森林公园防火信息化建设探讨<br/>——以合肥市大蜀山国家森林公园为例

森林公园防火信息化建设探讨
——以合肥市大蜀山国家森林公园为例

2018-01-01王南忠

安徽林业科技 2018年3期

王南忠

（大蜀山国家森林公园，合肥 230031）

大蜀山国家森林公园位于合肥市西部蜀山区内，面积1 003.01 hm2；大蜀山山峰孤突，海拔284 m，是合肥市城区内最高点；公园内森林繁茂，环境优美，是市民休闲、健身的好去处。该园已被划为森林火灾高风险区，也是合肥市公共安全十大隐患单位之一。森林公园现有的火灾防范管理，主要依靠人工监测巡查。针对当前游客井喷式的增量，现有的管理手段很难适应新的复杂局面，亟需新的技术与管理手段提升管理水平与管理效率。建设一套基于智能监控预警体系的综合信息应用服务平台，整合多源感知，实现操作简便，用信息化高科技的手段解决生态安全保护问题，符合合肥市作为首批国家级园林城市、国家级城市信息化试点城市和国家创新试点市的定位。

1 防火信息化现状及存在的问题

1.1 防火信息化现状

目前，大蜀山国家森林公园森林防火信息化建设比较滞后，尚未实现林火监测、灾情预警和指挥调度的信息化建设。对森林防火的观测、预警、处置主要依靠人工观测、人工上报等方式，不仅值班人员工作强度大、持续时间长，而且随着恶劣天气的增多，包括长期干旱少雨，降雨致塌方、树木倒伏，持续雾霾等，特别是防火期内雾霾天气持续居多，严重影响森林防火前端人员的瞭望观察，往往是等到发现烟雾或闻到烟味时，才知道火灾发生，失去了早发现、早扑灭的时机。提高大蜀山国家森林公园森林防火的信息化水平迫在眉睫。

1.2 存在问题

通过对大蜀山国家森林公园森林防火信息化现状调研，结合现有的信息化建设需求和本次建设的任务要求，目前存在的主要问题可概括如下：

1.2.1 火源管理难度较大

大蜀山国家森林公园景区与林区交织在一起，林区内人员活动、生产活动频繁，林区森林防火布局分散，火源管理难度较大。有些人在景区内乱扔烟头等都可直接导致森林火灾。

1.2.2 防火信息化建设滞后

覆盖山区的通讯设备设施不健全；制高点防火监控点建设空白；对护林员等相关防火人员管理缺乏信息化系统的支持，配备达不到标准；在空间地理信息方面缺乏统一的GIS平台集中管理；数据方面缺乏统一的数据管理平台。

2 森林防火信息化建设的必要性

2.1 生态资源保护的需要

大蜀山国家森林公园在几代人的努力下，资源得到很大发展，植物资源从以前的40余科240余种发展到如今的133余科393属756种；野生动物资源从以前的几十种发展到169余种；负氧离子含量高峰值可达36 000个/cm3，是合肥市城市绿肺、资源瑰宝，具有重要的社会、环境效益，为建设生态文明合肥发挥着重要作用。

森林火灾一旦发生，不仅造成巨大的人员财产物质损失，更重要的是对大蜀山整个生态体系不可逆的破坏。

2.2 防火形势的需要

2.2.1 可燃物多

大蜀山植被多以落叶乔木为主，且林分已近成熟或过熟林；多年来大蜀山未发生过森林火灾，也未曾进行烧山防火，地下腐殖物厚实，森林可燃物聚积越来越厚，大大增加了森林火灾的突发性与偶然性。

2.2.2 人流量大

大蜀山国家森林公园年接待游客超600万人次，周边居住区、学校分布较多，登山不分季节不分时段，全天候24 h均有活动人群；且大蜀山国家森林公园是敞开式景区，林间小路纵横交错，游客登山穿行随意性大，不易管控，人为因素隐患巨大。2012年，市政府又将西扩景区360 hm2景观林纳入蜀山森林公园统一管理，使得大蜀山国家森林公园森林防火及安全工作难度进一步加大。

2.2.3 交叉协调难

驻山单位较多，涉及生产性和非生产性活动，加之景区内废旧建筑较多，因产权问题，暂不能拆除，容易形成盲流人员活动点。这种交叉管理协调难、工作量大，致使森林火灾隐患增大。

2.3 安全防范的需要

大蜀山国家森林公园是市民户外活动的重要区域，日均游客过万人次，游客量大，且不分男女老少，通行工具多样，存在一定的安全隐患。加强主要活动区域的安防工作显得尤为重要。

2.4 安全、防火知识教育及信息服务的需要

依据大蜀山国家森林公园特点，提供一套行之有效的信息技术手段，将平时的安全、防火知识教育与旅游、健身业发展紧密结合，实现两者的有机统一，使游客在游览大蜀山美景的同时，得到安全、防火知识教育，一举多得。根据《中国旅游业“十三五”发展规划》的要求，现代旅游业需要信息技术的支撑，有必要为公众的旅游，提供更加丰富、生动的公众服务信息[1]。

3 防火可视化信息建设系统

3.1 智能识别报警系统

智能识别报警系统实现动态实时监测林火视频及热红外成像信息，基于可见光像素比对与红外多光谱双模红外智能识别烟火，并同步定位热点，实时火情报警。系统识别火情后，基于同一操控平台，与巡护人员及火情预案设定，将火情信息第一时间推送给最近的巡护人员，以及各级相关责任人。

系统采用视频探测系统对前端采集的视频信号进行实时分析。公共安防监控对景区各点情况进行实时监控，可对进出人群人数进行自动统计；林火监测则是白天检测烟雾晚上检测火焰，一旦发生火情，将向控制主机发出报警信号[2]。

3.1.1 烟火红外智能识别

烟火红外智能识别系统通过对可见光和红外两个通道，对火焰、烟雾等火灾特征信息进行智能分析，确定火灾发生方位与距离，发出报警信号。

本系统包含以下功能：在森林火灾中，林火燃烧初期往往处于阴燃状态，此时可见光通道视频探测，对此不敏感。采用红外热成像仪，则可以更早发现林火。当火灾发生时烟雾很大，往往遮盖了真正的着火点，以及火灾的蔓延趋势，而红外热像仪有很强的穿透烟雾的能力，可更准确地发现着火点，以及探测火灾的蔓延趋势。森林火灾在地面火被扑灭的情况下，在地下往往还存在地下火的情况。红外热像仪可通过监控火灾后森林地表的温度，及时发现地表温度的异常，确定地下火可能存在的地点。由于红外热成像系统是被动接受目标自身的红外热辐射，与气候条件无关，因此无论白天黑夜均可正常工作。在雨、雪雾等恶劣的气候条件下，工作在8～14 μm的红外热像仪，克服雨雪雾的能力较高，因此仍可以在较远的距离上正常观测目标[3]。

3.1.2 林火报警

红外智能识别系统通过火情监测系统设备，对现场火焰等火灾报警信息进行智能分析，发出报警信号。通过监测图像明确起火部位、火势大小等情况，平台联动其他终端应用，信息传达至相关人员。系统接收到由监控点烟火智能识别或其他接警渠道获取的火情信息后，分别通过以下三种方式实施报警发布，并启动相关预案。

（1）以消息推送的方式，向护林员手持终端发布火情信息。

（2）以短信方式，向相关责任人及领导发布火情信息。

（3）触发与服务器连接的声光报警器，在指挥中心同步发布报警信息。

3.1.3 火情定位管理

监测到火灾现场，通过火情监测系统云台的机动性能调整好摄像头的角度，这时点击火情报警，摄像头的方向角度和俯仰角度通过网络传输，把参数传回到指挥中心的森林防火可视化信息平台系统上，系统会自动根据监控摄像机的方向角度和俯仰角度解算出火点的具体位置，并以图示的方式在地图上显示出来，给用户以直观的感受，便于指挥决策者的林火扑救部署[4]。

3.2 护林员管理系统

系统装备应用到近60人的护林员队伍中，通过为森林公园巡护人员配备专用手持设备，将对讲、定位、报警、取证等功能俱为一体，协助其在日常巡查中对于火点火情、隐患排查、安防执勤等工作的取证、监管工作，同时将技防与人防相结合，加强了队伍的考核与管理。

护林员管理系统对护林员实现精确管理，构建巡护人员的移动综合信息应用，使得一线人员由原来的信息盲点跃升为系统移动互联应用中的信息节点。科学规划安排林区巡护任务，对巡护过程实时掌控，同时对护林员上传林区前线情况精确掌握。通过配备给护林员的智能手持终端接入大蜀山国家森林公园的数字超短波通信网络，实现全覆盖的通信对讲功能。

系统是以“日常巡护，防火应急”为目标。在日常管理过程中，系统以巡护山林为主要任务，记录护林员的日常巡护任务，接收火情信息或调度指令。应急事态处置时，感知前线信息，实现联动指挥。

3.3 防火综合应用系统

系统平战结合，真正实现以地理信息系统（GIS）为基础的、一体化的实战指挥。应用软件与监控系统、巡山护林管理系统无缝连接，使用户通过GIS这个统一的界面，利用公共接口构件，任意调用、操作包括视频监控、决策指挥、护林员管理等在内的其他系统[5]。

系统承担了信息系统后台数据综合处理、分析运算、指令发布、服务推送等工作。所有火情信息结合基础空间数据最终汇集在后台系统中，并将各类信息之间的内在关系统一管理、展现、分析，最后将反馈信息及调度指令下达到前线。

3.4 公众信息服务与发布系统

在园区主要出入口附近，建设基于触控屏的信息亭，为公众提供生态信息、环境信息、防火教育、火险等级、应急疏散等信息发布服务，提高群众森林防火与生态环保意识，提升大蜀山国家森林公园的管理水平与品位。

系统建成后可应用于下列信息发布服务：

3.4.1 新闻信息

为游客提供动态新闻信息，以及森林防火知识宣传、森林及生态科普等信息服务。

3.4.2 应急疏导

为周边餐饮、服务点等机构提供位置服务；标注厕所、健身设施等位置信息。在应急处置过程中，通过语音广播、指引疏散路线等方式辅助应急疏导工作。

3.4.3 生态服务

系统发布实时环境信息、气象信息，提供生态信息服务，宣传生态保护、健身保健知识等。

3.5 系统后台管理

森林防火可视化平台系统软件运行在合肥蜀山森林公园管理处应用服务器中，通过网络访问信息中心的服务器应用软件，系统分配不同的用户权限进行整个系统的安全管理，并能够对用户的权限进行设置。

采用合适的技术建立统一的权限管理应用集成平台，各子系统以此平台为基础进行设计开发，平台制订相关统一技术标准，采用构件开发模式，具有良好的应用管理、个性定制、系统扩展、权限管理、单点登录等相关应用基础组件[6]。

4 防火信息化建设效益分析

4.1 生态效益

森林防火信息化建成后，可有效提高森林防火的综合控制能力，最大限度地减少森林火灾的发生和森林火灾的损失，使现有森林资源得到有效保护，持续发挥森林净化空气、固碳制氧、调节气候、提供公众栖息、维护生物多样性等多种生态功能。

4.2 社会效益

大蜀山作为合肥市主城区内一座国家级森林公园，对该市森林城市建设、生态环境改善发挥着积极的作用。由于所处特殊的地理位置，其生态系统极为脆弱，一旦遭遇大的森林火灾破坏，在几十年甚至百年内极难恢复，必将关系到本地区的生态安全。防火信息化建设对维护森林景观、社区稳定、群众生产生活安全以及促进社会经济可持续发展具有重大意义。