森林防火的智慧模式

李健生 顏偉 劉福盛

貴陽“山中有城、城中有山”的森林分布格局，需要利用高科技手段來輔助森林防火監(jiān)測和預警工作。

貴陽是一座“山中有城，城中有山，綠帶環(huán)繞，森林圍城，城在林中，林在城中”的高原城市，中國首個“國家森林城市”。但正是因為貴陽這種“山中有城、城中有山”的森林分布格局，導致森林防火形勢嚴峻，所以需要利用高科技手段來輔助森林防火監(jiān)測和預警工作。

2009年以來，貴陽市高度重視森林防火信息化建設工作，依托國家森林重點火險區(qū)綜合治理項目，從森林防火地理信息系統(tǒng)到應急指揮系統(tǒng)再到視頻監(jiān)控預警系統(tǒng)，逐步建立起森防信息化體系。在森防信息化體系的支撐和輔助下，貴陽森林防火接處警、滅火指導輔助決策、卡點管理、火災檔案管理、防火物資管理、防火案件管理、森林防火網絡辦公等業(yè)務，都走向數字化、信息化和大數據化，森林防火管理工作開始進入智慧模式。

根據貴陽特點建立專屬系統(tǒng)

貴陽市森林防火視頻監(jiān)控預警系統(tǒng)是根據貴陽的地形地貌和森林分布特點，在全市森林重點火險區(qū)安裝視頻監(jiān)控云臺，應用視頻監(jiān)測技術和網絡傳輸技術、圖像智能識別分析技術，融合全球定位系統(tǒng)GPS、地理信息系統(tǒng)GIS、遙感系統(tǒng)RS等先進手段，建立的一套適合貴陽森林防火全過程的視頻監(jiān)控預警體系。該系統(tǒng)作為森防信息化體系中的核心組成部分，利用全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息技術（GIS）、遙感技術（RS）和視頻監(jiān)控技術，結合林業(yè)專業(yè)知識和森林防火經驗，通過圖像傳輸、物聯網、智能煙火識別及衛(wèi)星定位等技術，實現對森林資源的全方位、全天候監(jiān)測。該系統(tǒng)由前端監(jiān)測點、傳輸網絡、后端指揮中心以及數據庫系統(tǒng)、監(jiān)控指揮平臺軟件組成。

其中，森林防火監(jiān)控管理系統(tǒng)主要利用視頻監(jiān)控技術和網絡傳輸技術，通過安裝在林區(qū)的攝像機將影像信息實時傳輸到森防指揮中心，實現全天候實時監(jiān)控。與衛(wèi)星監(jiān)測相比，具有火情發(fā)現速度快、大火小火都可以監(jiān)測、受天氣影響小等優(yōu)勢;與人工巡查相比，具有監(jiān)測范圍廣泛、險情發(fā)現及時準確等優(yōu)勢。

森林煙火智能預警系統(tǒng)是構成森林防火視頻監(jiān)控預警系統(tǒng)最核心和最重要的功能，是實現由傳統(tǒng)人工巡查向智能設備自動監(jiān)控的重要轉變。煙火智能預警系統(tǒng)能夠實現全天候24小時監(jiān)測林區(qū)火情，減少因人工疏忽而造成漏報，一旦發(fā)現疑似煙火便會通過系統(tǒng)報警平臺及時向用戶發(fā)送火情信息，讓用戶在第一時間迅速判斷并采取應急處理措施，大大提高工作效率。

森林防火應急指揮系統(tǒng)可以實現森林防火應急指揮地理信息系統(tǒng)與林業(yè)信息化數據平臺的無縫對接，充分利用森林資源基礎數據，為防火管理、撲救指揮、災害評估提供數據支撐，并實現二三維一體化的應急指揮功能。該系統(tǒng)分為應急指揮決策子系統(tǒng)和移動端指揮子系統(tǒng)，前者為指揮中心人員提供信息平臺，后者為現場人員提供移動指揮信息平臺。

森林防火監(jiān)控指揮綜合運行管理系統(tǒng)旨在對各業(yè)務系統(tǒng)提供統(tǒng)一的運行支撐平臺，包括部門管理、用戶管理、權限管理、行政區(qū)劃管理、日志管理、信息審核和信息統(tǒng)計等功能模塊，實現森林防火數據之間以及與森林資源數據的統(tǒng)一管理和互通共享。

總地來說，貴陽市森林防火視頻監(jiān)控預警系統(tǒng)利用RTU（遠程終端單元）數據采集器，視頻監(jiān)測技術和圖像智能識別分析技術將前端監(jiān)測到的影像以圖文方式存儲和顯示，采集處理計算各火險因子，利用自診斷功能生成火災狀態(tài)碼，通過網絡傳輸技術將影像和火災狀態(tài)碼傳送到中心站，實現遠程監(jiān)控森林火險情況和森林火災自動預警。該系統(tǒng)還通過研究山區(qū)森林防火監(jiān)測網優(yōu)化設置方法、復雜地形及氣象條件下煙火識別技術、森林防火多源監(jiān)測預警信息集成技術、森林火險全生命周期監(jiān)測預警與指揮決策技術，建立了一套森林防火視頻監(jiān)控預警標準規(guī)范。

系統(tǒng)實現縮短響應時間、防火降災等功效

貴陽市森林防火視頻監(jiān)控預警系統(tǒng)通過科學規(guī)劃布局，在全市11個區(qū)縣重點森林火險區(qū)設置47個視頻監(jiān)控點，為全市各級森林防火管理人員提供遠程視頻監(jiān)控功能。在監(jiān)控點林區(qū)內移動通信基站的制高點或建筑物樓頂安裝重型視頻監(jiān)控云臺，通過高清攝像機以360°方位角、正負45°俯仰角對監(jiān)控點林區(qū)數公里范圍進行24小時全方位掃描監(jiān)控。由安裝在移動基站內的傳輸設備，通過通訊運營商傳輸網與監(jiān)控中心網絡點對點連接，將林區(qū)監(jiān)控視頻圖像和煙火識別信息傳回指揮中心。一旦發(fā)生森林火災，系統(tǒng)對火災發(fā)展趨勢、速度、強度進行準確預測，降低監(jiān)控管理人員的勞動強度，提高風險評估效率，制定合理的撲火方案。通過路徑分析快速確定最短路徑和隊伍進入火場路線，實現防火資源的最優(yōu)配置，提高撲火效率，降低火災損失，在林火撲救上做到“打早、打小、打了”。在響應時間上，從火災發(fā)現到撲救人員到達現場的時間比傳統(tǒng)森林防火監(jiān)控方式至少縮短了2小時。

此外，通過整合貴陽森林防火信息化體系和森林資源管理信息系統(tǒng)的硬件資源和數據資源，徹底改變了數據資源以往各自孤立使用的狀態(tài)，實現了森林資源數據和森林防火應用數據的互聯互通、共享共用，既充分整合資源、節(jié)約成本，又使森林防火信息化體系運行效率更高。

據統(tǒng)計，貴陽市森林防火視頻監(jiān)控預警系統(tǒng)投入使用之后，森林火災發(fā)生次數明顯減少，森林火災受害率明顯下降。觀察2013年到2015年的相關數據可以發(fā)現，貴陽發(fā)生一般森林火災的次數從14起降低到10起，受害森林面積從7.83公頃下降到1.58公頃，森林火災受害率從0.028‰下降到0.0058‰。特別是2016年，貴陽未發(fā)生一次森林火災事故。

（作者單位：貴陽市森林資源管理站）