智能科学技术了--森林景区防火监控系统的搭建

李钓平



摘要：本文智能科学论文结合古田山实际工程经验来对森林景区防火监控系统的搭建进行简要的技术性阐述，对系统的构建及搭建中的注意点进行讨论。

关键词：景区 防火 监控 防雷

一、 论文前言

由于我国森林资源匮乏，因此，自建国始，历届政府都将保护森林资源摆在非常重要的位置。尤其改革开放以来，对森林资源的重视更是达到了空前的高度。众所周知，对森林造成 毁灭性灾难的是森林大火，而减轻其破坏程度的唯一途径就是将火灾消灭在萌芽状态。但是，茫茫林区，一望无际。若要在如此广袤的林海中发现烟火的踪迹，无疑大海捞针。

随着科技的发展，智能科学监控系统的不断智能完善，越来越多的森林景区开始建立林区防火监控管理指挥系统，景区工程是由景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、电源系统和防雷系统组成。景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。景区智能科学监控管理指挥中心系统还具有向上级管理部门接口的功能。本文智能科学论文根据古田山具体项目结合来阐述此系统的搭建过程。

二、 景区防火监控的要求

对随时发生的火灾、盗窃树木、屠杀破坏野生生物等情况能进行全面、及时的了解和掌握，对意外情况能迅速做出正确判断，并给出正确、快速的指挥和处理。

能及时地把一切可能发生的或即将发生的案件和险情的图像资料传送到监控中心，使监控中心的值班员可以把这些危害和隐患扼制在萌芽状态，杜绝财产损失、确保生命安全。

能使管理者坐在控制室中就能控制前端的设备，观察到控制范围内所有重要地点的情况，为管理、保安系统提供了临场视觉效果，为监控范围内各种设备的运行和人员活动提供了较为直观的监视手段。

如果发现不法分子或者闲杂人员，可以通过进行远距离广播，对其进行警告，遏制入侵破坏事件的发生。

三、 智能科学监控系统的搭建

智能科学监控系统由监控点、传输线路和监控中心三部分组成。

1． 监控点

主要由摄像机、拾音器、高音喇叭、光纤传输设备、避雷接地系统等组成。前端监控点的功能是采集视频、音频信号，然后通过无线传输系统和光纤传输到监控中心。

监控点的选择，首先摄像机应安装在森林制高点，要求视野宽、无障碍、监控面大，尽量少设监控点，并尽可能使得每个监控点监控覆盖的森林面积最大，如无法回避有死角，可增加监控点。

监控点要全天候工作，这就需要选择摄像机时应选用低照度和红外摄像机；镜头应选用高倍率长焦镜头的使用可以让每个监控点覆盖极大的瞭望空间，使设备的投资发挥最大的效用；森林里由于水气比较大，很容易形成雾，为了满足森林防火监控的要求，采用透雾镜头，保证即使在有雾的情况也能清晰监视到现场的一切情况；云台要求选用螺杆传动的室外一体化云台，为了减少远距离图像的抖动，摄像机的安装也要确保牢固稳定。

根据森林防火的需要，前端监控点必须具备360度全方位、24小时全天候监控的特点，因此选择的设备必须符合森林防火的实际需求。

2． 传输线路

监控系统中的信号有三类：图像、音频、数据，如何将这三种信号置于有效的控制之下要考虑的因素之一是----传输问题。在光纤应用之前，铜缆因为费用低廉而被大量采用（但在远距离传输上采用光纤传输的成本要低于采用铜缆传输），但是没有经过补偿（加权放大）的铜缆传输越来越暴露其缺点，传输距离短，保密性差，容易受到电磁干扰，维护费用高等等。光纤出现之后，光纤通讯的应用得到迅猛发展，已经成为远距离/近距离传输（超过1500/1800米的距离）的首选，可以预料当光纤成本进一步下降，光纤可部分取代铜缆大量应用。

3． 监控中心

在监控中心，以数字硬盘录像机为中心，配置光纤传输设备、三维控制键盘、监视显示器和UPS不间断电源系统等设备，另外还有广播的功放等设备。通过各个设备的有机地协同工作，共同构成一个完整的森林防火防盗监控系统。

在本系统当中用户主要是通过三维控制键盘实现在全系统全功能或区域部分功能的系统视频图像查看和前端云台的控制；另一方面，根据将来的扩展需要，系统还可以通过升级而实现通过网络版监控管理软件来进行系统的本地和远程控制，以及系统的资源共享。

4．实现功能

能在森林发生火灾时及时发现火情并把现场的图像传回指挥中心，指挥中心通过监控画面指挥调度救火，最大限度的减小火灾造成的损失，从而起到预防火灾的目的。

能真实记录火灾发生及救火的过程，提供有效真实的资料。

在监控中心采用硬盘录像系统,进行实时录象,上级领导可以通过联网的计算机进行远程监控并查询录像资料。

四、 系统搭建中的关键因素

1． 避雷系统的搭建

1）雷害成因

直击雷：雷电直接击在露天的摄像机上造成设备损坏；雷电直接击在架空线缆上造成线缆熔断。

雷电波侵入：安防系统的电源线、信号传输或进入监控中心的金属管线到雷击或被雷电感应时，雷电波沿这些金属导线侵入设备，造成电位差使设备损坏。

雷电感应：电磁感应和静电感应称为感应雷，又叫二次雷。它对设备的损害没有直击雷来的猛然，但它要比直击雷发生的机率大得多。

2） 前端设备的防雷

前端设备有室外和室内安装两种情况：

前端设备如摄像头应置于接闪器（避雷针或其它接闪导体）有效保护范围之内。

为防止雷电波沿线路侵入前端设备，应在设备前的每条线路上加装合适的避雷器，如电源线（220V或DC12V）、视频线、信号线和云台控制线。

室外的前端设备应有良好的接地，接地电阻小于4Ω，高土壤电阻率地区可放宽至 <10Ω。

3） 传输线路的防雷

视频安防监控系统主要是传输信号线和电源线。室外摄像机的电源可从终端设备处引入，也可从监视点附近的电源引入。

控制信号传输线和报警信号传输线一般选用屏蔽软线，架设（或敷设）在前端与终端之间。架空线传输时应在每一电杆上做接地处理，架空线缆的吊线和架空线缆线路中的金属管道均应接地。

中间放大器输入端的信号源和电源均应分别接入合适的避雷器。

4） 终端设备的防雷

在安全防范系统中，监控中心的防雷最为重要，应从直击雷防护、雷电波侵入、等电位连接和电涌保护多方面进行。

监控中心所在建筑物应有防直击雷的避雷针、避雷带或避雷网。

进入监控中心的各种金属管线应接到防感应雷的接地装置上。架空电缆线直接引入时，在入户处应加装避雷器，并将线缆金属外护层及自承钢索接到接地装置上。

监控中心内应设置一等电位连接母线（或金属板），该等电位连接母线应与建筑物防雷接地、PE线、设备保护地、防静电地等连接到一起防止危险的电位差。各种电涌保护器（避雷器）的接地线应以最直和最短的距离与等电位连接母排进行电气连接。

一般电源上应设置三级避雷保护。(总配\主控配\设备)

在视频传输线、信号控制线，入侵报警信号线进入前端设备之前或进入中心控制台前应加装相应的避雷保护器。

良好的接地是防雷中至关重要的一环。接地电阻值越小过电压值越低。监控中心采用专用接地装置时，其接地电阻不得大于4Ω。采用综合接地网时，其接地电阻不得大于1Ω。

2． UPS系统的搭建

景区防火监控系统的供电系统的安全是至关重要的。UPS电源可以解决电源断电、电压下陷、电源浪涌、减幅振荡、电源干扰、电源突波、电源波动、交换瞬变及谐波失真等由市电电源质量差对前端设备造成的危害

1）UPS额定输出容量的选择

首先计算前端的负载功率，为确保UPS的系统高效率和尽可能地延长UPS的使用寿命，一般负载功率应满足UPS额定功率的60%-70%。

2）计算蓄电池的工作时间

蓄电池的基本参数：电压(2V、6V、12V等)、容量(65AH、100AH等)。

在实践过程中，我们总结出下面的公式，可以计算出蓄电池的工作时间：蓄电池组容量×电压/主机额定功率×0.75(功率因数)=满载时蓄电池工作时间。

3）配线选择

合理选择配线是很重要的，线径太细，电流太大，容易发热而引起火灾；线径太粗，则造成浪费。根据金属导线的电气特性，一般多股铜芯线容量为6A/mm2，铝线容量为4A/mm2，确定主机功率后，可以参考相关资料选择配线和空气开关。

3． 监控点的选择

首先摄像机应安装在森林景区制高点，要求视野开阔、无障碍、监控面大，尽量少设监控点，并尽可能使得每个监控点监控覆盖的森林面积最大，如无法回避有死角，可增加监控点。

摄像机应选用红外敏感型彩色转黑白摄像机，最低照度达0.01Lux。采用红外灯能达到0照度。清晰度要求高于480TVL。

镜头应选用日夜两用型镜头，镜头焦距应在10-300mm，可看清1-3km外的人物活动。

云台要求选用螺杆传动的室外一体化云台，水平0-360度，垂直0-90度。监控点要全天候工作，防护等级为IP66。

为了减少远距离图像的抖动，摄像机的安装也要确保牢固稳定。

五、 论文结束语

森林景区防火监控系统的搭建最终要按照实际使用需求来进行最终配置，应该对各种可能的方案科学地进行适应性和经济性的比较。

参考文献

1.森林防火监控的设计 杨绍

2.森林防火视频监控方案设计 中国安防展览网

3.古田山监控系统设计 李成林

4.森林防火视频监控系统的设计 陈立生