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森林防火視頻(pin)(pin)監(jian)(jian)控產品(pin)品(pin)質(zhi)不一，處(chu)于(yu)三(san)個階段的水準(zhun)兼而有之。緣于(yu)此，《森林防火視頻(pin)(pin)監(jian)(jian)控系統技術規(gui)(gui)范》實施，就此規(gui)(gui)范了行(xing)業技術標準(zhun)，滿足了森林防火“打(da)早、打(da)小、打(da)了”的方向

《森林防(fang)(fang)火視頻監控系統技(ji)術規范》(以(yi)下簡(jian)稱“標(biao)準”)經(jing)過全國(guo)(guo)森林消防(fang)(fang)標(biao)準化技(ji)術委員會和編制組及相(xiang)關單位兩(liang)年的不懈努力(li)，于(yu)(yu)2016年1月18日由國(guo)(guo)家林業局(ju)發布，于(yu)(yu)2016年6月1日正式(shi)實(shi)施。該標(biao)準由國(guo)(guo)家森林防(fang)(fang)火指(zhi)揮部辦公室(shi)提出(chu)，全國(guo)(guo)森林消防(fang)(fang)標(biao)準化技(ji)術委員會(SAC/TC523)歸口。“標(biao)準”實(shi)施將對全國(guo)(guo)林業視頻防(fang)(fang)火的信息化建設有著(zhu)深遠影(ying)響(xiang)。

權威(wei)解讀(du)《森(sen)林(lin)(lin)防(fang)火(huo)視(shi)頻(pin)(pin)監(jian)控(kong)系(xi)統(tong)(tong)技術規范》制(zhi)定背景 設(she)備(bei)參(can)差不齊行業(ye)規范待(dai)提升(sheng)目前市場上的(de)(de)森(sen)林(lin)(lin)防(fang)火(huo)視(shi)頻(pin)(pin)監(jian)控(kong)系(xi)統(tong)(tong)軟件(jian)功能多樣，硬件(jian)設(she)備(bei)參(can)差不齊，無統(tong)(tong)一設(she)計、生產及應用(yong)(yong)標(biao)準(zhun)，影響(xiang)了(le)全(quan)國森(sen)林(lin)(lin)防(fang)火(huo)視(shi)頻(pin)(pin)監(jian)控(kong)系(xi)統(tong)(tong)建設(she)的(de)(de)統(tong)(tong)一性(xing)和業(ye)務適(shi)用(yong)(yong)性(xing)，給未來全(quan)國森(sen)林(lin)(lin)防(fang)火(huo)視(shi)頻(pin)(pin)監(jian)控(kong)系(xi)統(tong)(tong)互聯互通帶來障礙，同時隨著高清視(shi)頻(pin)(pin)傳輸、圖像(xiang)識(shi)別處理等新技術的(de)(de)引入，可使森(sen)林(lin)(lin)防(fang)火(huo)視(shi)頻(pin)(pin)監(jian)控(kong)系(xi)統(tong)(tong)性(xing)能得到有效提升(sheng)。行業(ye)標(biao)準(zhun)的(de)(de)制(zhi)定將(jiang)會(hui)加快科技成果的(de)(de)擴散(san)，規范市場競爭秩序。

森林防火(huo)視頻監(jian)控系統(tong)已(yi)是我國森林防火(huo)預(yu)防監(jian)測的重要手段之(zhi)一，它的發展歷(li)經三個階段逐步走向成熟。

第一階(jie)段：使(shi)用傳統城市安防視(shi)頻(pin)監控(kong)(kong)產品，指(zhi)揮中(zhong)心采取(qu)人(ren)工視(shi)頻(pin)查看方(fang)式。這種方(fang)式監控(kong)(kong)范圍(wei)小、圖像(xiang)模糊，系統不能(neng)進行識別(bie)和定(ding)位，完全依賴(lai)人(ren)工查看，僅僅解決了“看”的問題。

第二(er)階段：在(zai)第一階段基礎上，視頻監(jian)控系統(tong)對云臺的(de)(de)性(xing)能進行(xing)了(le)提升，配備了(le)簡單的(de)(de)煙火識(shi)別算法(fa)的(de)(de)功能，能夠對火點(dian)(dian)進行(xing)初步定位(wei)。但(dan)系統(tong)仍(reng)存在(zai)著識(shi)別能力差(cha)(cha)、巡航時(shi)間長(chang)、火點(dian)(dian)定位(wei)誤差(cha)(cha)大等問(wen)題(ti)，設(she)備難以滿足(zu)林區(qu)惡劣環(huan)境的(de)(de)防火要求，雖然能“用”但(dan)并(bing)不(bu)“好用”。

第三階段：隨(sui)著技(ji)術的發展(zhan)，視頻監(jian)控(kong)系統(tong)也同步(bu)進(jin)入了智能時(shi)(shi)代。新(xin)一代前端(duan)設備(bei)采(cai)用高精(jing)度球型轉(zhuan)臺及完備(bei)的智能煙火識別算法，縮短了設備(bei)巡航時(shi)(shi)間，提高了定(ding)位精(jing)度和識別能力，系統(tong)能夠實現火情的“早期發現、準(zhun)確報警(jing)、精(jing)準(zhun)定(ding)位”。

森林防火視頻監控(kong)系統進入(ru)了“易用(yong)”和“好用(yong)”的階段。

目前，森林防(fang)火(huo)(huo)視(shi)(shi)頻監(jian)控(kong)產品品質不(bu)一(yi)，處于三個(ge)階段(duan)的水準(zhun)兼而有之。緣于此(ci)，《森林防(fang)火(huo)(huo)視(shi)(shi)頻監(jian)控(kong)系統技(ji)術(shu)(shu)規(gui)范(fan)(fan)》實施(shi)，就此(ci)規(gui)范(fan)(fan)了(le)(le)行業技(ji)術(shu)(shu)標(biao)準(zhun)，滿足了(le)(le)森林防(fang)火(huo)(huo)“打早、打小、打了(le)(le)”的方向(xiang)，對提升森林防(fang)火(huo)(huo)信息化(hua)水平具有重(zhong)要意(yi)義；同時(shi)彌補了(le)(le)視(shi)(shi)頻監(jian)控(kong)系統在(zai)森林防(fang)火(huo)(huo)應用中(zhong)無技(ji)術(shu)(shu)標(biao)準(zhun)的缺失，促(cu)進了(le)(le)森林防(fang)火(huo)(huo)視(shi)(shi)頻監(jian)控(kong)系統建設(she)工作的規(gui)范(fan)(fan)化(hua)和標(biao)準(zhun)化(hua)。

指標解讀 五項指標直指防(fang)火要害

■巡(xun)航周期—全監控區(qu)域(yu)巡(xun)航周期不大于30分鐘(zhong)

為盡早發(fa)(fa)現森(sen)林火情，給火災撲救爭(zheng)取(qu)時(shi)(shi)(shi)間，研究認為：能夠及時(shi)(shi)(shi)發(fa)(fa)現火情的(de)最(zui)長時(shi)(shi)(shi)間不能超(chao)過(guo)30分鐘(zhong)。如(ru)果用(yong)于發(fa)(fa)現火情的(de)時(shi)(shi)(shi)間過(guo)長，錯(cuo)過(guo)最(zui)佳撲救時(shi)(shi)(shi)機，會給森(sen)林資源造成更大(da)的(de)損失。從技術(shu)實現角(jiao)度看，在森(sen)林防火應用(yong)中，以覆蓋(gai)半徑15公(gong)里為例(li)，行業(ye)內部(bu)個別(bie)廠(chang)商的(de)設(she)備(bei)20分鐘(zhong)內即(ji)可(ke)完成有效識別(bie)。為此，“標準”巡航周期定義為30分鐘(zhong)較為適宜(yi)。

■火情識別率—漏(lou)報率不(bu)大于1‰;萬(wan)公頃(qing)日誤報次數不(bu)大于3

森林防(fang)火視頻監控系統主要功(gong)能是對煙(yan)(yan)、火準(zhun)確而(er)有效識(shi)別(bie)(bie)后進行報警。識(shi)別(bie)(bie)能力(li)指(zhi)標應滿足：在對比度大(da)于等于10%時，可見光最小識(shi)別(bie)(bie)煙(yan)(yan)、火能力(li)的(de)指(zhi)標不大(da)于10×10像素，紅外熱(re)成像最小識(shi)別(bie)(bie)煙(yan)(yan)、火能力(li)的(de)指(zhi)標不大(da)于2×2像素。

       目前智(zhi)能識(shi)別(bie)技術的發展還未能做到“完(wan)美”，在(zai)(zai)火情識(shi)別(bie)時會(hui)存在(zai)(zai)漏(lou)報(bao)(bao)和(he)誤報(bao)(bao)現象，為兼顧現有技術水平(ping)，且能夠滿(man)足森(sen)林(lin)防火業(ye)務需要，“標準”要求系統(tong)的漏(lou)報(bao)(bao)率(lv)不得高(gao)于1‰。系統(tong)誤報(bao)(bao)需滿(man)足值班人員(yuan)可接受(shou)程度(du)，為每萬公頃日(ri)誤報(bao)(bao)次數不大(da)于3。

■定位精度——定位誤(wu)差不大于100米

在森林火(huo)災撲(pu)救過程中，尤其是火(huo)情發生在森林面積較大(da)的區(qu)域，判斷(duan)火(huo)點的準(zhun)確位(wei)置，將會(hui)直接影響(xiang)到指揮與撲(pu)救人員能否選擇正確的撲(pu)火(huo)路徑、合理調配周圍撲(pu)火(huo)資源(yuan)以及掌控最佳的撲(pu)火(huo)時間。原則上，對火(huo)點定位(wei)精(jing)度(du)的要求是誤差越小(xiao)越好，但因(yin)定位(wei)精(jing)度(du)受設備生產(chan)加工、工程安裝、GIS誤差等主(zhu)要因(yin)素的限制，為此“標(biao)準(zhun)”明確了定位(wei)精(jing)度(du)優(you)于100米的指標(biao)，這樣既考慮到了實際應用效果，又照顧(gu)到了設備生產(chan)、實施難度(du)及系統建設成(cheng)本。

■可見(jian)光和(he)紅外——系統應具有(you)可見(jian)光煙火自動識別能力(li)；系統應具有(you)紅外煙火自動識別能力(li)

目(mu)前，森(sen)林防(fang)火(huo)(huo)視(shi)頻監控(kong)系統多采(cai)用可(ke)見光(guang)與(yu)非(fei)制(zhi)冷紅外(wai)雙鏡頭設備監控(kong)方(fang)式。這種融合較(jiao)(jiao)(jiao)為(wei)科(ke)學，主(zhu)要(yao)是由于兩種方(fang)式各(ge)有各(ge)自的(de)(de)(de)特點(dian)(dian)。可(ke)見光(guang)系統具(ju)有圖像清晰(xi)、分辨(bian)率較(jiao)(jiao)(jiao)高、成本低的(de)(de)(de)特點(dian)(dian)，與(yu)人(ren)眼視(shi)覺基本一致。白天監測(ce)距離(li)遠，對(dui)煙(yan)霧較(jiao)(jiao)(jiao)敏感(gan)，通過對(dui)煙(yan)的(de)(de)(de)識別(bie)，可(ke)早期發現火(huo)(huo)情。但(dan)是在濃霧、夜(ye)晚，很難(nan)(nan)完成遠距離(li)對(dui)煙(yan)的(de)(de)(de)識別(bie)。在高照度天氣條(tiao)件(jian)下，很難(nan)(nan)完成強光(guang)及(ji)火(huo)(huo)光(guang)的(de)(de)(de)判別(bie)。非(fei)制(zhi)冷紅外(wai)熱像儀(yi)對(dui)通視(shi)熱源敏感(gan)，透霧能力優于可(ke)見光(guang)，夜(ye)間判斷(duan)火(huo)(huo)能力較(jiao)(jiao)(jiao)好。但(dan)是對(dui)煙(yan)的(de)(de)(de)識別(bie)不敏感(gan)，監測(ce)距離(li)較(jiao)(jiao)(jiao)近，不論白天還是夜(ye)晚，都很難(nan)(nan)完成非(fei)通視(shi)條(tiao)件(jian)下的(de)(de)(de)火(huo)(huo)點(dian)(dian)監測(ce)。

為確(que)保(bao)森(sen)林防火視頻監控系統(tong)能(neng)全天(tian)候地完成森(sen)林防火監測與(yu)預警，系統(tong)宜(yi)配備(bei)可(ke)見(jian)光(guang)與(yu)紅外熱(re)像(xiang)儀的(de)兩種設備(bei)融合(he)使(shi)用，這樣可(ke)以實現(xian)對(dui)煙(yan)、火全天(tian)候地交叉確(que)認識(shi)別。目前，有些設備(bei)廠商(shang)已做到了這一點，而且具備(bei)了識(shi)別算法前置、多光(guang)譜融合(he)識(shi)別等能(neng)力。

■前端監控設備(bei)防護安(an)全——整體防護等級(ji)不小于IP66;鏡頭、攝像機保護倉防護等級(ji)不小于IP67

林區自然環(huan)境惡劣復雜，經(jing)常遭受(shou)著雨(yu)、雪、風沙等(deng)侵襲，要求前端(duan)監控設(she)備(bei)整體防護(hu)等(deng)級必須達到(dao)IP66，方能完全防止灰(hui)塵、雨(yu)水等(deng)侵入設(she)備(bei)，才不會影(ying)響(xiang)設(she)備(bei)的(de)正(zheng)常運(yun)行。鏡(jing)頭和相(xiang)機是系統重(zhong)要的(de)視頻(pin)采集設(she)備(bei)構(gou)件(jian)，“標準”要求保護(hu)倉防護(hu)等(deng)級達到(dao)IP67，才能去除因溫差變化(hua)造成的(de)可(ke)見光(guang)視窗(chuang)結露(lu)問(wen)題(ti)，同(tong)時可(ke)有效(xiao)保護(hu)鏡(jing)頭和相(xiang)機的(de)工作環(huan)境，延長(chang)其使用壽命。

以上火情(qing)識別(bie)率、設(she)備精(jing)度、巡(xun)航周期以及光學(xue)成像的幾項指標最為關鍵(jian)、相互制約。在系(xi)(xi)統工作時，如果沒(mei)有(you)很(hen)好(hao)的設(she)備精(jing)度和良(liang)好(hao)的光學(xue)成像系(xi)(xi)統相結合(he)(he)使用為基礎，再(zai)(zai)好(hao)的識別(bie)算法也(ye)很(hen)難體(ti)現(xian)出識別(bie)能(neng)力，無法支(zhi)撐系(xi)(xi)統早(zao)期、準(zhun)確發現(xian)火情(qing)。如不具備多(duo)維度融合(he)(he)識別(bie)能(neng)力的算法，再(zai)(zai)好(hao)的硬件設(she)備也(ye)無法確保巡(xun)航周期達(da)到要求，無法精(jing)準(zhun)定位火點。因此，生產企業(ye)和防火部門在系(xi)(xi)統設(she)計和使用時要綜合(he)(he)考(kao)慮(lv)這些關鍵(jian)因素。

建設保(bao)(bao)障 確保(bao)(bao)投(tou)資效益和安(an)全運營

由于我國森(sen)林(lin)面積廣闊且(qie)大(da)部(bu)分處于無(wu)(wu)人區(qu)，多數沒有通(tong)信與(yu)供(gong)電系統(tong)。在森(sen)林(lin)防火視(shi)頻監(jian)控系統(tong)建設(she)(she)過程(cheng)中，傳輸、供(gong)電系統(tong)及工程(cheng)基礎建設(she)(she)的(de)投(tou)資(zi)占(zhan)比(bi)非常(chang)高(gao)，在充(chong)分保證監(jian)測(ce)覆蓋范(fan)圍的(de)前提(ti)下，優先使用大(da)半(ban)徑的(de)視(shi)頻監(jian)控設(she)(she)備，將(jiang)會減少建設(she)(she)投(tou)資(zi)成本及后期運(yun)(yun)營維護成本。同時使其能兼顧(gu)無(wu)(wu)線通(tong)信設(she)(she)備、無(wu)(wu)人機中繼設(she)(she)備、小氣象設(she)(she)備等設(she)(she)備的(de)應用，提(ti)升監(jian)測(ce)站的(de)運(yun)(yun)營安(an)全性、智(zhi)能化水平，以提(ti)高(gao)系統(tong)的(de)整體使用效益。

發展趨勢 提升(sheng)技術能力展現更好前景

由于《森林防(fang)火視頻監控系統技(ji)術規范》首(shou)次頒布實施，為(wei)照顧(gu)更多的(de)(de)生產企業能夠(gou)實現達標(biao)，“標(biao)準(zhun)”兼顧(gu)了當前的(de)(de)現實水(shui)平(ping)。但可以預見，隨(sui)著行業發展水(shui)平(ping)的(de)(de)提(ti)升，伴隨(sui)著森林防(fang)火現代化推(tui)進步伐的(de)(de)不斷加快，標(biao)準(zhun)也會隨(sui)形勢(shi)不斷提(ti)高。因此，這里特別(bie)介(jie)紹(shao)一些目前在國內行業發展較(jiao)為(wei)先進的(de)(de)產品(pin)和技(ji)術，與大(da)家分享。

球(qiu)形轉(zhuan)臺(tai)(tai)：森林防(fang)(fang)(fang)火視頻監控系(xi)(xi)統前端設(she)備(bei)的(de)(de)工作(zuo)環(huan)境與邊防(fang)(fang)(fang)海(hai)防(fang)(fang)(fang)工作(zuo)環(huan)境相類似。邊防(fang)(fang)(fang)海(hai)防(fang)(fang)(fang)系(xi)(xi)統的(de)(de)監控技(ji)術要求，在領域超(chao)過(guo)3公里以上監控半徑的(de)(de)應(ying)用(yong)時，要滿(man)足識別車輛(liang)與人(ren)等(deng)目(mu)標的(de)(de)定位精(jing)度(du)(du)及(ji)抗風(feng)能(neng)力(li)(li)(li)要求，規定宜采用(yong)球(qiu)型(xing)轉(zhuan)臺(tai)(tai)設(she)備(bei)。因為，球(qiu)形結(jie)構任意(yi)方向的(de)(de)風(feng)載系(xi)(xi)數基本均等(deng)，受各方向風(feng)力(li)(li)(li)影響最小，在相同風(feng)力(li)(li)(li)環(huan)境下比常(chang)見的(de)(de)云(yun)臺(tai)(tai)式結(jie)構抗風(feng)能(neng)力(li)(li)(li)更強。同時，球(qiu)型(xing)轉(zhuan)臺(tai)(tai)采用(yong)高精(jing)度(du)(du)伺服(fu)控制系(xi)(xi)統，相較于云(yun)臺(tai)(tai)其轉(zhuan)速更快，定位精(jing)度(du)(du)更高。因此(ci)，建議森林防(fang)(fang)(fang)火視頻監控前端設(she)備(bei)可參考軍工產品設(she)計理念，提升技(ji)術整體(ti)應(ying)用(yong)能(neng)力(li)(li)(li)。

算(suan)法(fa)(fa)前(qian)置(zhi)：智能圖像(xiang)識別(bie)(bie)(bie)算(suan)法(fa)(fa)結合高精(jing)(jing)度(du)球型轉臺是保障火(huo)情準(zhun)(zhun)確(que)識別(bie)(bie)(bie)、精(jing)(jing)準(zhun)(zhun)定位的(de)關鍵(jian)。前(qian)端(duan)設(she)備(bei)采用(yong)嵌入(ru)式(shi)識別(bie)(bie)(bie)算(suan)法(fa)(fa)，系統(tong)在(zai)(zai)識別(bie)(bie)(bie)算(suan)法(fa)(fa)運行(xing)的(de)過(guo)程(cheng)中，因為(wei)圖像(xiang)無需經過(guo)壓(ya)縮和傳輸，質(zhi)量無損，可極大提升識別(bie)(bie)(bie)能力。在(zai)(zai)帶(dai)寬有(you)限或網絡傳輸中斷(duan)的(de)情況下，仍能在(zai)(zai)本地正常運行(xing)并監測(ce)火(huo)情，同時(shi)將火(huo)情報警信息存儲于前(qian)端(duan)。另外(wai)，設(she)備(bei)采用(yong)嵌入(ru)式(shi)硬件設(she)計，簡化了(le)(le)火(huo)情識別(bie)(bie)(bie)的(de)硬件系統(tong)，使結構更加緊密、穩(wen)定性(xing)更高。由(you)于前(qian)端(duan)嵌入(ru)式(shi)算(suan)法(fa)(fa)設(she)計對生產(chan)廠商的(de)研發技術能力要求(qiu)非常高，目前(qian)行(xing)業內只有(you)極少數廠商完成了(le)(le)此(ci)項技能的(de)突(tu)破。縱觀(guan)技術發展(zhan)，算(suan)法(fa)(fa)前(qian)置(zhi)是解決煙火(huo)識別(bie)(bie)(bie)準(zhun)(zhun)確(que)度(du)的(de)關鍵(jian)，也是森林防(fang)火(huo)視(shi)頻監控智能化演進的(de)必(bi)經之(zhi)路。

標準化設(she)計：目(mu)前(qian)，全國的(de)(de)森林防(fang)火(huo)視(shi)頻監(jian)控建設(she)多(duo)以(yi)基(ji)(ji)層為中(zhong)心，并未實(shi)(shi)現由縣到市(shi)、市(shi)到省等多(duo)級系(xi)統聯網。前(qian)端硬(ying)件的(de)(de)標準化、開(kai)放性和兼容性設(she)計是實(shi)(shi)現視(shi)頻監(jian)控系(xi)統聯網的(de)(de)前(qian)提，也是實(shi)(shi)現森林防(fang)火(huo)統一指揮(hui)、統一調(diao)度的(de)(de)基(ji)(ji)礎保障。

標(biao)準化是推進國(guo)家治理現代(dai)化的(de)重(zhong)要手段，《森林防火視(shi)頻監(jian)控(kong)系(xi)統技術規(gui)范》等標(biao)準的(de)實施，為(wei)我國(guo)森林防火工作走向現代(dai)化注入了“新風”，我們(men)祝愿(yuan)有更(geng)多林業領域的(de)標(biao)準出臺，以加快實現林業建(jian)設(she)發(fa)展(zhan)的(de)現代(dai)化。

文章編輯：CobiNet(寧波)  
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