森林火災每年都在上演。近些年，受全球氣候異常的影響，全球大部分地區(qū)降水偏少、氣溫偏暖。據(jù)世界氣象組織通報，自1860年以來，全球氣溫大約上升了0.9℃，而且目前仍然以每10年上升0.2℃的速度在變暖。\r\n天氣氣溫偏高、干旱少雨，是最容易導致森林火災最直接的自然因素之一。據(jù)了解，近些年期間，中國平均每年約有7500起森林火災。\r\n森林火災破壞力大、影響面廣，一旦發(fā)生，嚴重危害到人民群眾生命財產(chǎn)安全。如大興安嶺5.6特大森林火災奪走了213人的生命，5.6萬人的家園遭受破壞；2003年發(fā)生在美國加利福尼亞洲的森林大火，燒毀房屋3500多棟，轉移居民11萬人，直接經(jīng)濟損失超過20億美元。\r\n除危害到人民的生命財產(chǎn)外，還造成嚴重的資源與生態(tài)損失。據(jù)悉，目前中國木材供需矛盾十分尖銳，每年缺口達1-1.5億立方米，需要200多億美元進口木材制品和林產(chǎn)品。同時，大面積森林被火燒毀，還會造成土地荒漠化、水土流失、泥石流、山體滑坡等生態(tài)災害，排放了大量的二氧化碳，對生態(tài)損失是十分嚴重的。此外，森林不像莊稼，今年燒了明年可以再種，森林一旦燒毀，十幾年甚至幾十年都難以恢復，如果將森林恢復到原有狀況，不但需要很長時間，還需要大量的經(jīng)濟投入?？梢?，森林火災危害之嚴重，而防火工作已是重中之重的任務。\r\n

森林安防防火漸啟動
然而，就中國目前森林防火情況來看，仍存在著不少問題，如防火裝備水平不高、撲救手段不多、防控能力不強等等。2006年，陸續(xù)發(fā)生在黑龍江、內蒙古的3起特大雷擊森林火災，持續(xù)燃燒了10多天就可暴露出這些問題。\r\n為此，目前借助各種較具科技含量的技術，如衛(wèi)星預警、遙感監(jiān)測、遠程視頻監(jiān)控、生物防火林應用于森林防火，已成為國家政府、林業(yè)局提升森林火災防控水平的重要舉措之一。據(jù)泰安華新電子技術開發(fā)公司陳坤表示：“對于一些特大型的森林林區(qū)，如大興安嶺，國家林業(yè)局會通過衛(wèi)星預警和遙感系統(tǒng)來大范圍監(jiān)測林火情況，而較為基層的林業(yè)林政部門則通過林業(yè)內部的網(wǎng)絡系統(tǒng)訪問國家開放的衛(wèi)星資源，以查看、了解本地森林狀況，不過這兩種系統(tǒng)在森林防火中的應用還比較初級?！?\r\n森林防火安防系統(tǒng)作為其中一種科技手段，一般則是由財政部等部門共同投入建設的一項工程?！澳壳霸诹謽I(yè)安防防火工程中，圖像監(jiān)控是最為主要的系統(tǒng)，此外，像是林火報警、氣象采集系統(tǒng)、防盜報警系統(tǒng)也都是一種比較普遍的要求。”泰安華新陳坤表示。 \r\n依據(jù)國務院《森林防火條例》中提出的森林防火預防的重要措施就是設置火情了望臺，及時發(fā)現(xiàn)災情，減少損失。森林防火安防系統(tǒng)是通過遠程圖像監(jiān)控來了解林區(qū)的現(xiàn)狀，以盡早發(fā)現(xiàn)災情或是隱患，同時也能為災情發(fā)生進行現(xiàn)場指揮。同時，圖像監(jiān)控系統(tǒng)還可兼顧森林病蟲害的監(jiān)控，以及一些森林風景區(qū)（有些森林部分區(qū)域被開發(fā)風景旅游區(qū)，如泰山、八達嶺長城等等）治安的防范，如有沒有游人亂掉煙頭、村民上山燒荒燒炭等現(xiàn)象?！比R伯特電子科技有限公司劉健提道。“不過，由于森林安防是高山監(jiān)控，不可能對全部樹木進行清晰地監(jiān)控，只能兼顧到附近的病蟲，起到一種管中窺豹、輔助性的作用?！疤┌踩A新陳坤補充說。\r\n然而，森林的安防應用不像其它領域已經(jīng)廣泛應用，它還是目前林業(yè)防火工程的一種新興方式，真正啟動的時間還是近些年的事。北京世紀花人信息技術有限公司工程師謝水表示：“國家在森林防火工作的投入很大，如在一些重點的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，都有專業(yè)的防火隊伍，但對于投入安防系統(tǒng)來體現(xiàn)森林防火，卻還沒有被廣泛認識與重視?！盶r\n“直到2004年，國家林業(yè)局在溫州召開了一次森林防火大會，這才在一定程度上引起人們對森林防火的重視，促進安防系統(tǒng)在森林防火的應用”，北京先進視訊科技有限公司副總經(jīng)理宣偉良表示，“此外，森林安防應用還跟森林的環(huán)境條件因素有關，根據(jù)森林里的網(wǎng)絡條件，沒有無線技校是難以解決傳輸問題的（下文會提到），因此在幾年前，森林安防并沒有作為一個系統(tǒng)工程來做?！盶r\n沿襲到今天，森林安防應用也有幾年的時間，但就目前全國森林分布來看，森林防火引進安防系統(tǒng)的應用案例也并不是很多，常見的是中國幾大名山，以及森林地貌比較多的地方，如浙江、山東、福建、云南、廣西等等。據(jù)了解，浙江溫洲是最早啟動森林安防防火項目的城市之一，目前有一些較成功的工程案例。\r\n另一方面，由于中國森林分布不均，以及各個地區(qū)氣象條件千差萬別，各地區(qū)森林防護的政策和手段也不盡相同，“安防系統(tǒng)對森林防火最大的作用期是在防火期，相對來說，中國北方地區(qū)由于近幾年來干旱少雨，森林植被破壞嚴重，防火期時間要比較長，森林防火任務也相對嚴重，所以這些地區(qū)的森林對這安防措施要求更加強烈一些，而在潮濕多雨的地區(qū)或季節(jié)，防火任務就沒那么繁重，對安防系統(tǒng)的要求也較低一些?！碧┌踩A新陳坤說。

投資大、工程難
事實上，林業(yè)安防應用起步晚，以及目前進展仍比較緩慢，除了跟相關部門的重視度有關之外，最重要的因素還在于工程所需的投入資金，以及技術、產(chǎn)品本身的成熟度有關。\r\n在森林安防防火工程中，一般情況下，前端的監(jiān)控點（10-30個左右）并不是很多，但就一個監(jiān)控點的投入就很高，因為它由許多“重量級”設備組成，如高倍鏡頭（一個高倍鏡頭一般要10-20萬元）、重感云臺、大護罩、鐵塔、電源系統(tǒng)（如果是太陽供電系統(tǒng)費用更高），此外，還有無線傳輸系統(tǒng)、防雷設備等等。因此，要使安防系統(tǒng)真正在森林防火發(fā)揮作用，就必須投入整套設備，而整體所需的資金就不是一筆小數(shù)目。\r\n另一方面，森林作為一個特殊的應用領域，它有很多不同的應用特點與要求，但目前行業(yè)內并沒有從研發(fā)的角度去開發(fā)相應的產(chǎn)品與技術，成熟的工程案例也甚少。先進視訊宣偉良說：“雖然森林安防應用已經(jīng)有幾年的時間了，但目前還做不到一個主流市場面來，大部分安防工程做得還不全面，實際工程效果也達不到預想的需求，而個中的原因跟工程本身存在的難點有關?！盶r\n工程難點之一：傳輸難
森林安防系統(tǒng)主要是用于野外遠距離傳輸，一般山頂上的監(jiān)控點距離監(jiān)控中心有幾十公里的距離，而且又是位置偏僻，網(wǎng)絡鋪設不到的地方，因此，傳輸成為安防工程的一大難點?！吧置娣e大，要對它進行大范圍監(jiān)控，掌握防火等各種災害信息，監(jiān)控點位是越多越好，但森林環(huán)境不像城市環(huán)境，各種網(wǎng)絡都有，因此傳輸電路是它的致命問題，”先進視訊宣偉良表示。\r\n而根據(jù)森林山區(qū)的特殊性，在高山布線不但成本高，而且架設也不方便，施工難度較大，因而采用有線的傳輸方式是不太現(xiàn)實的，無線的傳輸方式成為多數(shù)工程的首選方案，微波傳輸便是常見的一種。\r\n目前，市場上常見的微波圖像傳輸設備種類繁多，但是從工作方式上來看，主要分為模擬微波和數(shù)字微波兩大類。而從工作頻率上來看，主要有高頻段和低頻段之分，通常頻率高于10GHz為高頻段，低于10GHz為低頻段。在低頻段中，頻率在2.4GHz—2.483GHz之間為全球統(tǒng)一劃定的工業(yè)區(qū)用頻段（即常說的擴頻通信領域）。10GHz以上頻段的微波設備傳輸特性為點波束傳輸，而10GHz以下的微波設備傳輸特性具有一定的發(fā)散性。10GHz以上的設備的天線尺寸相對較小，更適合于應用在環(huán)境條件較差的山野森林。 \r\n無線微波傳輸方式施工方便，解決了森林野外環(huán)境難以布線的問題，但其也有不足之處?！拔⒉▊鬏斠笫且暰鄠鬏敚瑐鬏斨虚g不能有物體遮擋，這也是森林防火工程采用微波傳輸也很困擾的問題所在”，萊伯特劉建表示，“在微波傳輸中，遇到有遮擋是非常困難的，如果要增加中繼設備的話，一是會增加整個工程的成本，這不僅包括一個中繼設備的費用，還有其供電設備（太陽能）、甚至包括在沒有現(xiàn)成的監(jiān)控點作為中繼點時，需要立一個鐵塔單獨設立中繼點的費用；二是多一個中繼設備，維護也要比平時麻煩，三是多一個中斷設備，對圖像質量會有一定的損耗?！盶r\n就此，世紀花人謝水建議道，“森林防火可采用多種傳輸相結合的方式，例如光纖與微波相結合，把主機放在山底下，從山頂?shù)那岸嗽O備到主機用微波的傳輸，山底的主機到監(jiān)控中心用光纖傳輸，這樣就既減少維護，也可減少功耗?！盶r\n除了微波傳輸方式之外，目前在森林的圖像傳輸中，還有CDMA、衛(wèi)星通訊等方式。先進視訊宣偉良表示：“衛(wèi)星通訊成本高，用于森林防火監(jiān)控不太現(xiàn)實；CDMA雖然成本低，且不受距離限制，網(wǎng)絡覆蓋的地方就可以傳輸信號，但其帶寬較低，不能滿足森林需要傳輸大量圖像信號的要求?！盶r\n工程難點之二：取電難
同傳輸條件一樣，由于許多森林是高空監(jiān)控，且一般地處偏僻的山區(qū)，道路、通信、水電等設施都不完善，因此在高空上如何給前端設備、傳輸設備取電，也是森林安防工程的棘手問題。\r\n就目前森林應用情況來看，就近取電是較常用的一種方式，即在有電的地方拉電纜到監(jiān)控點；在附近完全沒有市電供給條件下，就必須借助其它供電系統(tǒng)，如太陽能。\r\n據(jù)介紹，太陽能供電系統(tǒng)是由太陽電池方陣、太陽能充電控制裝置、逆變器、蓄電池組構成。太陽電池方陣在晴朗的白天把太陽光能轉換為電能，給負載供電的同時，也給蓄電池組充電；在無光照時，由蓄電池給負載供電。 \r\n“太陽能供電系統(tǒng)的造價很高，且當連續(xù)幾天出現(xiàn)陰雨天時，太陽能不能保證設備正常工作，”武漢因科科技吳經(jīng)理如是說，“因此，單純使用太陽能來供電的工程很少，綜合太陽能與風能供電方式效果比較好?！盶r\nPELCO上海代表處區(qū)域銷售代理經(jīng)理傅王英王瑩還補充道：“采用太陽能供電，前端設備的功耗不能太大，如果功率太大，太陽能供電系統(tǒng)是無法啟動的，如云臺要選擇一體式的，分體式的云臺要啟動云臺、解碼器、防護罩等部件，需要很大的功率。”另據(jù)了解，太陽能或風力發(fā)電的功率要求，是根據(jù)端設備的容量來計算的，前端設備的數(shù)量越多，所需容量就越多，對太陽能和風力發(fā)電的耗電要求也更多。\r\n工程難點之三：維護難
相對一般的監(jiān)控工程，森林安防防火工程的維護任務繁重?！斑@是因為，森林的大多數(shù)監(jiān)控點是安裝在野外高山，地理位置偏僻，需要通過專用梯才能進行維護，這本身就給維護帶來了不便，而且安裝監(jiān)控點的環(huán)境惡劣，容易造成設備老化損壞，且設備被雷擊的概率很大?！碧┌踩A新陳坤說。\r\n鑒于此，在整個工程施工中，不管是從設備選型或者安裝上，都應充分考慮森林野外環(huán)境的條件，盡量減少工程的維護工作量。在設備選擇上，要選用質量過硬的產(chǎn)品，“產(chǎn)品質量不僅是可靠性的保證，也是出于安全性的考慮，因為電子設備一旦損壞，也有可能成為導火的源頭?！蹦骋还こ處熤赋觥r\n在功能上，必須選用有室外功能的設備，如鏡頭要具有透霧功能，防護罩要有防風、防抖等等功能?！按送?，由于森林監(jiān)控系統(tǒng)設置在荒郊野外，為了防止盜竊和破壞，前端的監(jiān)視點要設置報警探頭，一旦有人接近，中心可以立即知道，也可以對前端進行喊話?！笔兰o花人的謝水表示。\r\n在前端設備數(shù)量選擇上，安裝的攝像機數(shù)量應該盡量少，這就要求每個攝像機兼顧的范圍要廣。要使攝像機能夠監(jiān)測的范圍夠大，可選擇高倍數(shù)的長焦距望遠鏡頭，此外，還需要選擇合適的安裝地點（無遮擋）和天氣良好（無霧）。\r\n在防雷方面，如上文所述，由于各個前端設備安裝在野外高空處，發(fā)生雷擊的可能性很大，這也是困擾工程商又一難題。目前較為常用的防雷措施有：在安裝桿的高處安裝避雷針，以防直擊雷的破壞；在各個關鍵設備安裝避雷器，以防止對設備的損壞，另外做好接地工作等等。不過，在現(xiàn)階段，在資金有限的情況下，完全做好高山防雷是非常困難的，像是在電視轉播臺在防雷、避雷和接地的投資很大，也不能完全避免被雷擊。\r\n

煙火智能分析
森林防火關鍵在于及時發(fā)現(xiàn)火情隱患，并采取有效的應對措施。然而，目前大多采用人工監(jiān)控的方式，易受疲勞度等人為因素的影響，產(chǎn)生漏警。\r\n“當前，在森林安防防火應用中，具備煙火自動識別功能在業(yè)內備受矚目，視頻煙火智能檢測技術采用計算機視覺和人工智能手段，能自動對監(jiān)測區(qū)域的實時視頻做全天候監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)有火災隱患，立刻發(fā)出警報，并啟動相應的預警方案，即減少了人力資源的消耗，又保證了火情警報的實時性與準確性”，北京智安邦工程師孫楠表示，“在滅火方面，當防火指揮中心收到智能視頻煙火檢測的警報時，便可通知智能煙火檢測系統(tǒng)采取相應的消防預案（比如當智能視頻煙火檢測與自動水炮系統(tǒng)相關聯(lián)時，可以根據(jù)視頻圖像中的火源位置，自動控制水炮進行噴水滅火）或調度滅火人員趕赴現(xiàn)場。“\r\n對于攝像機的預案功能，PELCO傅王英王瑩作了進一步解釋，她表示，森林里面布設那么多的監(jiān)控點，監(jiān)控人員不可遠遠看見火情才去安排怎么救火，這就需要攝像機要有一個預案的機制，即一旦發(fā)生火情，攝像機能快速啟動數(shù)據(jù)庫里面的預案（預案里面有攝像機的角度、云臺角度、方位多少度等等）、并以某種協(xié)議方式發(fā)給中心，以更好地為救火作定位?！盶r\n“此外，林火自動報警在森林安防應用也是受到推崇的功能，林火自動報警軟件可以根據(jù)傳來的圖像，如煙、火等火災信息，發(fā)出聲光發(fā)出報警信息，并彈出報警提示，把人們從枯燥的電視監(jiān)控中解脫出來”。里奧高新科技發(fā)展有限公司王工表示。\r\n

系統(tǒng)集成——與3S結合
目前在一些森林安防防火試點工程中，為更準確地發(fā)現(xiàn)火情隱患，制定有效的滅火方案，從而提高森林火災管理的科學技術水平，一些新的設想正在被不斷嘗試。其中，將安防系統(tǒng)與3S，即遙感系統(tǒng)（RS）、地理信息定位決策系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）結合應用就是一個例子。\r\n以GIS系統(tǒng)來說，GIS系統(tǒng)在林業(yè)林政部門應用較多，在森林防火中，GIS主要表現(xiàn)在快速定位火災中的著火點位置，并快速地提供最佳的滅火線路。因此，當安防系統(tǒng)觸發(fā)火情時，系統(tǒng)就可以把當時的方位信息提供給GIS系統(tǒng)，GIS系統(tǒng)就能很快地在三維電子地圖上，顯示著火點的具體位置和相關的到達線路。\r\n因此，即使安防系統(tǒng)在森林防火的應用姍姍而至，但隨著技術的進步，以及安防設備功能的日臻豐富，有理由相信，目前工程中面臨的瓶頸將迎刃而解，安防系統(tǒng)的應用將成為改寫森林防火的重要一頁。\r\n