森林防火及防护监控系统解决方案

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1、-森林防火防护监控系统解决方案海康威视系统技术公司总部：市滨江区东流路700号客服热线: 400-700-5998 网址: .hikvision.目 录第1章 概述51.1 工程背景51.2 需求分析51.3 现状描述6 采用地面巡护6 采用瞭望台监测6 采用航空巡护6 采用卫星遥感61.4 现状解决7第2章 系统总体设计82.1 森林防火组织架构82.2 系统拓扑图92.3 设计思路92.4 设计目标92.5 系统组成10 前端系统10 传输网络10 平台11第3章 前端系统设计123.1 系统概述123.2 前端典型架构123.3 功能设计123.4 红外热成像摄像机133.5 环境监控报

2、警主机14 温湿度传感器14 风速传感器14 烟感传感器143.6 森林防火专用平台软件153.7 与林区自动气象站系统对接153.8 保障系统15 供电系统15 防雷系统18第4章 传输网络设计194.1 专网194.2 无线传输19 微波传输204.2.2 3G传输20第5章 监控中心设计225.1 监控中心典型架构225.2 硬件设备组成22 效劳器22 客户端24 存储设备25 解码设备26 大屏显示设备26 短信模块27 防火墙27第6章 平台软件设计306.1 平台架构30 根底开发平台31 平台效劳31 业务逻辑子系统31 应用系统316.1.5 Web Service接口316

3、.2 平台特点316.3 平台运行环境32 操作系统32 数据库32 双机切换软件326.4 平台模块32 中心管理模块33 存储管理模块33 存储模块33 流媒体模块33 报警模块33 网管模块34 云台代理模块34 客户端34 电视墙模块356.5 平台根本功能35 视频监控35 录像管理36 存储管理36 数据转发37 语音功能37 远程控制37 报警管理38 电子地图38 权限管理38 平安管理39 系统管理39 报表管理406.5.13 Web配置及监控406.6 平台性能参数41第1章 概述1.1 工程背景目前，森林火灾是世界性林业重要灾害之一，每年都有一定数量的发生，造成林业资源

4、的重大损失和全球性环境污染。森林火灾具有突发性，灾害的发生的随机性，在较短的时间能造成较大的损失的特点。因此一旦有火警发生，就必须以极快的速度采取扑救措施，扑救是否及时，决策是否得当，重要原因都取决于对林火行为的发现是否及时，决策措施是否得当。如何实现森林防火工作的规化，科学化，信息化，真正做到早发现，早解决火灾隐情。数字化森林监控已成为及早觉察，排除森林火灾隐情的必要手段。随着科技的开展，现在森林防火也开场实现智能化管理，工作人员只需坐在办公室拖动鼠标，就可观测林区画面。并在发生紧急情况时，通过监测画面及语音播送对前端林区进展远端遥控，指挥抢险工作。1.2 需求分析1) 由于近几年林业工作开

5、展顺利林区面积大量增加，现在林下植被和枯枝落叶越来越多，林下可燃物载量逐渐加大，发生森林火灾的时机在不断增加；2) 目前林区森林主要以桉林、松林为主，且多为幼中龄林，森林构造还丰富多样，火灾自控能力低，易燃性较强；3) 随着经济的开展和人民生活水平的提高，从事林业经营活动显著增多，林区人员流动频繁，游玩用火、上坟祭祖等带来了大量的火灾隐患，使火源的管理难度加大；4) 在市场大环境下，发动群众扑火困难不断增加；5) 目前的森林火灾预警扑救综合机制尚未健全，指挥决策信息化能力有待进一步提高，各区根底设施建立水平不平衡等；1.3 现状描述1.3.1 采用地面巡护地面巡护，主要任务是向群众宣传，控制人

6、为火源，深入瞭望台观测的死角进展巡逻。对来往人员及车辆，野外生产和生活用火进展检查和监视。存在的缺乏是巡护面积小、视野狭窄、确定着火位置时，常因地形地势崎岖、森林茂密而出现较大误差；在交通不便、人烟稀少的偏远山区，无法进展地面巡护，需用各种交通工具费用及人员工资费用，只能用视频监测方法来弥补。1.3.2 采用瞭望台监测瞭望台监测，是通过瞭望台来观测林火的发生，确定火灾发生的地点，报告火情，它的优点是覆盖面较大、效果较好。存在的缺乏：是无生活条件的偏远林区不能设瞭望台；它的观察效果受地形地势的限制，覆盖面小，有死角和空白观察不到，对烟雾浓重的较大面积的火场、余火及地下火无法观察；雷电天气无法上塔

7、观察；瞭望是一种依靠了望员的经历来观测的方法，准确率低，误差大。另外瞭望员人身平安受雷电、野生动物、森林脑炎等的威胁。1.3.3 采用航空巡护航空巡护，是利用巡护飞机进展林火的探测。它的优点是巡护视野宽、机动性大、速度快同时对火场周围及火势开展能做到全面观察，可及时采取有效措施。但也存在着缺乏：夜间、大风天气、阴天能见度较低时难以起飞，同时巡视受航线、时间的限制，而且观察围小，只能一天一次对*一林区进展观察，如错过观察时机，当日的森林火灾也观察不到，容易酿成大灾，固定飞行费用2000元/小时，本钱高，租用飞机费用昂贵，飞行费用严重缺乏，这就需要用定点视频监测来弥补其缺乏。1.3.4 采用卫星遥

8、感卫星遥感，利用极轨气象卫星、陆地资源卫星、地球静止卫星、低轨卫星探测林火。能够发现热点，监测火场蔓延的情况、及时提供火场信息，用遥感手段制作森林火险预报，用卫星数字资料估算过火面积。它探测围广、搜集数据快、能得到连续性资料，反映火的动态变化，而且收集资料不受地形条件的影响，影像真切。存在的缺乏：准确率低，需要地面花费大量的人力、物力、财力进展核实，尤其是交通不便的地方，火情核实十分重要。在接到热点监测报告2小时应反响核查情况和结果。卫星遥感监控森林防火的其缺乏是：l 热点到达3个像素时，火已根本成灾。l 从卫星过境到核查通知扑火队伍时间过长，起不到“打早、打小、打了的作用。1.4 现状解决1

9、) 采用红外热成像摄像机利用热成像原理，探测林区热辐射，通过不同目标温差实时成像，搭配了测温模块可全天候对林区扫描检测，当测得温度及温差数据符合林火特征时，系统发生报警，及时让防火值班人员掌握林区火灾隐患，及时制定灾害扑救方案等。2) 采用与环境信息相结合的综合监测，可以实时的了解当前监控点的风力、风向、温湿度、烟雾等数据，为森林防火指挥提供有力数据信息，满足当前森林防火的各种要求。3) 采用与地理信息系统GIS相结合，实现森林资源信息的可视化化管理，可以更加有效地为森林防火提供信息支持。4) 采用透雾成像技术，由于森林防火监控系统安装在林区的山上，山区经常浓雾弥漫，普通的镜头无法到达正常的监

10、控效果，使用透雾镜头解决了山区雾大，成像难的问题。第2章 系统总体设计2.1 森林防火组织架构图1组织架构图2.2 系统拓扑图图2系统拓扑图2.3 设计思路森森防火监控系统是集硬件、软件、网络于一体的联网系统，以森林防火平台软件iVMS-8800为核心，在主控中心能够实现对各个林区防火监控系统的全方位管理。前端视频监控点设定在移动基站的制高点，传输设备安装在移动基站，通过移动传输网与监控中心网络点对点联接。每个视频监控点周围分布多个烟雾报警点、温度、湿度监控点，在监测到有火灾信号时，系统会及时将报警信号传到对应的前端视频监控点同时将信号传递到主站监控中心。2.4 设计目标l 远程视频监控以直观

11、、真实、有效而被广泛应用在许多重点防地区。通过安装红外热成像、可见光摄像系统全天候监控林区，观测森林火情、对初发火情，做到及时发现、及时救护。使火灾隐患消亡在萌芽状态；l 远程视频监控能在森林发生火灾时把现场的图像及当时环境信息传回指挥中心，指挥中心通过监视前端摄像机图像及环境信息指挥调度救火，最大限度的能减小火灾造成的损失；l 远程视频监控能真实记录火灾发生前救火过程中以及救火以后现场的真实情况从而对火灾进展处理，提供有效真实的资料；l 从瞭望塔至林区管理指挥中心通过无线传输，不受距离限制，不受遮挡，无线网络覆盖的地方就可以把前端图像传输至监控管理中心。森林防火消防中心可对火情及现场情况进展

12、实时观察，以便及时了解现场情况协调调度指挥；l 林区监控管理指挥中心通过无线网络远程对前端设备进展长焦,短焦控制，对云台进展上下,左右控制；l 林区监控管理指挥中心能记录火情发生,开展和消灭的整个过程，对以后的火情的预防,治理提供真实有效的直观资料。l 山上需要24小时不连续供电，满足所以设备用电需要，根据目前技术条件设计采用风光互补供电系统，保证山上不具备布线条件的监控点设备 不连续供电，正常工作。2.5 系统组成森林防火监控系统由前端系统、传输网络、平台这三个相互衔接、缺一不可的局部组成。2.5.1 前端系统前端系统对林区现场的图像及环境信息等信息进展采集、编码及上传，并根据制定的规则进展

13、自动化联动。2.5.2 传输网络传输网络可采用无线传输网络，安装在几公里或上百公里以外的监控点上的无线传输设备，可将摄像机、镜头拍摄的现场图像、声音实时传输到监控中心。2.5.3 平台主控中心平台可管理所辖林区的所有设备，接收由所林区上报的视音频及环境信息，同时可以满足平台用户视频、音频信息查看、林区设备控制的需求。第3章 前端系统设计3.1 系统概述前端系统主要以红外热成像摄像机为核心满足日常森林防火监控需求，同时整合信息地理系统、环境量信息、报警信息实现森林防火综合监控。3.2 前端典型架构图3前端典型系统拓扑图3.3 功能设计l 实时视频监视利用建立分布在各野外监控点，获取覆盖围的监控红

14、外及可见光视频图像，实现全天候不连续监控。在正常情况下摄像头工作在自动巡航扫描方式，观测人员在监控中心可观测到一定围的林木地貌、道路、人员等红外及可见光视频图像，系统可进展全程录像，假设遇异常情况，工作人员可及时将红外及可见摄像头从自动状态下转为手动状态，并对相关目标进展跟踪、定位、放大可见光，以便仔细全面地进展观测分析。l 环境数据监测林区自然条件等因素可在一定程度为森林防火提供参考依据，高温、雷雨、干旱等天气林区火灾发生率普便较高，监控人员为全面地掌握林区实时环境状况，需对温度、湿度、风力、烟雾浓度等环境信息进展采集、处理和上传，生成曲线和报表，方便实时监控、历史查询、统计分析。同时火灾发

15、生时现场环境数据可为中心人员制定灭火方案提供相应决策依据。l 远程控制主控中心通过客户端和浏览器可对所辖林区的任一摄像机进展控制，实现遥控云台的上/下/左/右和镜头的变倍/聚焦，并对摄像机的预置位和巡航进展设置控制应具有唯一性和权限性，同一时间只允许一个高权限用户操作。 l 语音对讲在瞭望台配置语音对讲设备，通过对讲设备中心工作人员可指导日常林区巡检员巡检工作及应急抢险灭火工作。l 录像回放对监控视频进展实时存储，记录事故前后的现场情况，记录事故抢险过程；通过网络调用回放录像，提供事故发生时的资料，为事故分析和事故处理提供帮助，并为事故处理和标准化作业教学提供珍贵的资料。l 配置维护能对林区摄

16、像机进展校时、重新启动、修改参数、软件升级、远程维护等功能。管理员不必到达设备现场，就可修改设备的各项参数，提高的设备维护效率。l 与GIS系统相结合监控系统与GIS相结合，以电子地图为根底,实现地图根本操作功能,实现对森林火灾的分析预报,森林防火工作的可视化管理，为防火提供直观的规划和决策支持。3.4 红外热成像摄像机红外热成像视频是远红外热图像，经过一系列的处理，可形成物体外表的热图像，并进展相关部位的温度测量。且抑制雨雪雾的能力较高，所以在夜间以及较恶劣气候条件下，采用红外热成像监控设备可以对各种目标进展可靠监控及预警。为使热成像探测火灾的准确性更高，可以搭配可见光摄像设备做为热成像火灾

17、探测的补充，当热成像发现火灾点时，由控制人员通过可见光摄像画面进展核实，确认无误即可实现林火的准确预警。红外热成像摄像机可实时自动测量视场中物体的最高温度，如发现温度超过系统设置的报警温升，可自动报警。因此，可提供森林防火早期预警。在大面积的森林中，火灾往往是由不明显的隐火引发的。这是消灭性火灾的根源，用现有的普通方法，很难发现这种隐性火灾苗头。采用红外热成像仪，则可以快速有效地发现这些隐火，把火灾消灭在最初。3.5 环境监控报警主机环境监控报警主机可以通过4-20mA模拟量接口、开关量接口、RS-485串口与各子系统连接，对各种数据进展聚集，处理成数字信号，并可以提供向上的接口供主站访问、管

18、理。3.5.1 温湿度传感器温湿度传感器，采用传感、变送一体化设计，采集温湿度数据，进展数据校正转换，转换成4-20mA电流环信号连接至环境监控报警主机，温湿度模拟量能实时上传主控中心，控制中心能随时查阅林区的环境温湿度，并做出相应的处理。3.5.2 风速传感器风速传感器顾名思义是测量空气流速的仪器，仪器的转速传感器能把风速转换成4-20mA电流环信号上传连接至环境监控报警主机，能把现场风速实时上传主控中心，控制中心能随时查阅林区的风速，并做出相应的处理。3.5.3 烟感传感器现场配置有不同数量的烟感等火灾探测器，来监测烟雾报警情况。可通过开关量连接至环境监控报警主机，当检测烟雾时能自动发出报

19、警信号，提醒控制中心工作人员，并可联动摄像机预置位查看现场实际情况。3.6 森林防火专用平台软件海康威视森林防火专用平台软件iVMS-8800，是我们根据森林防火系统的特点开发而成。软件可以支持超大规模的部署，能满足多级管理的应用需求。软件采用模块化构建方式，可应需裁剪；采用Web Service作为对外的效劳接口协议，方便二次开发商集成；方便的增值业务集成；统一的平台部协议；统一的部署和管理。3.7 与林区自动气象站系统对接可与林区气象站系统进展对接，将气象站监测的风向、风速、温度、湿度等各种环境量数据与监视系统进展整合，以求最大程度挖掘系统潜力，最大程度提升管理品质，为客户创造最大价值。3

20、.8 保障系统3.8.1 供电系统监控中心采用普通办公用电，为防止意外停电，中心使用UPS电源，以保证最低8小时持续供电。前端基站供电前端基站的供电方式主要是太阳能以及风能，采取“风光互补方式发电，利用风能和太阳能同时供电。3.8.1.1 太阳能供电选择太阳能方式之前要考虑安装的地方是否真的适宜安装与使用太阳能，例如*些地区的日照时间短，或者比较阴暗，都有可能并不适合安装使用太阳能。太阳能供电具备以下特点：l 配合无线传输方式能够彻底无线化；l 无缆式独立供电，组件灵活、小巧，方便安装与组网；l 全低压直流供电方式，能源利用效率高平安性好；l 维护费用少造价低；l 传输不受距离和地形限制。选择

21、过程中还需要考虑太阳能蓄电池的功率，在功率缺乏的情况下通常结合风能发电使用，这种方式即称为“风光互补。3.8.1.2 风能供电选择风能方式之前要考虑安装的地方是否具备使用风能的条件，是否处于大风比较多的地区，选择什么类型的风能发电机组。风能发电的特点即蕴量巨大、可以再生、分布广泛、没有污染。三大弱点是：密度低、不稳定、地区差异大。3.8.1.3 UPS或蓄电池UPS就是不连续电源，它是一种含有储能装置，以逆变器为主要元件，稳压、稳频输出的电源保护设备，它可以解决电力的断电、低电压、高电压、突波、杂讯等现象。UPS 还有个优点是反响迅速响应时间短，如果采用后备式，而且蓄电池配置合理的话，可以有效

22、延长用电设备的“续航时间。普通蓄电池大致可分为铅酸式、胶体式和锂电池三大类。铅酸式：其容量较大，充电时间短，放电电流大；但是体积较大，酸液容易泄露，充电时产生的氢气和硫对周边的设备有一定的危害性。胶体式：体积小，能够以任何角度或体位放置，充电时间较短；缺点是容量不是很大。锂电池：锂电池综合了上述两种电池的优点，而且放电电压平稳，持续放电时间较长，但是价格较高。在工程选择时主要考虑输出电压，响应时间以及续航时间等因素。3.8.1.4 农电供电在工程中前端基站大都在森山老林中，附近并没有农电线路。但在少局部地区还是使用农电供电的。这种方式能够局部替代风光互补方式供电。在农电的选择上主要考虑电压稳定

23、性、搭线难度、价格等因素。3.8.2 防雷系统为确保监控系统可靠、稳定地运行，系统需进展合理、优化的防雷设计，具体从以下方面考虑：l 避雷针对于支架安装的摄像机，由于位置较高，可能会受到直击雷的危害，因此需安装避雷针，采用扁钢或其他等效导体作为引下线，泄放雷击放电电流。避雷针的架设需要综合考虑周边环境进展设计，确保林区设备摄像机、终端盒处于直击雷防护围。l 接地摄像机外壳、摄像机支架及场地终端盒等应进展可靠接地，接入接地系统。l 线缆防雷器为进一步提高系统的抗雷击能力，除设备需具备防雷功能外，电源线应满足三级防雷要求，弱电线路应采取防浪涌措施。各类可能引入雷击的线缆应加装各种防雷器。对于模拟摄

24、像机，建议采用三合一电源、视频、485线缆防雷器；对于网络摄像机，建议采用单相电源防雷器及机架式网络信号防雷器。第4章 传输网络设计森林防火监控系统具有特殊的地理环境，传输方式不可能采用有线或光缆。因此应首先考虑无线微波传输方式，无线微波传输方式施工方便，造价低廉，图像实时传输、清晰，并且可根据传输距离的远近、现场自然条件的不同，其功率的大小可以按要求配制，在遇障碍物阻挡的情况下，可采用微波中继图像/数据系统。4.1 专网在我国电子政务的指导性文件中详细提出了电子政务网由电子政务网与电子政务外网组成。党政机关业务网络与国际网物理隔离。随着电子政务应用的不断开展需要翻开越来越多的网络设备端口，从

25、而降低了平安性，让越来越多的政府部门不敢使用其承载业务信息。基于上述考虑，国家在两网的根底上增加了政务专网。政务专网是党政机关非涉密的部办公网，主要用于非涉密信息的传递。实际工程工程中，专网的带宽根据实际需要而定，从2M-10M不等。4.2 无线传输当前主要的无线传输方式分为模拟微波无线传输方式以及数字无线视频传输方式。对于模拟无线微波传输这种方式采用不同的波段直接传输监控摄象机采集来的模拟信号。优点是信号损失度较数字方式要小的多，适合高质量视频传输的需要。数字无线视频传输与模拟相比，设备造价低，延迟较大，图象质量相比下较差。其运做原理是将监控摄象机输出的模拟信号，经过编码后转变为数字信号，在

26、无线网络上传输，因此在中心接设备的时候一般是通过网线接入的，无法直接接入模拟终端，比方监视器之类的设备。当然如果进展解码器的复原处理后还是可以接的，但是由于视频信号经过了模拟转数字的质量损失后，再进展数字到模拟的复原。因此画质的损失比较严重。目前比较流行的数字无线微波有GSM，CDMA，WI-FI，WIMA*，3G等形式。常见的设备有无线网桥，无线视频效劳器，视频编解码设备等。下面是主要采用的传输方式：4.2.1 微波传输微波是一种频率超过1GHz的电磁波，波长围在毫米厘米数量级，其波长比普通无线电波更短。微波传输类似光线直线传输，是一种视距围的接力传输。由于微波的波长很短，因此它不能像中波那

27、样可以沿着地球外表传输，因为地面很快就把它吸收掉了；它也不能像短波那样可以通过电离层反射传输到地面很远的地方，因为它能够穿过电离层逸入太空。由于地球外表是一个曲面，所以微波只能在视距围作直线传输，因此决定了两个微波站之间的传输距离不能很远，一般在km左右，否则将不能获得较稳定的传输特性。当前使用的频率是赫兹波段民用波段。4.2.2 3G传输3G，其全称为3rd Generation，中文含义就是指第三代数字通信第三代与前两代的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，且更多考虑对无线数据业务的支持。3G同样是一种微波传输的一种，由于3G本身只是一个概念，对于频段并没有统一的划分。目前中国电信现

28、在拥有800MHz C网，而其它运营商的3G是2000MHz频段。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、会议、电子商务等多种信息效劳。为了提供这种效劳，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps兆字节每秒、384kbps千字节每秒以及144kbps的传输速度。3G的技术标准，国际电信联盟ITU在2000年5月确定WCDMA、CDMA2000和TDSCDMA三大主流无线接口标准，写入3G技术指导性文?2000年国际移动通讯方案?WCDMA 全称为Wideband CDMA，这是基于GSM网开展出来的3G技术规，是欧洲

29、提出的宽带CDMA技术，它与日本提出的宽带CDMA技术根本一样，目前正在进一步融合。该标准提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的演进策略。GPRS是General Packet Radio Service (通用分组无线业务)的简称，EDGE是Enhanced Data rate for GSM Evolution (增强数据速率的GSM演进)的简称，这两种技术被称为2。5代移动通信技术。CDMA2000 CDMA2000是由窄带CDMA(CDMA IS95)技术开展而来的宽带。CDMA20001*被称为2。5代移动通信技术。CDMA20003*与CDMA20001*的

30、主要区别在于应用了多路载波技术，通过采用三载波使带宽提高。目前中国联通正在采用这一方案向3G过渡，并已建成了CDMA IS95网络。TD-SCDMA 全称为Time Division Synchronous CDMA(时分同步CDMA)，是由我国大唐电信公司提出的3G标准，该标准提出不经过2.5代的中间环节，直接向3G过渡，非常适用于GSM系统向3G升级。 在使用的过程中主要参考运营商在工程区域的网络覆盖以及质量情况。第5章 监控中心设计5.1 监控中心典型架构图4中心典型系统拓扑图5.2 硬件设备组成地区级平台通过森林防火专网与林区监控系统连接，对前端监控资源进展整合，对前端设备进展集中维护

31、和管理；省级平台通过森林防火专网与地区级平台的级联效劳器通信，级联效劳器把命令转发至其他应用效劳器实现对前端资源的监控。平台主要由应用效劳器、客户端、存储设备、解码设备、网络交换机、防火墙、大屏显示设备等组成。为保障前端系统的监控质量，平台需具备完善的机房根底保障和先进的网络设备、丰富的网络带宽和光纤资源；为保障平台的稳定运行，平台的网络采取双网配置，所有设备都冗余配置在两个不同的网络中。5.2.1 效劳器主站系统的效劳器可以分布式部署、独立运行，各效劳器都可以支持应用集群的方式冗余进展配置和在线扩大，具备彼此的应用效劳器接收能力。效劳器统一采用PC效劳器；效劳器应具备多CPU系统、高带宽系统

32、总线、I/O总线，具有高速运算和联机事务处理OLTP能力，具备集群技术和系统容错能力；效劳器应支持双路独立电源输入，采用机架式安装。主站系统主要有以下效劳器：中心管理效劳器、流媒体效劳器、级联效劳器、存储管理效劳器等。其他软件模块可安装在这些效劳器实现功能。5.2.1.1 管理效劳器管理效劳器是综合监控主站系统的核心单元，应实现前端设备、后端设备、各单元的信令转发控制处理，报警信息的承受和处理以及业务支撑信息管理，同时也需要提供用户的认证、授权业务以及提供网络设备管理的应用支持，包括配置管理、平安管理、计费管理、故障管理、性能管理等等。地区级主站的管理效劳器应能满足对全地区林区视频资源接入及主

33、站设备的管理需求。 5.2.1.2 流媒体效劳器流媒体效劳器是综合监控系统省级主站的媒体处理单元，实现客户端对音视频的请求、承受、分发，流媒体效劳器仅承受本域管理效劳器的管辖，在管理效劳器的控制下为用户或其他域提供效劳。流媒体效劳器可实现集群部署，可实现分布式部署，即可向前端或其他流媒体效劳器发起会话请求，也可以承受客户端设备或其他流媒体效劳器的会话请求。流媒体效劳器能承受并缓存媒体流，进展媒体流分发，将一路音视频流复制成多路。5.2.1.3 存储效劳器存储效劳器是网络存储的管理者，集中配置以海量存储方式实现录像方案，并按方案执行录像任务。存储管理效劳器通过虚拟存储管理技术，支持DAS、NAS

34、、IP-SAN各种存储设备；支持集中存储管理模式，也支持站端控制主机分布式存储方式；支持PB级海量音视频数据存储、快速检索；支持灵活的备份策略；支持数据自动修复技术数据补录，支持报警集中存储和重要事件集中备份管理。5.2.1.4 级联效劳器级联效劳器主要用于平台与平台之间的互联互通，它将本平台需要向其他平台传输的信令、音视频流转换成标准的协议，发往其他平台的通信效劳器，同时将收到的采用标准协议的信令、音视频流转换本钱平台所能解析的协议语言，送往其他效劳器进展分析操作，由此实现平台与平台之间的互联互通。5.2.1.5 选型原则考虑到综合监控系统的稳定运行，主站所有效劳器需采用在森林防火行业有实际

35、应用的国际知名品牌，建议配置可参考下表：设备配置效劳器机架式安装；处理器：2*Intel *eon 7440(四核，2.4Ghz，6M/L2，16M/L3，1066MHz FSB)，可扩四个CPU；存：4*4GB ECC DDR-II存，最大可扩大至256GB；网络：4*1000M自适应以太网卡；硬盘：2*300GB 3.5SAS 15Krpm；置硬盘控制器：SAS RAIDROMB，支持RAID 0/1/1E/5/6/10/50/60；电源: 双热插拔冗余电源，单电源可正常运行。5.2.2 客户端5.2.2.1 配置客户端配置客户端负责对平台部进展大屏幕配置、权限管理、录像管理、告警管理、平

36、安管理、电子地图管理、模拟量数据管理、数据库管理、系统管理及林区摄像机、灯光等系统的配置管理。海康威视B/S配置客户端专门用于对主站系统进展维护、配置和管理，满足配置客户端需要实现的功能。5.2.2.2 监控客户端监控客户端负责对主站所辖林区的摄像机视频和录像信息查看，电子地图管理，模拟量数据实时曲线浏览和历史数据检阅及摄像机、灯光等系统信息的获取和控制。海康威视C/S控制客户端专门用于对主站系统视频、环境信息调阅，对设备进展操作、控制，满足控制客户端的要求。5.2.2.3 选型原则主站工作站可采用普通PC，建议采用在森林防火行业有实际应用的品牌，建议配置可参考下表：设备配置工作站处理器：不低

37、于酷睿2双核E7400档次主频2.5G Hz，L34MB；存：4GB ；硬盘：300GB SATA硬盘；网络：1个10/100/1000M自适应网口；显卡：独立3D显卡，板载显存512M。5.2.3 存储设备主站系统由于管理着下属成百上千的设备，需对站端视频录像和数据进展存储。数据需通过数据库进展管理，NAS对于读写频繁的数据库系统，不是很适合。对于数据库存储这种读写要求使用率高的任务来说，IP-SAN比较适宜，建议采用海康威视DS-A10系列高性能IP-SAN，型号DS-A1024R。IP-SAN，即基于IP以太网络的SAN存储架构，随着以太网技术的开展，使IP-SAN对SAN技术进一步的拓

38、展。它使用iSCSI协议代替光纤通道FC协议来传输数据，直接在IP网络上进展存储，iSCSI协议就是把SCSI命令包在TCP/IP 包中传输，即为SCSI over TCP/IP。IP-SAN架构不必使用昂贵的光纤网络、FC-HBA卡和光纤通道存储设备，而是使用IP以太网络、以太网卡和iSCSI存储设备。相比FC-SAN，IP-SAN存储架构要廉价的多，而且实施起来更容易。与FC-SAN类似，IP-SAN也可以将存储设备分成一个或多个卷，并导出给前端应用客户端，客户端计算机可以对这些导过来的卷进展新建文件系统格式化操作。客户端计算机对这些卷的访问方式为设备级的块访问，IP-SAN通过把数据分成

39、多个数据块(Block)并行写入/读出磁盘，块级访问的特性决定了iSCSI数据访问的高I/O性能和传输低延迟。IP-SAN继承了IP网络开放、高性能、高可靠性、易管理、可扩展性强、自适应性强的优点，存储方式灵活，实现存储网络与应用网络的无缝连接，并提供了优良的远程数据复制和容灾特性。IP-SAN存储主要具有如下特点：l 具有高带宽“块级数据传输的优势。l 基于TCP/IP，IP网络技术成熟，具有TCP/IP的所有优点，如可靠传输，可路由等，减少了配置、维护、管理的复杂度。l 可以通过以太网来部署iSCSI存储网络，易部署，本钱低。l 易于扩展，当需要增加存储空间时，只需要增加存储设备即可完全满

40、足，扩展性高。l 数据迁移和远程镜像容易，只要网络带宽支持，根本没有距离限制，更好的支持备份和异地容灾。5.2.4 解码设备解码器建议采用海康威视63系列机架式解码器，机架式解码器产品硬件构造设计上参考ATCA(Advanced Telemunications puting Architecture 高级电信计算架构)标准，用于将前端网络视频信号解码输出上电视墙，支持解码多种编码格式网络视频，支持多种网络传输协议，支持多种模拟信号输出接口，专为视频监控系统的部署与管理而设计的一体化电信级机架式解码器。5.2.5 大屏显示设备主控中心配置有大屏幕综合显示系统，林区相关信息会显示在大屏幕综合显示系

41、统，充分利用大屏系统超高分辨率、超高比照度的显示特点目前市面有三种主流拼接屏LCD、PDP和 DLP，下表对三种大屏幕拼接产品的核心技术参数和性能方面的特点做了比照。产品类型LCDPDP等离子DLP显像部件液晶面板等离子气体电子微镜光源荧光灯气体发光UHP灯或LED亮度cd/m250010001000450900图像比照度1500:13000:110000:12000:1可视角度178度160度160垂直110物理分辨率13667688534801024768或1400*1050图像清晰度很好一般中等色彩复原性最好较好较好系统维护根本免维护容易灼伤 、灼伤后不可完全修复灯泡工作可靠性稳定不适合

42、显示偏静态图像较稳定拼缝6.7mm1mm1mm小结推荐使用，亮度高、比照度大、色彩好、维护本钱低。不推荐使用，因为存在灼伤、物理分辨率低等缺陷。推荐使用，特别是对物理拼缝要求高的场合。根据比照，推荐采用海康威视LCD大屏-46寸超窄边液晶6.7mm。5.2.6 短信模块短信模块俗称短信猫，是一种基于无线GSM技术的工业级MODEM，嵌GSM无线通信模块，插入移动运营商的手机SIM卡后，可用来收发短信。短信模块通过串口数据线和管理效劳器相连，在平台软件中可以配置报警联动短信功能，当林区发生报警时，通过短信模块把报警信息及时发送给相关负责人。5.2.7 防火墙防火墙是一种计算机硬件和软件的结合，使

43、部网和外部网之间、专用网与公共网之间建立起一个平安网关Security Gateway，从而保护部网或专用网免受非法用户的侵入，防火墙主要由效劳访问规则、验证工具、包过滤和应用网关4个局部组成。防火墙是解决网络边界平安的重要设备，它主要工作在网络层之下，通过对协议、地址和效劳端口的识别和控制到达防入侵的目的，可以有效的防基于业务端口的攻击。防火墙实际上是一种隔离技术，最根本功能就是控制在计算机网络中，不同信任程度区域间传送的数据流。例如互联网是不可信任的区域，而部网络是高度信任的区域。防火墙是在两个网络通讯时执行的一种访问控制尺度，它允许你授权的用户进入你的网络，同时将未授权的用户隔离在网络之

44、外，以防止平安策略中制止的一些通信，最大限度地阻止网络中的黑客访问你的网络。换句话说，如果不通过防火墙，MIS网用户就无法访问Internet，Internet上的人也无法和MIS网用户进展通信。防火墙具有很好的保护作用，入侵者必须首先穿越防火墙的平安防线，才能接触目标计算机，用户可以将防火墙配置成许多不同保护级别。主站系统需冗余配备1000M防火墙。防火墙主要功能如下：l 通过源地址过滤，拒绝外部非法IP地址，有效的防止了外部网络上与业务无关的主机的越权访问。l 可以只保存有用的效劳，将其他不需要的效劳关闭，可以将系统受攻击的可能性降低到最小限度，使黑客无机可乘。l 可以制定访问策略，只有被

45、授权的外部主机可以访问部网络的有限IP地址，保证外部网络只能访问部网络中的必要资源，与业务无关的操作将被拒绝。l 外部网络对部网络的所有访问都要经过防火墙，所以防火墙可以全面监视外部网络对部网络的访问活动，并进展详细的记录，通过分析可以得出可疑的攻击行为。l 安装防火墙后，网络的平安策略由防火墙集中管理，黑客无法通过更改*一台主机的平安策略来到达控制其他资源访问权限的目的。l 可以部署NATNetwork Address Translation：网络地址变换，使外部网络用户不能看到部网络的构造，使黑客攻击失去目标。防火墙建议采用在水文监测行业有实际应用的品牌，建议配置可参考下表：设备配置防火墙

46、具有自主知识产权的国产设备；机架式安装；硬件架构：宜采用NP、ASIC架构；至少具备4个千兆网络接口RJ45；双电源；热备接口：具备双机热互备接口，单机配置时可不考虑此项；采用专用效劳器硬件和平安操作系统；可以基于网络地址、通讯协议、通讯端口、用户、信息传输方向、操作方式、网络通讯时间、网络效劳等进展综合过滤与访问控制；支持动态网络地址转换NAT，支持IP和MAC地址绑定，支持应用层协议的容过滤；支持路由及交换两种工作模式；支持包过滤、状态检测及应用代理；具备透明网桥、路由及NAT工作模式；具有平安的自身防护能力，可实时防止多种网络攻击和扫描，异常情况可发出告警信息；信息转换通过带宽不小于12

47、00Mb；最大并发连接数大于100万个；每秒新建连接速度大于30000个；平均无故障时间不小于6000小时。第6章 平台软件设计iVMS-8800是海康威视专为森林防火用户量身定制的平台软件，采用模块化设计，部署方便，操作简便，还可根据森林防火自身管理要求和现状做进一步的定制开发，充分表达森林防火系统为管理带来的效率。6.1 平台架构面向效劳的软件架构SOA将成为新一代网络效劳的根底框架，其在传统的IT开发领域取得了良好的开展，将SOA的思想引入到森林防火平台软件的开发中来，有力的保证了我们设计的先进性。通过使用SOA的架构，以松散耦合的方式公开业务效劳，更易于集成和管理复杂性、更快地整合现有

48、系统；通过良好的分层构造，统一的接口效劳，可以有效减少效劳督察平台的复杂度。森林防火平台软件的架构层次如以下列图所示。图表 1森林防火平台软件架构层次图主要分为以下几个层次：6.1.1 根底开发平台对操作系统、数据库、平安加密、多媒体协议的封装，屏蔽差异，实现上层应用的平台无关性，提高开发效率和系统兼容性。6.1.2 平台效劳在平台效劳层我们提供了中心管理、认证授权、校时效劳、流媒体效劳、存储效劳、网络管理、报警管理等通用效劳外，还提供了电信级系统必须具备的负载均衡、双机热备等效劳。6.1.3 业务逻辑子系统通过常用业务的归纳、封装，这层提供了视频、报警、智能、对讲、电子地图等监控安防业务，方

49、便应用层调用。6.1.4 应用系统海康威视森林防火平台软件除了有传统的C/S客户端，也有基于最新WEB技术的B/S客户端，最大程度满足森林防火的不同场合下的需要。6.1.5 Web Service接口海康威视森林防火系统平台软件通过Web Service提供对外接口，这可以在异种操作系统、异种语言之间进展交互，也是和其他IT和业务应用程序集成的最好方法。6.2 平台特点海康威视森林防火平台软件在功能上有以下特点：l 支持海量设备接入。l 分布式监控，部署、升级灵活方便。l 集中管理，多级别控制，完善的用户权限定义。l 巡检设备和效劳器工作状态，系统平安可靠。l 统一的报警管理，支持多种联动方式

50、。6.3 平台运行环境6.3.1 操作系统效劳器选用Linu*操作系统，Linu*系统有着良好的平安性，可以有效确保系统的数据平安。6.3.2 数据库平台能够兼容所有数据库，可配置通用、成熟的商用数据库作为监控设备配置信息、监控数据库、历史数据库的存储及管理平台。MySQL作为一个广泛使用的、成熟的数据库系统，支持Linu*平台软件，能够满足森林防火监控系统的要求，满足数据库操作主要为OLTP方面应用且不频繁的特点。考虑到效劳器的双机热备，采购的数据库需具备数据同步功能。6.3.3 双机切换软件为确保视频森林防火系统的稳定工作，系统采用了双机热备的方式，即部署两台软硬件配置完全一样的效劳器，当

51、一台效劳器出现故障的时候，另外一台效劳器接替其工作。双机之间通过以太网线和串口线进展“双重心跳侦测，但还需部署软件切换软件，当备机侦测不到主机的心跳信号时，根据预设的软件规则进展主备切换。6.4 平台模块森林防火系统平台主要包括中心管理、存储管理、存储、流媒体、报警、网管、云台代理、客户端等模块，还可按需添加设备接入、智能分析、电视墙等模块。6.4.1 中心管理模块中心管理模块是整个系统的核心组件，提供统一的认证、授权、管理效劳。作为认证模块，支持AAA、PKI/PMI的集成；作为管理模块，对系统的用户、角色、权限、前端设备录像设备、各种效劳器进展集中配置管理；作为应用模块，提供各类业务，提供

52、完善的日志管理和审计功能。中心管理模块还集成有WEB效劳、NTP全网校时等模块。WEB效劳为系统管理、流媒体、集中存储检索等所有应用效劳器提供统一WEB访问配置界面，为前端设备提供统一远程监视查询WEB访问界面。NTP全网校时能对监控专网全部设备进展网络校时，保持全部设备时间统一，可由操作员发起手动校时或中心效劳器启用定时自动校时功能。6.4.2 存储管理模块存储管理模块通过虚拟存储管理技术，支持DAS、NAS、IP-SAN各种存储设备；支持集中存储管理模式；支持PB级海量音视频数据存储、快速检索；支持灵活的备份策略；支持数据自动修复技术数据补录，支持报警集中存储和重要事件集中备份管理。6.4

53、.3 存储模块存储模块对系统全部的存储介质进展管理；对存储管理模块进展管理，为要录像的视频通道分配空间。6.4.4 流媒体模块流媒体模块支持实时视频数据的转发及分发；支持存储数据的回放点播(VOD)；支持Qos管理，对带宽进展合理使用；支持用户和事件的优先级管理；支持级联和分布式部署；支持视频流相关的统计信息。6.4.5 报警模块报警模块管理系统各种报警事件及其联动处理，并可对报警消息进展分发及上传。支持的联动方式有客户端联动视频图像、声光显示、信息叠加、云台联动、通道录像、报警输出联动、EMAIL通知、短信发送、通道抓图等方式。提供完善的报警日志管理，方便事后查询检索。6.4.6 网管模块网

54、管模块对系统的网络运行状况，设备运行状况、效劳器运行状况进展监视和管理，并能以各种图表的形式进展实时显示。主要提供资源清单管理、远程维护管理、性能管理、故障管理、日志管理。对各种维护数据可以进展查询、统计，并生成相关报表。6.4.7 云台代理模块云台代理模块可以实现用户根据权限拥有不同的控制级别，按优先级对云台进展控制；通过云台代理效劳，可以去控制各种型号的矩阵，实现模数互控。6.4.8 客户端6.4.8.1 C/S客户端C/S客户端主要用于实时监控图面的查看，平台客户端置C/S客户端程序，可以在系统管理效劳器认证下访问林区所有现场设备，实现轮循预览、语音对讲、报警处理、历史录像搜索回放、电子

55、地图等功能；支持矩阵解码卡、解码器等设备大屏输出控制；还支持备份管理、日志管理、系统配置等功能。6.4.8.2 B/S客户端B/S客户端通过WEB浏览器对系统进展管理、信息发布、维护统计、实时监控和录像标签检索回放，采用WEB2.0技术，操作更顺畅、画面刷新速度更快，可作为应急指挥平台及非平台用户的主要监控程序。B/S客户端包括配置客户端、控制客户端。配置客户端主要完成以下功能：l 资源配置：各种前端设备、效劳器、监控屏组等各种实体的远程配置。l 用户配置：管理系统所有用户的添加删除，权限分配等操作，具体分为用户，部门，角色管理。l 录像配置：用来管理录像的存储，包括对前端设备的录像方案配置，

56、集中存储的录像方案配置。l 地图配置：用来导入和编辑电子地图的功能，可以增加、修改和删除电子地图的图层并进展切换，具有超级功能，可以在地图上直接对视频、报警、对讲等设备进展配置。l 系统状态管理：主要对系统效劳器和设备的运行状况、用户信息及在线数进展统计和显示，并显示异常信息报表、资产信息报表、资产故障率报表。l 系统参数配置：对管理平台的系统参数、网域参数、级联参数进展配置，系统参数包括日志保存天数、设备校时、报警电子账户、DDNS设置。6.4.9 电视墙模块电视墙模块支持软件解码大屏输出，支持解码卡、解码器、模拟/数字矩阵控制输出，支持键盘、3D摇杆控制，支持高清解码输出，支持文件回放上墙

57、，支持报警联动上墙。6.5 平台根本功能6.5.1 视频监控1) 支持树形方式展开选择所需督察窗口的视频，实时监视个各林区的视频信息，支持多画面分割显示或回放同一林区多路实时视频或多个林区单路实时视频，支持一机同屏1、4、9、16画面等规格画面显示方式，还可以支持4、6、7、9、12、24画面多种规格画面的组合显示方式；2) 支持组显示，可以在一个分组中配置多个摄像机和预置位绑定的显示项；3) 支持多台监控客户端及多个WEB用户同时查看任意林区的效劳督察图像；4) 具备视频自动巡视功能对森林防火系统的高清摄像机进展视频巡检，参与轮巡的对象可以任意设定，包括不同林区的视频、同一林区的不同摄像机、

58、同一摄像机的不同预置位等，轮巡间隔时间可设置，完成轮巡任务的摄像机可自动复位；5) 具备摄像机自动复位功能，即可对督察点的摄像机设定默认监视状态，正常状态下摄像机保持默认状态，在控制完成的可设定的时间段恢复默认监视状态；6) 支持对视频的手动录像功能，对任一帧实时视频抓拍后以JPEG或BMP的图片格式进展保存；7) 能将摄像机的及位置、摄像日期和时间等信息进展叠加，以便在监视图像上显示相应的必要信息，并可用汉字显示，所有字符的格式、容等信息，均可由用户方便地自由修改。6.5.2 录像管理1) 可以远程设置前端系统的录像规则，实现手动录像、方案录像、报警触发录像等录像方式；2) 支持IP-SAN

59、、NAS存储的无缝存储，支持报警联动存储录像到IP-SAN、NAS，数据存储均最小单位准确到秒；3) 支持多个客户端同时显示、存储、检索、回放所选各林区的多个摄像机视频；4) 支持多个客户端同时按照报警事件、时间段、摄像机、存储位置等组合条件检索录像，支持从前端系统下载检索的录像和删除本地的录像，支持硬盘预分配技术，杜绝硬盘碎片，硬盘数据自动循环复写；5) 支持远程回放按照时间检索的历史视频、报警录像和方案存储的本地录像，回放支持单帧、慢放、常速、快速、进度条拖放等方式；6) 支持回放视频的单帧抓拍，并可以在保存图片时由用户进展标注以方便查找。6.5.3 存储管理1) 系统采用分布式存储方式，

60、平台对报警录像进展存储或按需设置存储；2) 录像存储格式为D1/4CIF可调，可根据录像保存的时间需求配置硬盘。6.5.4 数据转发1) 支持对视频流、前端录像、控制信息、报警信息、语音对讲流等数据的转发，所有视音频数据的编码格式和控制信息等均符合国家电网的要求；2) 支持IP单播的方式查看视频流，支持转发组播视音频流。6.5.5 语音功能1) 支持林区前端语音播送；2) 支持平台与林区之间及两个平台之间的双向语音对讲；3) 支持平台的客户端用户对讲。6.5.6 远程控制1) 支持对前端摄像机设备进展控制，控制围包括：摄像机包括云台、镜头等；2) 可以对摄像机进展视角、方位、焦距、光圈、景深的

61、调整，支持用鼠标拖曳的方式控制摄像机的督察方位、视角，实现快速拉近、推远、定焦被督察窗口；3) 选择一幅图像，点击3D缩放按钮，然后点住鼠标左键，在主画面上拉出需要查看的区域，然后松开左键，球机的云台就会自动定位到所拉的画面区域,方便用户快速直接的进展云台的定位；4) 支持对有预置位的摄像机添加、删除、修改、调用、查询预置位的操作；5) 能对云台摄像机或球机多个预置位、多条巡航线路、多个巡航方案的进展设定，可以设定在不同的时间段执行不同的巡航方案；6) 可以对摄像机设置长时间驻留的预置位，系统在用户对该摄像机控制操作完毕后设定的时间段，使摄像机回复到默认的监视位置；7) 支持用户权限管理提供优

62、先级划分，高优先级用户可以在低优先级用户使用时获取控制权，低优先级用户不能再使用，同级别的用户满足先到先得的原则获得控制权；8) 支持对管理的设备进展远程升级、重新启动、参数配置等控制；6.5.7 报警管理1) 实时接收前端设备发送来的报警信息，多林区同时发生多点报警时，报警信息不会丧失；2) 所有报警信息在报警管理窗口均可以实时显示，显示的容包括日期时间、设备名称、报警类型等信息，所有报警信息均可以进展手动确认；3) 当林区发生报警时，应实时弹出报警画面，并且按照策略进展联动，包括报警录像、PTZ联动、报警输出、电视墙关联操作、监控客户端关联操作、短信通知等关联操作，手机客户端可以翻开当前报

63、警录像进展查看。4) 所有报警信息及确认信息包括确认时间、确认节点、确认用户等应自动保存，均可实现历史查询、显示、打印和输出。5) 所有报警信息会自动汇总，可以根据每月、每年或任意自定义时间进展导出，以这局部信息作为考核效劳人员的绩效。6.5.8 电子地图1) 支持在地图上直接对摄像机等设备进展管理；2) 支持增加、修改和删除电子地图的图层，并可进展切换，具有超级功能；3) 支持对地图进展放大、缩小和漫游；4) 支持报警事件联动，可以图标闪烁、弹视频窗口等。6.5.9 权限管理1) 用户权限配置分为三局部：用户、部门、角色，不同用户可以设置所属部门和隶属角色，相关操作时根据优先级提供优先级高的用户优先使用权利，用户权限可