前端红外热成像及试验调度指挥中心系统在森林消防中的应用研究

杨凡 朱愿峰 刘伟业 孟天舒

摘 要：本次探究首先分析了红外热成像的原理，在此基础上对前端红外热成像及调度指挥中心系统在森林消防中的应用进行了详细分析，进而就前端探测系统、前端热成像及高清摄像机监控、3G集群调度指挥子系统，结合单位热试车台周界森林消防方案的实施展开了应用研究。

关键词：红外热成像;试验调度指挥中心;森林消防;应用

在国内社会经济持续发展的过程中，森林资源始终发挥着极为重要的作用。现阶段，森林防火任务是相关林业单位工作的重中之重，国内森林行业的工作动向已由种植树木逐渐趋向于树木保护，而且森林防火的关键点在于防患未“燃”。近些年以来，国家对于森林防火工作的全面防治、灭火设施都投入了很多人力资源与物力资源。然而，因为森林地区的环境地势多样、面积范围广，仅靠民防手段无法有效的处理好频繁发生的火灾等危险情况，曾经也有损失惨重的情况出现过。所以借助现代化科学技术，利用红外热成像监控及指挥调度中心系统协助林业部门有序开展防火防灾工作，提前探测到隐藏的火灾现象，最大限度的实现在火灾初发时期开展灭火工作，进而使得灭火的成本降到最低、人员的伤亡减至最少、使得防火的成功概率提升到最大。红外热成像监控及调度指挥中心系统可以在森林的防火工作中起到非常关键的作用，而且与人工监测相比之下，其优势与重要性极为突显。

1 红外热成像原理

红外热成像属于一种新兴技术，大于0.78μm的电磁波处在可见光光谱中的红色线之外的部分，被叫做红外线，也可以叫做红外线辐射;其意思是波长处在0.78μm至1000μm之间的电磁波，电磁波波长在0.78μm至2.0μm之间的被叫做近红外，而波长在2.0μm至1000μm之间的被叫做热红外[1]。实际上，在大自然中的所有物体均能辐射红外光，所以使用检测器测量目标物体和阴影中红外线差异就能够产生完全不一致的热红外图形。然而，红外热成像具有一种极其优良的性能，就是其可以把人们用肉眼无法观察到的地表温度的分布情况，转化成能够使人看见的代表目标地表温度分布状况的可视图。在森林中运用红外热成像技术后，当一切物体的地表温度分布情况大于-273℃的均会不断发出热红外线进行警示[1]。

此外，在人们对红外热成像技术原理认识程度逐步深入的过程中，红外热像仪的运用领域也越来越多。红外热像仪能够非常迅速地检测出设备的接触故障与器械组件的过热问题，进而可以规避重大的短路故障及火灾意外情况的出现。红外热成像产品可探析所有连接点的热危害，就部分被屏蔽且无法直接观察的零件，可按照外部零件的热传导来发现热危害;红外热成像产品也可以轻松检测环路过载或三相负载不平衡;在红外热成像的预防和维护中，可以防止潜在的热隐患，并且能够防止热电偶以及火灾等事故的出现[2]。

2 前端红外热成像及调度指挥中心系统在森林消防中的应用

2.1 前端探测系统

根据森林防火探测目标辐射波长的特点以及外界大气红外窗口的波长，通常都选择中波3至5μm，长波8至14μm的紅外热像仪。选择具有不同焦距与变焦比例的红外镜头，以探析距离与目标尺寸的差异。而且，由于红外热像的原理是通过对检测物体进行的红外辐射，所以当通过红外光检测到着火点时，还可以运用可见光来定位起火的精确位置[3]。

2.2 前端热成像及高清摄像机监控子系统的应用

森林消防过程中温度是其所需探测主要参考数值，然而红外热成像仪就能够准确的探测监控到森林周边的地表温度，红外热成像系统的工作原理是由红外热成像仪探测到物体所发射出来的红外线，再经过内部系统的技术转化之后获得该地区物体的温度圈，如果由红外热成像仪检测之后出现了高温情况，前端热成像系统将发送预警信息来提醒森林防火部门的工作人员[4]。该检测系统不会由于时间和气候恶劣性而受到制约或影响，它能够持续高效地实时监控目标。除此之外，由于在森林出现火灾事故的时候，会有非常多的烟雾，原始的起火点很容易被烟雾所掩盖，进而火势也会迅速蔓延开来;那么，红外热像仪就可以迅速的穿过烟雾，准确的找到起火点，并立刻发送灭火预警信号。另外，就算森林的火势已经被熄灭，但通常情况下会出现一些地下火灾，很容易引发余烬复燃的状况发生。而且红外热成像系统还可以监控并报告是否有地下火灾情况，所以，红外热成像系统可以提前发送火灾警示信息、及时传递火灾讯息并进行灾后的实施探测，其在森林防火、灭火的整个过程中都发挥非常关键的作用。按照现实的外界条件，可以在重点监测地装设高清摄像机，以24小时不间断的监视重点地区的实时情况。

2.3 UPS子系统与3G集群调度指挥子系统的应用

在前端红外热成像及调度指挥中心系统中所装设的UPS备用电源子系统，其通过3个输入端口和3个输出端口为主要的工作模式，UPS备用电源子系统能够在出现故障问题之后，立即为该系统供给一定的电源，而且备用电量的可使用时间可超过2小时[4]。

3G调度指挥系统是一种将语音与视频作为主要组成部分系统，它基于无线通信网技术，并通过现场实际的动向与具体情况来进行调度指挥。3G调度指挥系统集成了双向语音对话功能、极速视频采集记录功能、数据传输与信息存储以及卫星定位等功能，可以高效解决有关的问题及信息;所使用的是全国覆盖的3G移动通信网络信号，3G调度指挥系统不会由于外界条件优劣与距离的远近而受到一定的局限或制约，其规避了以往电磁所产生的不利影响[4]。调度指挥中心还能够一直显示目前每个终端设施的连接情况与工作状况，每2秒更新一次，还可以完成储存用户通话记录等事项。

3 结语

在国内社会经济持续发展的过程中，森林资源始终发挥着极为重要的作用。一方面，森林失火破坏了原始的森林资源;另一方面还破坏了生态系统和生态经济。所以森林防火任务是相关林业单位当前工作的重点所在。借助红外热成像及调度指挥中心系统的构建以及对其的有效运用，不仅可以及时响应试验意外、对林地森林造成的损失，而且可以使得森林防火工作有提前预警准备的时间，还能够及时传输火灾详情，进而及时开展灾后监控工作，该系统的构建对于森林防火工作的切实落实以及实时成效有极为关键的作用。

参考文献

[1]袁琳，左超.红外热成像技术在大空间区域防火监控中的应用[J].电子技术与软件工程，2019，（03）：80-81.

[2]闫杨.图像传输系统在森林航空消防工作中的应用[J].林业科技情报，2018，50（4）：50-52.

[3]邸勇.背负式融合通信指挥调度系统在应急救援现场应用及实践[J].卫星应用，2019，（8）：58-62.

[4]李兴海，张景亮，张伟.前端红外热成像及调度指挥中心系统在森林消防中的应用研究[J].机电产品开发与创新，2019，32（05）：20-21.