應(yīng)用“3S”技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組建凌源市森林防火預(yù)警、監(jiān)測(cè)指揮系統(tǒng)

杜廣洲

(遼寧省凌源市林業(yè)局林業(yè)工作總站，遼寧朝陽(yáng)122500)

應(yīng)用“3S”技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組建凌源市森林防火預(yù)警、監(jiān)測(cè)指揮系統(tǒng)

杜廣洲

(遼寧省凌源市林業(yè)局林業(yè)工作總站，遼寧朝陽(yáng)122500)

摘要從實(shí)際出發(fā)，闡述了應(yīng)用“3S”技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組建凌源市森林防火預(yù)警、監(jiān)測(cè)指揮系統(tǒng)的提出，工作運(yùn)行模式，系統(tǒng)組成及功能，系統(tǒng)特點(diǎn)。為該系統(tǒng)下一步的需求更改、升級(jí)和相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞森林防火;數(shù)字林業(yè);“3S”技術(shù);網(wǎng)絡(luò)技術(shù);預(yù)警監(jiān)測(cè)指揮系統(tǒng)

1　項(xiàng)目提出背景

《中國(guó)21世紀(jì)議程林業(yè)行動(dòng)計(jì)劃》中提出了林業(yè)建設(shè)要按照生態(tài)、產(chǎn)業(yè)、基礎(chǔ)支撐和政策法規(guī)四大體系開(kāi)展建設(shè)的要求，森林防火是生態(tài)體系和基礎(chǔ)支撐的重要組成部分。中共中央在［2003］9號(hào)《關(guān)于加快林業(yè)發(fā)展的決定》中明確指出:森林防火是維護(hù)森林資源安全、鞏固林業(yè)建設(shè)成果的重要保障。

凌源市森林防火長(zhǎng)期以來(lái)采取較落后的傳統(tǒng)防火指揮手段，一直未建立科學(xué)先進(jìn)、規(guī)范的森林防火指揮系統(tǒng)，與日益繁重的防火任務(wù)、火災(zāi)日益增多的形勢(shì)不相適應(yīng)，常常因?yàn)榉阑鹗侄温浜蠖幱诒粍?dòng)應(yīng)付的局面，這就加大了森林防火存在的安全隱患。為了適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下森林防、撲火工作的需要，急需建設(shè)一套現(xiàn)代化的森林防火指揮體系。采用新的現(xiàn)代化的管理體系，提高指揮決策水平，走高科技防火之路，確保發(fā)生火情后，科學(xué)調(diào)度指揮，快速組織撲救，最大限度減少損失。

2　系統(tǒng)工作模式

“應(yīng)用‘3S’技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組建凌源市森林防火預(yù)警監(jiān)測(cè)指揮系統(tǒng)”主要工作模式是:利用遠(yuǎn)程林火監(jiān)測(cè)系統(tǒng)( RS地面平臺(tái)部分)進(jìn)行24 h實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦發(fā)生火情后監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)向指揮中心發(fā)出報(bào)警，并將火勢(shì)情況傳回防火指揮中心，值班員接到報(bào)警后立即向防火指揮部匯報(bào)，并在大屏幕上分幅顯示起火點(diǎn)的情況和在地圖上的位置，防火指揮部根據(jù)顯示的內(nèi)容做出分析判斷，得出起火點(diǎn)所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)位置、火勢(shì)的大小、風(fēng)向、起火小班的樹(shù)種、面積、相鄰小班情況、距居民點(diǎn)的距離、道路交通情況等，快速制定出撲救方案，下達(dá)撲救命令，由總指揮坐鎮(zhèn)指揮，前線指揮進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指揮，負(fù)責(zé)調(diào)度運(yùn)輸車(chē)輛、撲火隊(duì)伍?？傊笓]根據(jù)屏幕觀察火勢(shì)的控制情況和與前線指揮溝通的現(xiàn)場(chǎng)情況，決定是否就近抽調(diào)撲火隊(duì)、抽調(diào)人數(shù)、利用何種滅火工具、行走的運(yùn)輸路線、從哪個(gè)方位及地點(diǎn)實(shí)施撲救等等。由于系統(tǒng)采用了先進(jìn)的“3S”技術(shù)、電子信息、網(wǎng)絡(luò)傳輸、交通運(yùn)輸、通訊等一套完整技術(shù)，所以可在幾分鐘或十幾分鐘內(nèi)全部到位，實(shí)施快速撲救。系統(tǒng)不僅可以預(yù)防火災(zāi)，還可在最短的時(shí)間內(nèi)有效的控制和撲滅火災(zāi)，從而達(dá)到了“發(fā)現(xiàn)火情、快速定位、及時(shí)撲救”，將火災(zāi)損失降到最低程度的目標(biāo)。

3　系統(tǒng)組成及功能

“系統(tǒng)”由十大功能模塊組成，包括:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、智能知識(shí)管理系統(tǒng)( KMS)、綜合語(yǔ)言指揮調(diào)度系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)( GIS)、中央控制系統(tǒng)、信息展示系統(tǒng)、會(huì)議音響系統(tǒng)、樓宇數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)、指揮中心保障系統(tǒng)、遠(yuǎn)程林火監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。各系統(tǒng)之間均采用模塊化設(shè)計(jì)，既整體相對(duì)獨(dú)立，又具有較強(qiáng)的兼容性。所選設(shè)備性能先進(jìn)，同時(shí)各系統(tǒng)均預(yù)留相應(yīng)的擴(kuò)展接口，可確保后續(xù)開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)平滑升級(jí)。

3.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

采用華為S3900系列快速智能三層交換機(jī)作為核心設(shè)備，連接指揮中心1臺(tái)HP2* 1.6雙核服務(wù)器，指揮室計(jì)算機(jī)配置: P43.0ECPU/512M內(nèi)存/ 128M顯卡/120G硬盤(pán)10/100M網(wǎng)卡/三星軟驅(qū)/明

基DVD光驅(qū)/優(yōu)派液晶17英寸顯示器。中心5臺(tái)微機(jī)和分局科所長(zhǎng)的25臺(tái)微機(jī)，通過(guò)租用網(wǎng)通4M光纖專線連接lnternet網(wǎng)，配備華為secpatn10F防火墻，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全性。配有6KVA的山特后備電源設(shè)備，在失去市電供電的情況時(shí)，電源矩陣可為指揮系統(tǒng)的主要設(shè)備提供的UPS供電，更好地保障指揮系統(tǒng)的正常工作。

3.2知識(shí)管理系統(tǒng)( KMS)

該系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)平臺(tái)，在本單位現(xiàn)有局域網(wǎng)上對(duì)人員配置、物資裝備、案件記錄匯總、信訪、撲救火預(yù)案等各種信息進(jìn)行統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)化管理。既能為日常辦公提供方便，又能在遇有突發(fā)事件時(shí)快速調(diào)度所屬單位，在最短時(shí)間內(nèi)制定出應(yīng)急救災(zāi)方案，將損失降到最低程度?？蓪?shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)化、辦公自動(dòng)化，達(dá)到現(xiàn)代化的信息管理水平。同時(shí)預(yù)留擴(kuò)展接口，可方便地接入GPS、GIS、GSM、VOIP等系統(tǒng)。

KMS系統(tǒng)模塊具有如下功能:系統(tǒng)管理、網(wǎng)上辦公、民警天地、執(zhí)法監(jiān)督、接受警管理、案件管理、公文管理、輔助分析、政工管理、裝備管理、防火管理。

3.3綜合語(yǔ)言指揮調(diào)度系統(tǒng)

是森林防火和森林公安行業(yè)專用系統(tǒng)，具有轉(zhuǎn)接、代接、強(qiáng)插、強(qiáng)斷、會(huì)議、群呼等各項(xiàng)語(yǔ)音功能，可進(jìn)行值班電話、調(diào)度電話、電話會(huì)議等各類(lèi)錄音，可根據(jù)需要進(jìn)行查詢，對(duì)已存儲(chǔ)在硬盤(pán)上的重要語(yǔ)音信息轉(zhuǎn)錄保存。它將指揮中心的全部有線電話接入一臺(tái)智能的綜合語(yǔ)音調(diào)度平臺(tái)，并由該平臺(tái)將有線電話資源靈活合理地分配給各個(gè)部門(mén)。此套系統(tǒng)結(jié)合衛(wèi)星電話系統(tǒng)使用，可使火場(chǎng)與指揮中心之間采取多種通訊方式，保障通訊暢通，為領(lǐng)導(dǎo)指揮決策提供必要保障。

3.4地理信息系統(tǒng)( GIS)

地理信息系統(tǒng)采用Sport52.5 m分辨率的衛(wèi)星影像圖，1∶1萬(wàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，小班數(shù)據(jù)在mapinfor數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。主要為森林防火指揮撲火工作體系提供管理業(yè)務(wù)信息服務(wù)，同時(shí)為森林資源信息、林火信息、林火態(tài)勢(shì)信息、防火設(shè)施信息、撲救火資源信息等森林防火管理工作提供應(yīng)用平臺(tái)。

( 1)地圖操作可顯示全圖，也可任意放大、縮小和漫游，還可打印出地圖資料。

( 2)利用地圖量算功能可以測(cè)量某一點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的距離，還可量算某一區(qū)域或小班的面積。

( 3)利用信息標(biāo)注功能對(duì)火點(diǎn)、視頻監(jiān)控站、指揮中心、撲火隊(duì)、取水點(diǎn)、物資庫(kù)、氣象站等用特殊顏色和標(biāo)記進(jìn)行標(biāo)注，使目標(biāo)點(diǎn)在圖上處于明顯位置。

( 4)地圖查詢可進(jìn)行地理定位、信息查詢、基本信息查詢、專題圖查詢、半徑查詢。如輸入某一點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)或大地直角坐標(biāo)可自動(dòng)在電子地圖上顯示該點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。在圖上點(diǎn)擊某一小班，則該小班所屬的鄉(xiāng)鎮(zhèn)名稱、樹(shù)種、面積等相應(yīng)的因子即可顯示出來(lái)。此外還可進(jìn)行各種信息的查詢。

( 5)專題信息維護(hù)。

3.5中央控制系統(tǒng)

中央控制系統(tǒng)是指揮室操作控制的核心。系統(tǒng)主要設(shè)備配置有:可編程控制系統(tǒng)主機(jī)，5.7寸彩色無(wú)線觸摸屏，AV8* 8矩陣，VGA8* 8矩陣切換器，電源控制器，燈光控制器等。通過(guò)無(wú)線控制器(觸摸屏)對(duì)指揮室和主控室的各種設(shè)備、設(shè)施進(jìn)行控制。如投影儀的視頻信號(hào)切換、供電和DVD錄像機(jī)的遙控開(kāi)關(guān)機(jī)、各種顯示的切換、升降機(jī)柜的升降、功放設(shè)備的供電和調(diào)音、指揮室和主控室燈光的分級(jí)控制等。實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、電動(dòng)、自動(dòng)控制相結(jié)合。

3.6信息展示系統(tǒng)

由兩塊100英寸DNP背投屏幕組成的主顯示區(qū)和點(diǎn)陣顯示屏組成輔助顯示區(qū)構(gòu)成指揮室的綜合顯示系統(tǒng)。大屏幕顯示系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)備安裝在背投室內(nèi)，投影機(jī)的RGB信號(hào)、視頻信號(hào)和紅外控制分別接入中央控制器內(nèi)，由中央控制系統(tǒng)的紅外觸摸屏完成各種功能的轉(zhuǎn)換。

3.7會(huì)議音響系統(tǒng)

本系統(tǒng)設(shè)備包括音箱、功放機(jī)、DVD機(jī)、調(diào)音臺(tái)、數(shù)字會(huì)議話筒、數(shù)字會(huì)議話筒擴(kuò)展主機(jī)等。它們均連接到音頻和視頻矩陣上并由中央控制器完成靈活的操作。提供高質(zhì)量的會(huì)議音響設(shè)備，講話人員可靈活自如地在指揮中心內(nèi)移動(dòng)，為領(lǐng)導(dǎo)和與會(huì)指揮提供方便，也可與視頻會(huì)議系統(tǒng)融合召開(kāi)視頻會(huì)議。

3.8樓宇數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)

包括樓內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)和考勤系統(tǒng)。在三層、四層樓道安裝紅外型攝像機(jī)，對(duì)進(jìn)出人員進(jìn)行24 h不間斷監(jiān)控，同時(shí)在三層審訊室安裝一臺(tái)攝像機(jī)、拾音器，對(duì)審訊工作的過(guò)程進(jìn)行全程自動(dòng)錄像，確保做到有案可查。在三層四層電梯門(mén)處安裝考勤系統(tǒng)。樓宇監(jiān)控系統(tǒng)既相對(duì)獨(dú)立又與指揮中心相互兼容，相關(guān)數(shù)據(jù)均可在指揮中心網(wǎng)絡(luò)調(diào)取。

3.9指揮中心保障系統(tǒng)

包括指揮中心環(huán)境部分、供電保障部分和通信系統(tǒng)、交通運(yùn)輸系統(tǒng)和應(yīng)急撲火隊(duì)伍。

環(huán)境部分:在控制室和指揮室均安裝中央空調(diào)，在指揮室屋頂安裝日光燈和柔光燈，確保舒適的辦

公環(huán)境。

供電保障部分:配備長(zhǎng)時(shí)間、高可靠性的UPS供電設(shè)備，以保證突發(fā)停電情況下，指揮系統(tǒng)主要設(shè)備能夠正常工作8 h以上。

通信系統(tǒng):指揮中心安裝基地電臺(tái)一部，并可通過(guò)差轉(zhuǎn)臺(tái)與前方火場(chǎng)的手持臺(tái)、車(chē)載臺(tái)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，為通訊暢通提供保障，確?；饒?chǎng)信息快速回傳，為領(lǐng)導(dǎo)指揮決策提供資料。

交通運(yùn)輸系統(tǒng):除消防車(chē)外，在林業(yè)局、森林公安局、欺天林場(chǎng)、劉杖子鄉(xiāng)、刀爾登鎮(zhèn)等處設(shè)有專用防火運(yùn)兵車(chē)，專職撲火隊(duì)，在防火戒嚴(yán)期內(nèi)隨時(shí)待命，保證一旦出現(xiàn)火險(xiǎn)時(shí)能在最短時(shí)間內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)施快速撲救。

為了充分實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，全市還成立了應(yīng)急撲火隊(duì)伍。除市消防隊(duì)外，又成立了武警撲火隊(duì)，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)、林場(chǎng)都設(shè)有專職撲火隊(duì)和專職護(hù)林員，全市共有30個(gè)撲火隊(duì)，500名專職護(hù)林員，建成了一個(gè)完整的森林火災(zāi)撲火隊(duì)伍網(wǎng)絡(luò)。

3.10遠(yuǎn)程林火監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

根據(jù)防火工作的實(shí)際需要，在森林密集區(qū)和防火重點(diǎn)區(qū)建立遠(yuǎn)程數(shù)字林火監(jiān)測(cè)點(diǎn)，毎個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)范圍為半徑10km，所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)組成全市的林火監(jiān)測(cè)網(wǎng)，通過(guò)以太網(wǎng)和光纖傳輸與指揮中心相連，有效地對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)周邊的林地、山村、名勝古跡等進(jìn)行24 h無(wú)人值守自動(dòng)監(jiān)控，實(shí)時(shí)將圖像傳回防火指揮中心。

4　系統(tǒng)特點(diǎn)

基于電子計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)平臺(tái)，融合多項(xiàng)高新技術(shù)，將“3S”技術(shù)首次用于一個(gè)功能系統(tǒng):在遠(yuǎn)程林火監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中應(yīng)用了RS系統(tǒng)中的地面平臺(tái)部分技術(shù)，用于獲取林火及煙霧信息;將GPS系統(tǒng)用于空間定位、導(dǎo)航和求算距離、面積的過(guò)程，大大減少了工作量，提高了工作的準(zhǔn)確度，同時(shí)節(jié)省了時(shí)間，提高了效率;將二類(lèi)清查數(shù)據(jù)庫(kù)和最新的衛(wèi)星影像圖鑲嵌在GIS系統(tǒng)中，使防火指揮員能在大屏幕上清晰、實(shí)時(shí)地觀看到火場(chǎng)的一切情況，從而做出準(zhǔn)確的分析判斷，發(fā)出正確的撲救指令。此外還有雙屏幕顯示技術(shù)、中央控制、綜合語(yǔ)音調(diào)度、知識(shí)管理、會(huì)議音響、應(yīng)急通訊等技術(shù)的融合。開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、實(shí)用穩(wěn)定，為林業(yè)信息化、網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)提供數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)，對(duì)數(shù)字林業(yè)建設(shè)起到推動(dòng)促進(jìn)作用，可在全國(guó)范圍內(nèi)推廣。

作者簡(jiǎn)介:杜廣洲( 1969－)，男，遼寧凌源人，大學(xué)，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事林業(yè)規(guī)劃調(diào)查設(shè)計(jì)工作.

收稿日期:2015－05－27

文章編號(hào):1005－5215( 2015)09－0084－03

中圖分類(lèi)號(hào):TP274

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:Adoi:10.13601/j.issn.1005－5215.2015.09.030