一、 項目概述
1.1 項目背景
自地球出現(xiàn)森林以來，森林火災(zāi)就伴隨發(fā)生。全世界每年平均發(fā)生森林火災(zāi)20多萬次，燒毀森林面積約占全世界森林總面積的1‰以上。中國每年平均發(fā)生森林火災(zāi)約1萬多次，燒毀森林幾十萬至上百萬公頃，約占全國森林面積的5~8‰。1987年5月黑龍江大興安嶺還發(fā)生特大森林火災(zāi)，過火面積101萬公頃，其中有林面積占70%。
森林火災(zāi)突發(fā)性強(qiáng)，破壞性大，對生態(tài)環(huán)境與人類生命財產(chǎn)安全造成極大威脅。森林火災(zāi)一直是全球性議題，如何做好森林火災(zāi)的防治與撲救也一直是世界性難題。高強(qiáng)度的大火，能破壞土壤的化學(xué)、物理性質(zhì)，降低土壤的保水性和滲透性，使某些林地和低洼地的地下水位上升，引起沼澤化;另外，由于土壤表面炭化增溫，還會加速火燒跡地干燥，導(dǎo)致陽性雜草叢生，不利森林更新或造成耐極端生態(tài)條件的低價值森林更替。
我國幅員遼闊，森林資源和植物類型極為豐富。增強(qiáng)應(yīng)對森林火災(zāi)的綜合治理能力，是保護(hù)我國森林資源、避免悲劇重演的應(yīng)有之義。對于森林防火工作，我國始終實行 “預(yù)防為主、積極消滅” 的方針。
森林防火氣象等級：
隨著森林可燃物監(jiān)測技術(shù)和大氣科學(xué)的進(jìn)展，2019年4月1日實施了國家標(biāo)準(zhǔn)《森林火險氣象等級》（GB/T 36743-2018），規(guī)定了森林火險氣象等級的定義及其計算方法，適用于對森林火險氣象條件的監(jiān)測、預(yù)報和服務(wù)。
一級:森林火險氣象等級低; .
二級:森林火險氣象等級較低;
三級:森林火險氣象等級較高。須加強(qiáng)防范;
四級:森林火險氣象等級高，林區(qū)須加強(qiáng)火源管理:
五級:森林火險氣象等級極高,嚴(yán)禁切林內(nèi)用火。
所謂火險等級，并非指火災(zāi)發(fā)生的實際等級，而是指火災(zāi)發(fā)生的危險性或可能性大小?；痣U等級評估不僅僅是為管理部門提供森林草原的火災(zāi)危險度現(xiàn)狀評估和預(yù)測信息，還直接參與防火工作的計劃制定、資源調(diào)配以及人力安排，如：封山灑水、可燃物清除、隔離帶設(shè)置等工作，從而降低森林火災(zāi)的發(fā)生機(jī)率，而且可以在火災(zāi)發(fā)生時，為相關(guān)應(yīng)急部門提供有效的決策支持服務(wù)，做到防患于未然，減少火災(zāi)發(fā)生次數(shù)和損失。
1.2 設(shè)備原則
總結(jié)前人開發(fā)的經(jīng)驗，結(jié)合最新自控和軟硬件技術(shù)，以森林防火為目標(biāo)，建設(shè)以信息化為基礎(chǔ)，無縫隙、精準(zhǔn)化、智慧型的森林防火監(jiān)測預(yù)報預(yù)警體系。具體目標(biāo)如下：
■ 系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化
系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)堅持標(biāo)準(zhǔn)化，遵循國家和行業(yè)相關(guān)業(yè)務(wù)、管理和技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。
■ 技術(shù)的先進(jìn)性
系統(tǒng)應(yīng)采用成熟、先進(jìn)的技術(shù)，建設(shè)符合信息技術(shù)最新發(fā)展潮流的基礎(chǔ)架構(gòu)，確保系統(tǒng)技術(shù)的先進(jìn)性和前瞻性，保證投資的有效性和延續(xù)性。
■ 軟件的適用性
系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)切實滿足用戶的實際業(yè)務(wù)需求，具有較高的適用性。
■ 軟件的實用性
系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)充分考慮使用人員的能力和素質(zhì)、專業(yè)結(jié)構(gòu)、部門業(yè)務(wù)需求情況，做到易學(xué)易用、操作簡單、尊重使用人員工作習(xí)慣；并具有一定的數(shù)據(jù)自動校驗功能。
■ 系統(tǒng)的穩(wěn)定性
一是要求應(yīng)用系統(tǒng)首先是成熟可靠的；二是要求具有備份功能和措施；三是要求具有高的容錯及故障恢復(fù)能力，在出現(xiàn)意外時能夠隔離故障區(qū)，保護(hù)重要數(shù)據(jù)，通知管理人員 做人工干預(yù)，避免災(zāi)難性后果發(fā)生。
■ 系統(tǒng)可維護(hù)性
系統(tǒng)應(yīng)能通過集中控制臺方便地配置、監(jiān)視、控制、診斷整個系統(tǒng)，并且能夠監(jiān)視和控制用戶情況、提高效率、消除隱患。運行環(huán)境根據(jù)需要發(fā)生變化時，包括新的硬件和軟件（含系統(tǒng)軟件和數(shù)據(jù)庫）投入使用后，應(yīng)保證該系統(tǒng)的正常運行。
1.3 設(shè)計依據(jù)
·《森林火險氣象等級》（GB/T 36743-2018）
·2020-141 宜賓市森林防滅火指揮部關(guān)于印發(fā)《宜賓市森林火災(zāi)應(yīng)急預(yù)案(修訂)》的通知(宜市森防[2020]4號)
·2020_ 85關(guān)于加強(qiáng)森林防滅火工作的通知(川能投股[2020]85號)
·200 22關(guān)于加強(qiáng)森林火災(zāi)防范工作的緊急通知(川能投股[2020]122號)
1.4 森林防火氣象站拓?fù)鋱D
二、 方案概述
2.1 方案簡介
森林防火氣象站由立桿+電控箱+主機(jī)+人體探測器+語音報警模塊+供電系統(tǒng)等部分組成，它可自動采集森林環(huán)境內(nèi)各種氣象因素的實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對森林環(huán)境的實時監(jiān)測與報警，為森林氣象監(jiān)控和管理提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。
山東仁科森林防火氣象站可以實時監(jiān)測森林中的各種氣象環(huán)境要素，并將采集到的數(shù)據(jù)通過4G傳輸?shù)姆绞缴蟼髦疗脚_，可依據(jù)各觀測因子的數(shù)據(jù)，進(jìn)行火險等級的評定，同時發(fā)送現(xiàn)場的全景視頻圖像，做到遠(yuǎn)程瞭望，及時監(jiān)測初期火點，為防火決策提供科學(xué)依據(jù)。
外帶語音播報功能，當(dāng)人或車輛進(jìn)入感應(yīng)區(qū)域，可以進(jìn)行“請不要攜帶火種進(jìn)山，禁止一切野外用火”一類的一對一語音宣傳，是森林防火的“好幫手”。
2.2 數(shù)據(jù)上傳方式
通過氣象站外接的LED顯示屏在現(xiàn)場直觀查看各項氣象要素變化數(shù)據(jù)，巡林員可以更加實時的掌握林區(qū)氣象環(huán)境變化，方便快速制定合理防災(zāi)對策。
2.3 設(shè)備參數(shù)
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參數(shù)名稱 |
范圍或接口 |
說明 |
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供電 |
外部電源供電 |
220V AC交流電 |
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雙供電 |
支持220V市電與太陽能板雙供電（優(yōu)先市電供電，當(dāng)市電斷電后太陽能板和蓄電池提供供電，設(shè)備正常工作不會間斷） |
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太陽能供電 |
配套我司太陽能電池板和蓄電池（蓄電池續(xù)航時間7天左右） |
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上傳方式 |
4G |
通過4G方式上傳數(shù)據(jù) |
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RJ45網(wǎng)口 |
通過網(wǎng)口方式上傳數(shù)據(jù)和GPRS或4G上傳方式無法共存 |
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ModBus-RTU 從站接口 |
支持外部設(shè)備通過ModBus-RTU協(xié)議問詢氣象站中的數(shù)據(jù)。 |
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數(shù)據(jù)采集通信接口 |
主RS485接口 |
能夠采集485接口的變送器的數(shù)據(jù)，最長通信距離≥1500米 |
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2路繼電器輸出（選配） |
繼電器干接點輸出 |
繼電器容量：250VAC/30VDC 5A可用作遠(yuǎn)程控制 |
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1路翻斗式雨量計脈沖信號輸入 |
采集磁開關(guān)脈沖信號進(jìn)行雨量計量 |
默認(rèn)脈沖當(dāng)量：0.2mm
可上傳瞬時雨量、日雨量、當(dāng)前雨量及累計雨量值。
（默認(rèn)采用第二路開關(guān)量作為雨量計輸入） |
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數(shù)據(jù)上傳間隔 |
30s~10000s |
數(shù)據(jù)上傳間隔30s~10000s可設(shè)（默認(rèn)30s） |
三、設(shè)備優(yōu)勢
3.1外觀色彩
森林防火氣象站的桿體整體采用環(huán)保材料，并為了切合森林火險的主題設(shè)計成了橙色，明亮且醒目，在郁郁蔥蔥的森林中，讓人一眼就能看到。
3.2 監(jiān)測要素
3.2.1 可檢測要素
森林防火氣象站可以監(jiān)測風(fēng)速、風(fēng)向、雨量、溫度、濕度等必要因素，并實時將現(xiàn)場氣象和圖像參數(shù)傳輸?shù)狡脚_，可依據(jù)各項觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行火險等級的評定，為防火決策提供科學(xué)依據(jù)。
3.2.2歷史數(shù)據(jù)
用戶可以根據(jù)實際使用情況，為設(shè)備新增大氣壓力、太陽輻射、土壤溫度、土壤濕度等的氣象監(jiān)測功能，為森林防火做好全方位氣象保障。
3.2.3可搭配監(jiān)測方式
搭配煙霧傳感器、溫度傳感器、氣體傳感器等，用來感知周圍是否有因為燃燒而造成的煙霧增多、溫度升高、氣體變化等，來判定火災(zāi)發(fā)生與否，比較適合范圍小、發(fā)生火災(zāi)時容易撲救的林區(qū)。
3.3視頻監(jiān)控（選配）
在大面積的森林中，可選擇搭配360°無死角監(jiān)控攝像頭，監(jiān)控周圍環(huán)境，做到遠(yuǎn)程瞭望，及時發(fā)現(xiàn)微小火苗，以便管理人員快速阻斷火源，防止蔓延。如果選配視頻字符疊加器，還可以將監(jiān)測到的氣象數(shù)據(jù)同步到監(jiān)控畫面中，更加一目了然。
另外，當(dāng)管理人員面對有人闖入森林危險區(qū)域等突發(fā)情況時，還可以借助攝像頭的語音喊話功能，進(jìn)行提醒和警示。
3.4一對一語音提醒
森林火災(zāi)的起因主要有兩大類—自然火和人為火，除了包括雷電火、自燃等的自然火之外，還有可能是農(nóng)、林、牧業(yè)的生產(chǎn)用火，野外炊煙，燒紙取暖，燃放爆竹禮花等行為引起的人為火。對于自然火我們可以利用各種傳感器進(jìn)行監(jiān)測并以此計算火險等級，從而預(yù)防它的發(fā)生，那對于人為火我們也有合理的預(yù)防措施。
3.5安裝方式
山東仁科森林防火氣象站有固定式、三腳架式等安裝方式，既適合安裝平坦地面（如瞭望塔等），也適合安裝在森林山坡。
建議大家在選址的時候盡量選擇高一些的位置進(jìn)行安裝，如瞭望塔，或者給氣象站搭配上更長的立桿。這樣一方面保證了風(fēng)速風(fēng)向等要素在監(jiān)測時沒有障礙物阻擋更加準(zhǔn)確，另一方面又避免了信號問題。
3.6供電方式
設(shè)備支持 220V 市電供電/太陽能+蓄電池供電/雙供電(優(yōu)先市電供電，當(dāng)市電斷電后太陽能板和蓄電池供電，設(shè)備正常工作不會間斷)三種供電方式，用戶可以根據(jù)不同的場景選擇適合的供電方式。
3.7設(shè)備走線
設(shè)備整體采用立桿內(nèi)部走線方式，有效防止受外界環(huán)境影響（如長期裸露在外的線纜被雨水侵蝕等）。
四、綜合環(huán)境監(jiān)控云平臺
4.1 概述
環(huán)境監(jiān)控云平臺是我司旨在為用戶提供便捷的服務(wù)而專門]開發(fā)的網(wǎng)頁登錄平臺。云平臺部署于公網(wǎng)服務(wù)器，可方便的接入我司所有網(wǎng)絡(luò)型設(shè)備?？蛻魺o需再自行架設(shè)服務(wù)器，省去了服務(wù)器的維護(hù)費用，無需具備公網(wǎng)IP或者域名解析服務(wù)。設(shè)備到現(xiàn)場后用戶無需再進(jìn)行復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，便可連接到云平臺，極大的節(jié)省了現(xiàn)場施工的時間。
公司云平臺免費，界面完全中性，支持多級權(quán)限訪問、支持客戶增添子賬號?？蛻艨蓱{賬號隨時隨地登錄，方便的查看自己的設(shè)備狀態(tài)、查詢數(shù)據(jù)記錄、下載打印數(shù)據(jù)等，還可以根據(jù)需要選擇短信報警、郵件報警等服務(wù)，平臺穩(wěn)定可靠，已接入設(shè)備數(shù)量超過萬臺。
4.2 功能介紹
4.2.1 數(shù)據(jù)實時監(jiān)控
平臺支持實時查看所氣體檢測數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可以通過圖形化界面、列表等方式反映，圖形化界面的優(yōu)勢在于讓用戶直觀看到數(shù)據(jù)和傳感器相對位置，列表則更利于用戶對數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。
【首頁數(shù)據(jù)展示】
【列表展示】
4.2.2 實時地圖顯示
系統(tǒng)以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和GIS技術(shù)為支撐，使用戶更加直觀的觀測所有測點分布位置及狀態(tài)。
4.2.3 超限告警
當(dāng)任一要素超過預(yù)置報警值、設(shè)備處于離線狀態(tài)時，系統(tǒng)能提供平臺界面告警、短信告警、電話告警、郵件告警等報警方式，并進(jìn)行事件記錄，供調(diào)用和分析。
支持所有監(jiān)測因子報警上限、下限，預(yù)警上限、下限設(shè)置，支持因子數(shù)據(jù)異常字體變色，因子告警數(shù)據(jù)顏色用戶可自定義。
針對短信、振鈴、微信、郵件告警方式有專門的告警聯(lián)系人管理列表，便于當(dāng)報警聯(lián)系人變動時快速查詢、添加、刪除。
4.2.4 視頻監(jiān)控
全面性的監(jiān)管，實現(xiàn)水雨情監(jiān)測站周邊環(huán)境畫面聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)，支持在現(xiàn)場安裝攝像頭及傳感器，傳感器監(jiān)測到的數(shù)據(jù)通過視頻字符疊加器可疊加在監(jiān)控畫面上，其界面顯示全部信息，避免反復(fù)切換，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
4.2.5 歷史數(shù)據(jù)查詢、導(dǎo)出
可通過系統(tǒng)查詢每個監(jiān)測點的設(shè)備信息，對設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。并生成數(shù)據(jù)曲線圖，具有單個或多個因子數(shù)據(jù)存儲/查詢/導(dǎo)出數(shù)據(jù)功能，支持PDF、excel等多種數(shù)據(jù)格式導(dǎo)出，導(dǎo)出內(nèi)容標(biāo)題、使用單位名稱用戶可自定義，同時可導(dǎo)出數(shù)據(jù)查詢的時間段、查詢數(shù)據(jù)賬號、保存數(shù)據(jù)間隔、離線判斷間隔等重要信息。
【歷史數(shù)據(jù)列表查看】
【歷史數(shù)據(jù)曲線查看】
4.2.6 繼電器控制
支持電腦端、APP端遠(yuǎn)程手動控制現(xiàn)場設(shè)備繼電器，且繼電器名稱可自定義編輯，相應(yīng)繼電器控制功能是否啟用客戶可自行編輯。
4.2.7 系統(tǒng)管理
平臺具有完善的權(quán)限分級和管轄分區(qū)等等功能，無限級權(quán)限設(shè)定，根據(jù)要求自由組合權(quán)限。用戶操作具有完善的日志記錄，方便查看操作記錄。
4.2.8 賬號分級
支持賬號分級管理，針對項目實際需求增設(shè)子賬號，并分配不同管理權(quán)限，做到項目管理分工明確，用戶可定義不同的用戶角色，并賦予角色的不同權(quán)限管理，所有的用戶操作都進(jìn)行自動記錄，沒有權(quán)限的用戶將不能進(jìn)行操作。
【賬號管理】
4.2.9 設(shè)備管理
可對設(shè)備進(jìn)行節(jié)點、報警、儲存進(jìn)行設(shè)置。
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名稱 |
解釋 |
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設(shè)備名稱 |
填寫設(shè)備名稱，默認(rèn)名稱為設(shè)備地址 |
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設(shè)備地址 |
顯示設(shè)備地址，不可更改 |
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設(shè)備經(jīng)緯度 |
寫入設(shè)備經(jīng)緯度，可在地圖中查看設(shè)備顯示位置。（注意：如果以設(shè)備自帶經(jīng)緯度信息為準(zhǔn)，此處可不填寫） |
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告警記錄 |
開啟告警記錄，當(dāng)設(shè)備報警時，數(shù)據(jù)庫中會記錄告警信息，關(guān)閉告警記錄，則無法查詢告警記錄。 |
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離線短信 |
開啟離線短信，當(dāng)設(shè)備離線時會發(fā)送告警短信至綁定手機(jī)號 |
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離線郵件 |
開啟離線郵件，當(dāng)設(shè)備離線時會發(fā)送告警郵件至綁定郵箱。 |
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離線判斷間隔 |
設(shè)置設(shè)備離線時間，當(dāng)設(shè)備在設(shè)置時間內(nèi)重新上線，平臺默認(rèn)此設(shè)備未離線。 |
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短信告警間隔 |
當(dāng)設(shè)備在平臺告警后，告警信息按照設(shè)置時間間隔發(fā)送告警短信，時間最低設(shè)置5分鐘。 |
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郵件告警間隔 |
當(dāng)設(shè)備在平臺告警后，告警信息按照設(shè)置時間間隔發(fā)送告警郵件。 |
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保存數(shù)據(jù)間隔 |
設(shè)置時間間隔保存設(shè)備數(shù)據(jù)。 |
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短信最多發(fā)送次數(shù) |
防止設(shè)備超限時間過長，一直發(fā)送告警短信，可設(shè)置最多發(fā)送短信次數(shù)。 |
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節(jié)點列表 |
設(shè)備節(jié)點設(shè)置，詳情見節(jié)點信息設(shè)置。 |
4.2.10流量卡預(yù)警功能
實時獲取現(xiàn)場4G型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的卡號，自動分析卡號剩余流量，自動分析，到期時間預(yù)警提醒，讓項目管理人員及時充值，防止流量卡到期運營商銷號造成項目停滯。
4.2.11大屏可視化
可投屏顯示，自動刷新，集中滾動顯示各監(jiān)測點的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，實時展現(xiàn)各種氣象環(huán)境要素的動態(tài)曲線，數(shù)據(jù)清晰、直觀，便于管理人員進(jìn)行系統(tǒng)查看。
4.2.12二次開發(fā)
山東仁科提供的云平臺完全免費，界面完全中性，并支持用戶二次開發(fā)。
4.2.13千人千面
針對小規(guī)模應(yīng)用的用戶，云平臺提供可配置的“千人千面”界面與私有域名解析的服務(wù)，客戶只需要投入幾十元購買一個域名，備案成功后就能擁有自己的私有登錄鏈接，且登錄界面平臺名稱可根據(jù)用戶要求更改。
4.3手機(jī)APP
為方便移動端用戶監(jiān)測數(shù)據(jù)，推出“云控通”手機(jī)APP，方便用戶24小時實時監(jiān)測?？梢酝ㄟ^賬號密碼登錄云平臺，一鍵控制上萬個設(shè)備。支持視頻查看，設(shè)備故障/異常報警，支持離線告警功能，支持實時數(shù)據(jù)查看，歷史數(shù)據(jù)曲線查看，還可連接藍(lán)牙打印機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)打印。
