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森林草原防灭火智慧监测系统

发布时间：2023-05-06浏览量：8613

一、系统概述

1.1总体概述

森林草原防灭火智慧监测系统基于“空-天-地-人”相结合的技术，利用数智能感知、数据传输自动分析和结果反馈，形成全流程自动化的立体山火监测防护网，实现输配电设施山火防控智慧化和信息化，从根本上实现山火前期早预警、早告警、早处置。系统主要设备包括一二次融合智能断路器、红外光谱防山火装置、全景可视化监拍装置、网络通信设备、消防水桶等组成。其中防山火装置、监拍装置及网络通信设备采用太阳能板及蓄电池供电。

1.2系统平台介绍

系统平台主要由前端监控中心系统，网络传输系统，后台监控管理系统构成。

·前端监控中心系统

主要负责采集和分析输电线路实际环境中的实时数据。

·网络传输系统

完成前端监控中心系统和后台监控管理系统之间的数据通信。网络传输系统支持802.11a/b/g/n标准网络传输方式、TCP/IP网络传输方式、运营商网络、APN数据专网等网络，实现前端监控装置和监控中心之间的数据安全、稳定的传输。

·后台监控管理系统

系统的管理、分析、维护中心，是整个系统的管理和远程运维的核心。监控中心平台管理所有的设备，接收辖区内所有设备上传的数据，实现视频、状态信息、报警信息、设备控制等功能。

监控中心平台通过传输网络与前端设备资源连接，对前端监控资源进行整合，对前端设备进行集中维护和管理，负责图像/视频信息和报警信息的接收、监控。平台实现对监控数据的深入分析，更智能的进行输电线路安全监测。平台支持运行线路状态分析系统。

输配电线路智能在线监测项目，具备可视化的监测和预警功能、丰富的前端数据采集单元、可靠的网络通讯装置，能够全面提升输配电线路信息采集、管理和智能分析能力，将实现对责任区域的有效管理，做到事前预警，发现告警和协同处置的目标，从而减少资源损失，降低防火工作难度，提高相关部门的管理效益。

二、系统组成

2.1一二次融合智能断路器

ZW32型数字式一二次融合成套柱上断路器由开关本体、电子式组合互感器成套装置（与开关一体式集成）、数字式馈线终端（罩式）、电源电压互感器、连接电缆等构成。开关本体、馈线终端、电源电压互感器之间采用航空接插件，通过户外型全绝缘电缆连接。

主要功能

·可在线测量线路负荷电流大小

·可在线测量线路电压大小

·可检测单相接地故障

·可检测相间短路故障

·可远程设定单相接地短路、相间短路保护整定值

·可主动上报单相接地、相间短路故障信息

·具备接地跳闸功能

·具备通信加密功能

·具备重合闸功能;

·可接收系统软件管理人员的控制命令,远程控制断路器分合操作;

·可采用GSM/GPRS/LTE多种通讯方式,支持GPRS/APN网络模式;

2.2红外光谱防山火装置

红外光谱防山火装置，选用工业级红外热成像仪，其成像不受黑夜、阴雨、雾霾等因素的影响，可以准确的采集到走廊附近的红外成像信息。

通过红外热成像仪采集红外成像信息，对采集到的红外成像信息进行图像识别，使用基于Movidius神经元计算棒的前端深度学习技术，可全天候快速准确识别线路走廊附近车辆闯入、树木生长过高、野外山火等隐患，及时报警。

一般红外光谱防山火装置和视频监控装置联合使用，当识别出外破隐患时，会及时通知开启视频监控装置，开始对线路进行录像和拍照，上传报警时，同时上传一张图像，便于用户直观的了解现场情况。如果客户想查看隐患时刻录像，以远程查看视频监控装置的录像。特别是发生事故时，为确认事故原因，可查看录像作为证据。

技术参数

·总体要求：

（1）服务装置采用模块化设计，符合标准化、开放性、小型化、低功耗、低成本、易安装的设计要求，服务软件设计应具备可扩展性。服务装置整体应采取防雨、防潮、防尘、防腐蚀措施，防护性能应满足GB4208《外壳防护等级（IP代码）》规定的IP66级及以上要求。

（2）监测服务装置具备24小时实时视频、定时巡视、视频智能分析功能；具备报警图像上传及巡检定时图片上传功能，定时拍照的图片根据设定的时限（可调）定期回传，视频可回放；具备山火、烟雾的智能识别。

（3）提供专用电脑客户端，软件界面友好，各类有效信息采用可视化、图表化进行展示，结合实际配置人员权限，功能包括实时视频查看、视频回放、告警信息推送、报警数据查询统计、设置预置点和轮询；具备告警信息提示、历史数据查询统计、数据导出等功能；

·视频显示功能：可实时监测同一线路多基杆塔实时视频并实现一机同屏同时监视；多站点登录、连接。

·录像管理：监测后台具有远程设置站端系统，可集中在中心录像存储功能；前端装置标配本地存储，具有自动报警图片的存储记录。

·远程要求：通过4G无线通信网络通道，将被监视的目标实时图像及报警信号上传到监测后台。

·主动监控：管理人员能够根据在线监测客户端，实时查看现场情况。

·具备受控采集功能，能响应远程指令，按设置采集方式、自动采集时间、采集时间间隔、采集点数启动采集。

·具备电源电压等采集功能。

·智能分析要求：

（1）具备AI分析检测功能，当有山火、热源等异常情况时，系统自动向后台上传异常图片，如无异常则不上传。

（2）具备大型施工机械作业检测功能，当监控区域有大型机械作业时，自动向后台上传报警图片（报警频率可调）。

（3）需具有全天候报警功能，在夜间或天气不好的情况下也可对红外热源进行图片分析和智能判断，及时回传后台。

（4）对于非有效预警信息，可以通过后台进行设置为不推送，以免影响有效预警的信息推送。

（5）自动报警：当监测现场有异常行为发生，前端装置能自动抓拍现场画面，并通过声音、震动方式推送到客户端。所有告警信息均在告警窗实时显示，显示内容包括日期时间、地点、监控设备、告警内容。客户端浏览器上选择响的事件类型和响方式，有告警事件发生时，客户端能弹出提示窗口并有声音提示。

事件类型和响方式，有告警事件发生时，客户端能弹出提示窗口并有声音提示。

项目		采购人要求值
可见光相机	可见光镜头	400万像素
	图像分辨率	最大支持：25921944，（默认1280720）
	可见光成像	最低照度0.002Lux @( F1.2，彩色，AGC ON)
	视频压缩	H.264/MJPEG/MPEG4，H.264编码支持
红外热像仪	红外热像仪镜头	焦距10mm，监测距离1km
网络与通信	网络协议	IPv4/IPv6,HTTP,HTTPS,802.1x,Qos,FTP,SMTP,UPnP,SNMP,DNS,DDNS,NTP,RTSP,RTCP,RTP,TCP,UDP,IGMP,ICMP,DHCP,PPPoE
	安全防护	支持HTTPS加密和IEEE 802.1x网络访问控制、IP地址过滤
	RS485控制接口	支持自适应HIKVISION，PELCO-P和PELCO-D(可添加)协议
	网络通信	支持电信/移动/联通，2G/3G/4G/及光纤通信方式
	GPS	北斗GPS定位功能
安装	安装方式	一体化安装
充电	太阳能板	200W太阳能板
	地线取电	启动电压4V，最大充电电流3.5A，防雷保护
供电	电池	≥100AH胶体电池
防盗	异形安装螺母	采用内六角不常见的异形安装螺母
系统参数	重量	整机≦15Kg
	功率	整机峰值功耗≤25W；整机运行功耗≤15W；休眠功耗≤6W；
	工作温度	-25℃~+65℃
	湿度环境	＜90% RH
	防护等级	IP66，TVS 6000V 防雷、防浪涌、防突波，符合GB/T17626.5 四级标准
云台参数	角度误差	≤±0.1°
	工作温度	-25°~+65°（24H）
	重量	≤10KG

2.3全景可视化监拍装置

视频监控系统实现了架空输电线路本体及通道环境实时可视化，对线路巡检、故障定位、故障排查、事故（破坏行为）识别分析等起到了很好的辅助作用。系统由前端监测装置、通信链路及监控中心组成。系统融合了现代电子技术、现代通信技术、新能源技术、现代控制技术与现代计算机技术等先进技术，将架空输电线路保护区建设成一个具备“端、边、云”AI全场景智能化的实时监控系统。

·总体要求：

（2）监测服务装置具备24小时实时视频、定时巡视、视频智能分析功能；具备报警图像上传及巡检定时图片上传功能，定时拍照的图片根据设定的时限（可调）定期回传，视频可回放；具备工程机械的智能识别。

·高清变倍三摄：高清广角可见光+黑光级摄像头+变倍相机，具备24 小时监控输电线路走廊环境和线路及铁塔本体细节功能。

·计划拍照，实时视频，录像检索：支持定时拍照，手动拍照，红外触发抓拍，实时视频观看，录像存储与调阅。

·智能防外破：前端内置机器学习外破算法，智能识别多种外破目标。

·空间全覆盖可视化：配置轻型云台，可全方位观察塔基周边，且能多预置点拍照取证。

·智能电源管理：根据电池电量及设备充放电情况，智能管理系统电源。

·工作状态上传：包括设备电源状态、相机状态、工作温度等状态实时上报。

·故障上报：设备端状态监控单元实时监控设备状态，如发现工作异常，立即上报主站。

·平台接入：支持国网/南网平台标准协议，支持自定义协议。

·安全加密：设备支持国网视频/数据安全加密接入。

·配套自研后台系统：支持视频预览、图片浏览、手动拍照、报警提醒等功能。

·报警推送：支持报警信息微信推送和短信推送。

·拓展功能：支持外接微气象传感器、声光报警器、杆塔倾斜、喊话喇叭、外接电源等。

·智能电源管理：设备可根据电量自动调整工作模式。

	名称	参数值
摄像机要求	摄像机	采用主副双摄像头+20倍光学变焦镜头设计
	传感器类型	前置主副摄像机，实现通道及导线监控，主摄像机像素不低于1300万，实现白天高清采集；副摄像机像素不低于200万，实现夜晚监控，并可实现上下-45°+45°调节，以适应不同地形的监测需要；云台摄像头支持水平360°、垂直-90°~ +90°旋转，实现对本塔状态、金具、绝缘子串、导线和通道的全方位无死角监控
	最低照度	≤0.001Lux/f1.2
	编码格式	视频编码H.265/H.264；图片JPEG；且应支持H.265 High Profile
	云台摄像机预置位可配置并中文命名	支持设备命名以所安装的杆塔编号作为对象，命名为“金川公司/ XXkV+XX线/XX杆塔/方向”，摄像机OSD包括正文和时间两部分内容；需提供杆塔现场照片证明
	智能雨刮	支持
云台要求	预置位数量	≥256
	水平旋转角度	0°～360°
	俯仰角度	-90°~+90°
	巡航模式	支持预置位、巡航线等巡航模式
供电系统	太阳能板	采用太阳能供电，太阳能板功率不小于200W，安装于杆塔
	蓄电池	电池容量：≥100AH
装置基本功能	远程主动抓拍和视频流功能	具备远程主动抓拍和小视频功能
	网络接口	1×10M/100M自适应以太网RJ45网口
	存储功能	支持固态硬盘或TF卡
	采集处理	支持自动采集和受控采集，前端主机应采用固态硬盘存储，存储容量可满足5天以上历史要求，后端可随时调用图片文件，采用循环覆盖方式（即存储空间录满后，自动覆盖早期存储文件）
	自检诊断	装置工作状态自检、诊断、管理、自恢复
	配置更新	远程更新程序、查询/配置、远程调试、复位
装置高级功能要求	智能分析	支持自动识别通道内吊车、塔吊、施工机械以及导线异物等多项智能分析
	自动巡线	摄像机应自动按照预定线缆方向放大画面巡线，提供局部的详细视频内容，快速发现异物悬挂等隐患信息，并识别和报警
	预置位抓拍	支持
	远程控制	控制方位调整及预制位设置
	远程维护功能	工况状态数据实时向主站管理平台传送
装置应用功能要求	统计功能	后端平台软件具备统计前端装置历史太阳能充电数据、放电数据、蓄电池剩余数据，支持日期查询

	数据叠加	OSD叠加技术，在视频浏览界面实时显示前端装置太阳能充电电压、使用电流、蓄电池剩余电量支持自定义文字和时间叠加支持太阳能充电信息/电池信息叠加叠加线路名称
	防外力破坏	输配电线路监控区域施工机械智能识别。
软件管理要求		具备对图像监控装置的运行状态监控与管理功能。
		具备装置故障诊断功能，并把诊断信息传输到主机。
		当装置判断出现可恢复的运行异常、错误等故障时，应自动恢复。
		具备远程重启功能，支持远程断电重启。
		具备蓄电池自动浮充电能、过压保护、欠压保护、过流保护等管理功能，并具备温度变化自动调整充电电压功能。
		具备电量与负载分级管理功能；根据当前蓄电池电量、功耗等，按重要性宜分级切断负载，并调整装置工作模式。
		具备对蓄电池电量、电池电压、充放电状态、工作温度等供电电源状态进行监测功能，并上传相关信息。
	能耗管理	能具备自身电源低功耗管理功能，无图像（图片）请求时须进入相应的低功耗模式。工作模式自适应，根据电量自动切换工作模式。实时值守、抓拍模式、休眠模式等自动分布，保证在最低电量下还能延续工作。
	流量管理	具备对无线数据流量进行监测和管理的功能，能设置每天流量限额、防止流量浪费。
电压等级要求		支持10kV~110kV
配置方式		WEB界面配置
通讯要求	通讯模块	选配全网通通信模块，支持4G/3G/GPRS等
整体性能要求	可靠性（平均无故障工作时间）	MTBF应不低于25000h
	年均数据缺失率	应不大于 1％
	使用寿命	≥5年
	整机功耗	休眠模式（可网络唤醒）≤0.2W
	重量	装置主机小于3kg
	防护等级	不小于IP66防水防尘等级
	外壳材质	采用铝合金材料，坚固耐用
	安装支架	采用不锈钢，紧固件采用热镀锌处理，适应角钢塔、水泥杆、钢管杆（塔）不同类型的杆塔

2.4消防水桶

·容量：1000L

·材质：HDPE

·特点：

（1）外框架采用热镀锌钢管焊接成型底部托盘通过防滑螺丝固定，坚固、耐用、耐腐蚀；

（2）内胆上铸有容积的刻度，用户可以利用容器的透明特性，清楚地看见容器内的液体全高度；

（3）上灌装口配备DN150呼吸阀螺纹盖，下放料口安装球阀（密封件采用进口胶），能安全的快速彻底的排料。

三、系统功能

3.1显示界面

登录界面

设备列表

3.2设备状态

功能简介：设备状态页有多个部分内容，包括相机状态、设备电量、在线状态、主机状态以及所有的传感器数据。

设备状态

3.3图片巡检

该功能包括了图片查询、线路巡检、图片轮巡等模块，主要是对设备上传的图片行展示等功能。

3.4视频巡检

设备视频部分查看具体设备的实时视频、云镜实时控制、设备基本状态等。点击设备操作选项卡可以对设备进行控制；点击设备状态选项卡可以查看设备的基本状态信息，基本配置等。

3.5告警管理

在监控终端登录账号，可查看历史报警情况，并会弹窗显示即时报警，点击可查看具体照片。

四、供电方案

由于前端监控设备使用场景的特殊性，如项目地点天气晴朗，光照充足，可采用太阳能+蓄电池组的供电方案。

太阳能和蓄电池结合的供电模式具有技术成熟、转化效率高、易于安装部署、可靠性高等优点。供电系统主要由太阳能电池板、蓄电池和充放电控制盒、蓄电池保温箱等部分组成。供电系统采用分体式设计，每组蓄电池独立安装在一个机箱内。太阳能板通过充放电控制盒连接蓄电池，充放电控制盒的一个接口连接集成主机，主机对蓄电池状态进行监测，当蓄电池电压低于阈值自动开启充电，当蓄电池充满电自动停止充电。供电系统输出稳定的电压，保证整个监测装置正常运行。充放电控制盒集成防雷保护装置，可以有效隔绝大电流、大电压对设备的威胁，保证监测装置稳定、安全工作。供电系统工作在野外，环境恶劣，因此各部件做了多种工艺处理。太阳能板设计了坚固的安装支架，防止在塔上松动、吹翻；蓄电池在选用高性能蓄电池的基础上做了加固和保温处理，可以在低温环境中正常工作；充放电控制保护器件集成在一个保护盒中，安全性和稳定性得到保障。