计划执行录像任务。存储管理服务器通过虚拟存储管理技术，支持DAS、NAS、IP-SAN 各种存储设备；支持集中存储管理模式，也支持站端控制主机分布式存储方式；支持 PB 级海量音视频数据存
45、储、快速检索；支持灵活的备份策略；支持数据自动修复技术（数据补录） ，支持报警集中存储和重要事件集中备份管理。5.2.1.4 级联服务器级联服务器主要用于平台与平台之间的互联互通，它将本平台需要向其他平台传输的信令、音视频流转换成标准的协议，发往其他平台的通信服务器，森林防火监控系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 24 页同时将收到的采用标准协议的信令、音视频流转换成本平台所能解析的协议语言，送往其他服务器进行分析操作，由此实现平台与平台之间的互联互通。5.2.1.5 选型原则考虑到综合监控系统的稳定运行，主站所有服务器需采用在森林防火行业有实际应用的国际知名品牌，建议配置可参考下表：
46、设备 配置服务器机架式安装；处理器：2*Intel Xeon 7440(四核，2.4Ghz，6M/L2 ，16M/L3，1066MHz FSB)，可扩四个 CPU；内存：4*4GB ECC DDR-II 内存，最大可扩充至 256GB；网络：4*1000M 自适应以太网卡；硬盘：2*300GB 3.5“SAS 15Krpm ；内置硬盘控制器：SAS RAID（ROMB） ，支持 RAID 0/1/1E/5/6/10/50/60；电源: 双热插拔冗余电源，单电源可正常运行。5.2.2 客户端5.2.2.1 配置客户端配置客户端负责对平台内部进行大屏幕配置、权限管理、录像管理、告警管理、安全管理、
47、电子地图管理、模拟量数据管理、数据库管理、系统管理及林区摄像机、灯光等系统的配置管理。海康威视 B/S 配置客户端专门用于对主站系统进行维护、配置和管理，满足配置客户端需要实现的功能。5.2.2.2 监控客户端监控客户端负责对主站所辖林区的摄像机视频和录像信息查看，电子地图管理，模拟量数据实时曲线浏览和历史数据检阅及摄像机、灯光等系统信息的获取和控制。海康威视 C/S 控制客户端专门用于对主站系统视频、环境信息调阅，对设森林防火监控系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 25 页备进行操作、控制，满足控制客户端的要求。5.2.2.3 选型原则主站工作站可采用普通 PC，建议采用在森林防火行
48、业有实际应用的品牌，建议配置可参考下表：设备 配置工作站处理器：不低于酷睿 2 双核 E7400 档次（主频2.5G Hz，L34MB） ；内存：4GB ；硬盘：300GB SATA 硬盘；网络：1 个 10/100/1000M 自适应网口；显卡：独立 3D 显卡，板载显存 512M。5.2.3 存储设备主站系统由于管理着下属成百上千的设备，需对站端视频录像和数据进行存储。数据需通过数据库进行管理，NAS 对于读写频繁的数据库系统，不是很适合。对于数据库存储这种读写要求使用率高的任务来说，IP-SAN 比较合适，建议采用海康威视 DS-A10 系列高性能 IP-SAN，型号 DS-A1024R
49、。IP-SAN，即基于 IP 以太网络的 SAN 存储架构，随着以太网技术的发展，使 IP-SAN 对 SAN 技术进一步的拓展。它使用 iSCSI 协议代替光纤通道（FC）协议来传输数据，直接在 IP 网络上进行存储，iSCSI 协议就是把 SCSI 命令包在 TCP/IP 包中传输，即为 SCSI over TCP/IP。IP-SAN 架构不必使用昂贵的光纤网络、FC-HBA 卡和光纤通道存储设备，而是使用 IP 以太网络、以太网卡和iSCSI 存储设备。相比 FC-SAN，IP-SAN 存储架构要廉价的多，而且实施起来更容易。与 FC-SAN 类似，IP-SAN 也可以将存储设备分成一个或多个卷，并导出给前端应用客户端，客户端计算机可以对这些导过来的卷进行新建文件系统（格式化）操作。客户端计算机对这些卷的访问方式为设备级的块访问，IP-SAN 通过把数据分成多个数据块(Block)并行写入/读出磁盘，块级访问的特性决定了iSCSI 数据访问的高 I/O 性能和传输低延迟。森林防火监控系统解决方案杭州海康威视系统技术有限公司第 26 页IP-SAN 继承了 IP 网络开放、高性能、高可靠性、易管理、可扩展性强、自适应性强的优点，存储方式灵活，实现存储
