浅谈铁塔资源在智慧型森林防火预警体系设计中的应用

李健

中国铁塔鹤壁市分公司 河南 鹤壁 480030

引言

1 智慧型森林防火智能监控系统介绍

1.1 技术先进可行

森林消防智慧化预警体系，创新性地提出综合各类空天地监控系统，打造高科技智慧型的全面监控检测手段[2]。本设计理念将传统的林草防火系统与林地智慧巡查、监控瞭望、无人机巡视、卫星定位系统等高科技方法相互结合、互补，从而构建成天地一体的全方位林区火情监测工作系统。

1.2 火灾预警扑救全流程管理

本设计理念可以让境内的火情火险实现事前、事中、事后全流程管理，结合前端感知部分，包括高空遥感卫星、低空无人机、地面监控的一体机、智能卡口、护林巡更系统从事前火情侦察阶段开始，经过事中火点定位、预警措施、辅助决策、指导调度，直至事后统计分析，将火险预警扑救工作形成闭环管理，保证系统间的流畅接转，灵活联动，平滑兼容，保证在各个环节上都利用最高效、最可靠的信息化手段，为防火扑救工作带来科学合理的辅助决策。

1.3 系统功能关联关系

森林防火视频监控系统图像可实时显示在森林防火监控中心大屏幕拼接系统上，森林防火指挥中心可通过平台实时调度前端的监控图像，在大屏幕显示系统上进行调度指挥。

通过智慧型监控系统，可以迅速定位到精确地点，详细了解火情所在地的地势地理、林木地势等状况，快速确定可能因火情造成的区域，全面地对林木火灾实施抢救指挥，可以迅速将指挥信息通知到第一现场人员，以达到快速消除火灾隐患的目的。

1.4 功能需求

以“空、天、地、卡、人”五位一体实现全方位监控，达到综合预警、多重监管的目的。五位一体化遥感监测服务平台是基于高分辨率、卫星遥感数据，视频监控、智能卡口监控等各类先进监控监测指挥手段及早发现森林险请，将现场影像信息及时收集上传，达到及时、全面了解目标特性的一种综合检查方式。

林草防火智能管控预警系统建成后，将进一步提高林草防护工作效率，推动林草管护工作由人防和技防结合向以技防为主的改革。实现防火工作的科学化、标准化、信息化和专业化。

2 中国铁塔资源优势明显

中国铁塔通过统筹规划、共建共享的方式，解决通信行业长期存在的重复建设、资源浪费等问题，推动网络强国战略落地。

汉末魏晋六朝的文人醉心于玄学，放情于山水，山水与园林逐渐结合在一起，文人写意园是这个时期园林的主流。园林不仅仅是客观的欣赏对象，同时还成为园主抒发情怀的场所，追求意趣并且以园林为精神寄托逐渐成为一种模式。所以这个时期的园林对意境美的追求已超过对自然美的欣赏，最终形成了空间意识。而这种空间意识是这个时期园林所呈现的文化特质。

中国铁塔在森林、草地，铁塔视联利用高点摄像机，在统一平台上利用烟火监控、火点监控、林木被毁监控等功能，实现森林草原综合预警及决策指挥，打造林草防火监控预警系统。已为全国数千个林草重点防火区，进行了超过4.2万个录像监控，覆盖面积达55万km2。

铁塔公司在全国站址总数超210万座，遍布各省的城市、乡镇和广大农村，凡有人演出、皆有铁塔站址。每个站点均有完备的电力供应，形式包括市电、太阳能、风能蓄电池、有机、新能源充电车等。与移动通信基站同址，具备得体独厚的无线通信、有线通信甚至卫星通信的便捷通信条件。

3 智慧型森林防火智能监控系统设计

智慧型森林防火智能监控系统设计依照“集约高效，共享开放、安全可靠”的原则，实现项目区全天候、全覆盖的林木消防预警监控。

3.1 卫星遥感监控系统

卫星遥感火情预警系统是利用气象卫星和林业资源数据库对所监测区域进行林木火灾警示的一种监测技术手段，是覆盖范围最广的森林火灾监测技术。对于基础的地面监控和护林巡更系统，卫星遥感火情预警系统成为一种必要的有效补充手段，它高空预警联动地面监控精准确认火情信息，动态部署护林员扑火救援，形成“空天地五位一体”的立体森林防火体系。

3.2 无人机视频监控系统

无人机系统的典型特征就是“平台无人，系统有人”，可以利用无人机调度，抗风性强，续航时长的优势，实现护林巡山、火源查证、扑救指挥、余火识别、火点核查和现场调度。

智慧监控系统实现由接到点位报警信息后，通知到火点最近的无人机巡航小组，由无人机进行区域巡视、火灾上空作业、24h不断监测火情、辅助科学扑救智慧等工作[3]。

3.3 双模式视频采集设备

森林火情及早发现是设计的最核心内容，森林火灾的特点决定了森林灭火工作必须快速反应，务必把森林火灾扑灭在最初状态。

本方案以热成像远距离非接触测温报警为主，以可见光烟雾识别林火报警为辅，根据灭火工作目标的提升可新增监测点，可以实现林区内重点火险区全覆盖，实现夜视监控、森林火灾无人值守报警、远程监控全天候不间断扫描，落实“早发现、早出动、早扑灭”的森林防火“三早”战略思想，力争把森林火灾扑灭在萌芽或始发阶段。

3.3.1 双模式监控一体机。林火实时监测系统由采集系统、火情收集系统、基础设施系统构成，前端采集系统完成信息收集任务，为后续处理系统提供清晰、稳定的视频图像资料；由火情收集系统对录像整理加工后获取关键火情特征及识别，将报警信号回传至后端平台。系统可以进行360°的全覆盖巡航扫描，从而达到对火情目标和火点的精确定位。

3.3.2 红外热成像技术。运用近红外热成像手段开展林火监测，能大大提高林火监测的及时性和准确性，极大地拓展了森林防火监测的应用领域，使森林防火技术的发展又向前迈进了一大步[4]。

3.3.3 探测范围分析。在森林防火自动预警监控体系建造过程中，信息系统的基建费用是最大的成本。每个智能监测站点的基建成本一般会大幅高于它的前端设备采购成本。所以重点火险区视频监控系统布点时在保证系统实现指标的基础上尽量利用现有中国铁塔站址资源，减少智能监控站点新塔体的使用。这不但减少了整个系统的费用，并且在很大程度上保证了森林消防工作的安全可靠性。

3.4 智能语音卡口宣传警示系统

为了扩大森林防火宣传，增强全民防火的意识，要求在林区的主要进出路口、居民游玩逗留点、重点火险点、村庄路口等位置，建设森林防火语音卡口系统。

森林防火自动拍照语音提示系统主要为森林防火宣传及入山人员自动拍照记录，当游客进入景区大门，人体探测器探测到人员活动行为，则触发语音提示器，自动播放录制好的防火宣传提示音，同时人体探测器发送给高清成像设备一个拍照控制命令，高清成像设备在日常监控的过程中，自动拍摄游客的照片，记录触发提示人员的体貌特征。防火卡口系统通过采用无线或者有线方式，将视频信息传送汇聚至监视中，以进行即时的前端场景监控图像浏览。

3.5 护林员网格化巡护系统

护林员网格化巡检管理系统是为林业部门提供的防火、防盗等森林巡查系统。利用定位信息技术和地理信息技术实现对林木护林员防火、防盗等工作实施严密标准化的管理，可利用卫星定位系统自动提交信息，及时向控制中心反映巡查过程中出现的各类情况，并标明精确的经度纬度，当出现危及林木管护人员人身及安全的突发事件后，可一键告警发出应急救援信息，为抢救队伍提供正确的地理位置。并且能完成林业局自行确定巡查区域、巡检路径、巡查日期、巡检工作人员、远程管理和异地信息传输等超强的功能，使用简单方便，无须任何操作也能完成护林巡检工作。

3.6 森林消防指挥中心建设

需要对森林消防监测指挥中心进行相关规划设计。建设布局要按功能划分，合理布局。主要作用是远距离监视多个监视点，必要时对前端摄像机实施监控、视频录像和火情报警，传给上级监管机构和同级人民政府，便于随时了解火情，进行指挥调度等。

4 铁塔资源在防火系统的统筹应用

智慧型森林防火智能监控系统设计的核心理念，是根据森林火灾突发性的特点，提高快速反应能力，力争把森林火灾扑灭在萌芽状态。“早发现”是智慧监控系统的核心，依靠常规的视频监控手段显然难以准确地确定林火发生的地点以及对火灾的自动报警，本智慧型监控系统以热成像远距离非接触森林测温报警为主，以可见光烟雾识别林火报警为辅的森林防火智能探测系统，实现项目区域内重点火险区全覆盖，实现夜视监控、森林火灾无人值守报警、远程监控7×24小时不间断逐行逐圈扫描，力争把森林火灾扑灭在萌芽或始发阶段。

以上目标的实现，依托于高点视频（热成像+可见光烟雾识别）监控系统的建成，在密布的森林中中国铁塔的站址资源自然体现出绝对的优势地位，无论在现有站址的共享利用方面还是在新建铁塔的快速反应中，中国铁塔在行业内都有明显的突出作用。

在设计规划中，优先以中国铁塔现有的铁塔资源为切入点，获取铁塔站址高度、供电保障信息等内容，结合使用部门的实际需求，设计监控摄像头的监控范围。在现有铁塔资源不能满足需要的前提下，规划新建站址资源，弥补深度监控不足。

在方案设计中，要充分考虑建设成本，在实现防范监控目标的前提下，尽可能降低建设成本，提高建设效益。充分利用铁塔站址资源时，要合理规划监控所需要的传输线路、供电保障资源等。中国铁塔现有基站站址中，均同步设置有交流、直流供电网络，可以满足监控摄像机的用电需求，对重点监控区域可实现24h不间断供电保障。同时，所有站址资源中均设有运营商的传输线路。对监控摄像机需要的10M以上传输链路完全能提供传输通道，对包含多家运营商传输资源的站址，使用单位还可以打包谈判，优惠使用。

中国铁塔独有的站址资源优势包含铁塔、供电、传输线路等，为快速实现网络建设，降低建设成本，高效运行监控系统提供了优质的基础条件，因此智慧型森林防火监控系统中的设计中，紧紧依托铁塔公司资源，统筹考虑成本、效益等因素，与中国铁塔的合作成为不二选择。

5 结束语

智慧型森林防火智能监控系统的实现，可以更好地实现森林火灾的“打早”、“打小”、“打了”，对项目区内的经济效益和社会效益的提升有巨大帮助；将大大提高森林草原防火综合能力，保护人民生命财产安全，更好地促进森林草原区的经济建设步伐，保持森林生态稳定与平衡。在智慧型森林防火智能监控系统设计时，中国铁塔站址资源的充分利用，可以最大限度地节约成本，充分共享投资最大的高点资源，在铁塔资源、供电保障、传输线路资源等方面全方位提供共享建设，大幅降低项目投资，实现监控网络的快速布网、高效运营。