应用“3S”技术、网络技术组建凌源市森林防火预警、监测指挥系统

杜广洲

(辽宁省凌源市林业局林业工作总站，辽宁朝阳122500)

应用“3S”技术、网络技术组建凌源市森林防火预警、监测指挥系统

杜广洲

(辽宁省凌源市林业局林业工作总站，辽宁朝阳122500)

摘要从实际出发，阐述了应用“3S”技术、网络技术组建凌源市森林防火预警、监测指挥系统的提出，工作运行模式，系统组成及功能，系统特点。为该系统下一步的需求更改、升级和相关业务系统的建设提供参考依据。

关键词森林防火;数字林业;“3S”技术;网络技术;预警监测指挥系统

1　项目提出背景

《中国21世纪议程林业行动计划》中提出了林业建设要按照生态、产业、基础支撑和政策法规四大体系开展建设的要求，森林防火是生态体系和基础支撑的重要组成部分。中共中央在［2003］9号《关于加快林业发展的决定》中明确指出:森林防火是维护森林资源安全、巩固林业建设成果的重要保障。

凌源市森林防火长期以来采取较落后的传统防火指挥手段，一直未建立科学先进、规范的森林防火指挥系统，与日益繁重的防火任务、火灾日益增多的形势不相适应，常常因为防火手段落后而处于被动应付的局面，这就加大了森林防火存在的安全隐患。为了适应市场经济条件下森林防、扑火工作的需要，急需建设一套现代化的森林防火指挥体系。采用新的现代化的管理体系，提高指挥决策水平，走高科技防火之路，确保发生火情后，科学调度指挥，快速组织扑救，最大限度减少损失。

2　系统工作模式

“应用‘3S’技术和网络技术组建凌源市森林防火预警监测指挥系统”主要工作模式是:利用远程林火监测系统( RS地面平台部分)进行24 h实时监控，一旦发生火情后监测系统会自动向指挥中心发出报警，并将火势情况传回防火指挥中心，值班员接到报警后立即向防火指挥部汇报，并在大屏幕上分幅显示起火点的情况和在地图上的位置，防火指挥部根据显示的内容做出分析判断，得出起火点所在乡镇位置、火势的大小、风向、起火小班的树种、面积、相邻小班情况、距居民点的距离、道路交通情况等，快速制定出扑救方案，下达扑救命令，由总指挥坐镇指挥，前线指挥进行现场指挥，负责调度运输车辆、扑火队伍。总指挥根据屏幕观察火势的控制情况和与前线指挥沟通的现场情况，决定是否就近抽调扑火队、抽调人数、利用何种灭火工具、行走的运输路线、从哪个方位及地点实施扑救等等。由于系统采用了先进的“3S”技术、电子信息、网络传输、交通运输、通讯等一套完整技术，所以可在几分钟或十几分钟内全部到位，实施快速扑救。系统不仅可以预防火灾，还可在最短的时间内有效的控制和扑灭火灾，从而达到了“发现火情、快速定位、及时扑救”，将火灾损失降到最低程度的目标。

3　系统组成及功能

“系统”由十大功能模块组成，包括:计算机网络系统、智能知识管理系统( KMS)、综合语言指挥调度系统、地理信息系统( GIS)、中央控制系统、信息展示系统、会议音响系统、楼宇数字化监控系统、指挥中心保障系统、远程林火监测系统。各系统之间均采用模块化设计，既整体相对独立，又具有较强的兼容性。所选设备性能先进，同时各系统均预留相应的扩展接口，可确保后续开发的系统平滑升级。

3.1计算机网络系统

采用华为S3900系列快速智能三层交换机作为核心设备，连接指挥中心1台HP2* 1.6双核服务器，指挥室计算机配置: P43.0ECPU/512M内存/ 128M显卡/120G硬盘10/100M网卡/三星软驱/明

基DVD光驱/优派液晶17英寸显示器。中心5台微机和分局科所长的25台微机，通过租用网通4M光纤专线连接lnternet网，配备华为secpatn10F防火墙，增强网络安全性。配有6KVA的山特后备电源设备，在失去市电供电的情况时，电源矩阵可为指挥系统的主要设备提供的UPS供电，更好地保障指挥系统的正常工作。

3.2知识管理系统( KMS)

该系统以网络为基础平台，在本单位现有局域网上对人员配置、物资装备、案件记录汇总、信访、扑救火预案等各种信息进行统一的网络化管理。既能为日常办公提供方便，又能在遇有突发事件时快速调度所属单位，在最短时间内制定出应急救灾方案，将损失降到最低程度。可实现信息实时化、办公自动化，达到现代化的信息管理水平。同时预留扩展接口，可方便地接入GPS、GIS、GSM、VOIP等系统。

KMS系统模块具有如下功能:系统管理、网上办公、民警天地、执法监督、接受警管理、案件管理、公文管理、辅助分析、政工管理、装备管理、防火管理。

3.3综合语言指挥调度系统

是森林防火和森林公安行业专用系统，具有转接、代接、强插、强断、会议、群呼等各项语音功能，可进行值班电话、调度电话、电话会议等各类录音，可根据需要进行查询，对已存储在硬盘上的重要语音信息转录保存。它将指挥中心的全部有线电话接入一台智能的综合语音调度平台，并由该平台将有线电话资源灵活合理地分配给各个部门。此套系统结合卫星电话系统使用，可使火场与指挥中心之间采取多种通讯方式，保障通讯畅通，为领导指挥决策提供必要保障。

3.4地理信息系统( GIS)

地理信息系统采用Sport52.5 m分辨率的卫星影像图，1∶1万基础数据，小班数据在mapinfor数据基础上进行开发设计。主要为森林防火指挥扑火工作体系提供管理业务信息服务，同时为森林资源信息、林火信息、林火态势信息、防火设施信息、扑救火资源信息等森林防火管理工作提供应用平台。

( 1)地图操作可显示全图，也可任意放大、缩小和漫游，还可打印出地图资料。

( 2)利用地图量算功能可以测量某一点到目标点的距离，还可量算某一区域或小班的面积。

( 3)利用信息标注功能对火点、视频监控站、指挥中心、扑火队、取水点、物资库、气象站等用特殊颜色和标记进行标注，使目标点在图上处于明显位置。

( 4)地图查询可进行地理定位、信息查询、基本信息查询、专题图查询、半径查询。如输入某一点的经纬度坐标或大地直角坐标可自动在电子地图上显示该点的准确位置。在图上点击某一小班，则该小班所属的乡镇名称、树种、面积等相应的因子即可显示出来。此外还可进行各种信息的查询。

( 5)专题信息维护。

3.5中央控制系统

中央控制系统是指挥室操作控制的核心。系统主要设备配置有:可编程控制系统主机，5.7寸彩色无线触摸屏，AV8* 8矩阵，VGA8* 8矩阵切换器，电源控制器，灯光控制器等。通过无线控制器(触摸屏)对指挥室和主控室的各种设备、设施进行控制。如投影仪的视频信号切换、供电和DVD录像机的遥控开关机、各种显示的切换、升降机柜的升降、功放设备的供电和调音、指挥室和主控室灯光的分级控制等。实现手动、电动、自动控制相结合。

3.6信息展示系统

由两块100英寸DNP背投屏幕组成的主显示区和点阵显示屏组成辅助显示区构成指挥室的综合显示系统。大屏幕显示系统和相关设备安装在背投室内，投影机的RGB信号、视频信号和红外控制分别接入中央控制器内，由中央控制系统的红外触摸屏完成各种功能的转换。

3.7会议音响系统

本系统设备包括音箱、功放机、DVD机、调音台、数字会议话筒、数字会议话筒扩展主机等。它们均连接到音频和视频矩阵上并由中央控制器完成灵活的操作。提供高质量的会议音响设备，讲话人员可灵活自如地在指挥中心内移动，为领导和与会指挥提供方便，也可与视频会议系统融合召开视频会议。

3.8楼宇数字化监控系统

包括楼内监控系统和考勤系统。在三层、四层楼道安装红外型摄像机，对进出人员进行24 h不间断监控，同时在三层审讯室安装一台摄像机、拾音器，对审讯工作的过程进行全程自动录像，确保做到有案可查。在三层四层电梯门处安装考勤系统。楼宇监控系统既相对独立又与指挥中心相互兼容，相关数据均可在指挥中心网络调取。

3.9指挥中心保障系统

包括指挥中心环境部分、供电保障部分和通信系统、交通运输系统和应急扑火队伍。

环境部分:在控制室和指挥室均安装中央空调，在指挥室屋顶安装日光灯和柔光灯，确保舒适的办

公环境。

供电保障部分:配备长时间、高可靠性的UPS供电设备，以保证突发停电情况下，指挥系统主要设备能够正常工作8 h以上。

通信系统:指挥中心安装基地电台一部，并可通过差转台与前方火场的手持台、车载台进行联络，为通讯畅通提供保障，确保火场信息快速回传，为领导指挥决策提供资料。

交通运输系统:除消防车外，在林业局、森林公安局、欺天林场、刘杖子乡、刀尔登镇等处设有专用防火运兵车，专职扑火队，在防火戒严期内随时待命，保证一旦出现火险时能在最短时间内到达现场，实施快速扑救。

为了充分实现系统的各项功能，全市还成立了应急扑火队伍。除市消防队外，又成立了武警扑火队，各乡镇、林场都设有专职扑火队和专职护林员，全市共有30个扑火队，500名专职护林员，建成了一个完整的森林火灾扑火队伍网络。

3.10远程林火监测系统

根据防火工作的实际需要，在森林密集区和防火重点区建立远程数字林火监测点，毎个监测点的监测范围为半径10km，所有监测点组成全市的林火监测网，通过以太网和光纤传输与指挥中心相连，有效地对监测点周边的林地、山村、名胜古迹等进行24 h无人值守自动监控，实时将图像传回防火指挥中心。

4　系统特点

基于电子计算机网络技术平台，融合多项高新技术，将“3S”技术首次用于一个功能系统:在远程林火监测系统中应用了RS系统中的地面平台部分技术，用于获取林火及烟雾信息;将GPS系统用于空间定位、导航和求算距离、面积的过程，大大减少了工作量，提高了工作的准确度，同时节省了时间，提高了效率;将二类清查数据库和最新的卫星影像图镶嵌在GIS系统中，使防火指挥员能在大屏幕上清晰、实时地观看到火场的一切情况，从而做出准确的分析判断，发出正确的扑救指令。此外还有双屏幕显示技术、中央控制、综合语音调度、知识管理、会议音响、应急通讯等技术的融合。开发的系统操作简单、实用稳定，为林业信息化、网络化建设提供数据应用服务平台，对数字林业建设起到推动促进作用，可在全国范围内推广。

作者简介:杜广洲( 1969－)，男，辽宁凌源人，大学，高级工程师，现从事林业规划调查设计工作.

收稿日期:2015－05－27

文章编号:1005－5215( 2015)09－0084－03

中图分类号:TP274

文献标识码:Adoi:10.13601/j.issn.1005－5215.2015.09.030