前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的森林防火監(jiān)控解決方案主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
關(guān)鍵詞:森林防火;輔助決策系統(tǒng);3S
中圖分類號(hào):TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2009)13-3426-02
1 引言
森林火災(zāi)是世界性的林業(yè)重要災(zāi)害之一,造成的經(jīng)濟(jì)損失相當(dāng)嚴(yán)重,直接影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),甚至還威脅著人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。由于森林火災(zāi)具有突發(fā)性、災(zāi)害發(fā)生的隨機(jī)性、短時(shí)間內(nèi)能造成巨大損失的特點(diǎn),一旦發(fā)生森林火災(zāi),不管撲滅是否及時(shí),都將造成重大損失。為了實(shí)現(xiàn)森林防火工作的規(guī)范化、科學(xué)化、信息化,貫徹“預(yù)防為主,積極撲救”的方針,國(guó)內(nèi)外學(xué)者和林業(yè)工作者都做了大量的研究實(shí)踐工作。
隨著“3s”技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及在森林防火中的應(yīng)用,全國(guó)范圍內(nèi)新建了許多以“3s”技術(shù)為核心的不同層次不同級(jí)別的森林防火系統(tǒng)用以提高林火管理的手段與水平,使得森林防火工作取得了較大的進(jìn)展。但目前的系統(tǒng)還有其缺點(diǎn),如系統(tǒng)側(cè)重防火數(shù)據(jù)的管理和林火撲救,對(duì)3s技術(shù)的集成不夠等,沒(méi)有充分發(fā)揮森林防火系統(tǒng)的功能。本文提出的森林防火系統(tǒng)將加強(qiáng)林火的預(yù)防功能,充分集成現(xiàn)有技術(shù)以提供高效林火撲救的解決方案,對(duì)林業(yè)防火整體管理水平的提高具有深遠(yuǎn)影響。
2 防火輔助決策系統(tǒng)體系設(shè)計(jì)
本文設(shè)計(jì)的森林防火輔助決策系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)技術(shù)、3S技術(shù)、短信平臺(tái)、視頻監(jiān)控等技術(shù)進(jìn)行有效集成,將實(shí)現(xiàn)森林防火預(yù)防、救災(zāi)指揮、災(zāi)后管理和災(zāi)情預(yù)測(cè)等功能,為各級(jí)森林防火指揮機(jī)構(gòu)提供有效的決策依據(jù)。其體系結(jié)構(gòu)由六層組成,各層實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的功能。
2.1 森林防火輔助決策系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范技術(shù)
建立森林防火輔助決策系統(tǒng),需要依據(jù)一系列的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范技術(shù),包括森林防火信息的分類、數(shù)據(jù)格式、代碼約定、操作規(guī)范等,對(duì)于規(guī)范防火系統(tǒng)的建設(shè)和構(gòu)建數(shù)據(jù)共享環(huán)境都具有重要的意義。
2.2 安全控制層
從網(wǎng)絡(luò)安全、系統(tǒng)安全和應(yīng)用安全來(lái)保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性,防范用戶的非法入侵、非授權(quán)用戶使用和病毒攻擊,保護(hù)網(wǎng)絡(luò)條件下信息傳輸?shù)恼_性和安全性。
2.3 基礎(chǔ)設(shè)施層
包括森林防火輔助決策系統(tǒng)建設(shè)所需的硬件設(shè)備和軟件設(shè)備。硬件設(shè)備包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、GPS、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、短信平臺(tái)等;軟件平臺(tái)包括圖形數(shù)據(jù)處理軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件、操作系統(tǒng)等。
2.4 數(shù)據(jù)層
數(shù)據(jù)層是森林防火輔助決策系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ),包括數(shù)據(jù)庫(kù)、空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎和數(shù)據(jù)交換平臺(tái)。森林防火輔助決策系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包括遙感圖像數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)、地形圖、DEM、地面調(diào)查數(shù)據(jù)和防護(hù)資源數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)等,經(jīng)過(guò)采集、處理、標(biāo)準(zhǔn)化、傳輸、存儲(chǔ)后形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和元數(shù)據(jù)庫(kù);空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎將為訪問(wèn)空間數(shù)據(jù)提供方法;數(shù)據(jù)交換平臺(tái)為需要森林防火輔助決策系統(tǒng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)共享的環(huán)境。
數(shù)據(jù)層解決森林防火輔助決策系統(tǒng)中屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)一體化的管理問(wèn)題,為森林防火信息系統(tǒng)提供高效的業(yè)務(wù)分析、決策、交換和共享的數(shù)據(jù)環(huán)境。
2.5 應(yīng)用層
主要包括森林防火站日常業(yè)務(wù)工作所需要的功能。包括數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、林火監(jiān)控預(yù)防模塊、林火預(yù)警模塊、林火撲救指揮模塊、災(zāi)后評(píng)估等業(yè)務(wù)功能模塊。
2.6 服務(wù)層
服務(wù)層指為用戶提供資源和應(yīng)用的服務(wù),主要包括信息服務(wù)、視頻會(huì)議和辦公自動(dòng)化。
3 防火輔助決策系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)
3.1 數(shù)據(jù)管理模塊
以GIS技術(shù)為核心,對(duì)防火輔助決策系統(tǒng)所涉及到的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行輸入、存儲(chǔ)、管理、維護(hù)和更新,同時(shí)提供查詢分析功能,為森林防火提供決策信息,輔助森林火災(zāi)的預(yù)防和撲火指揮決策。
3.2 林火監(jiān)控預(yù)防模塊
森林火災(zāi)的大部分原因是人為用火不慎造成的,因此必須嚴(yán)格控制火源,才能充分發(fā)揮林火預(yù)防的功能。目前人民大眾手機(jī)的使用率較高,因此本系統(tǒng)將集成短信平臺(tái),實(shí)時(shí)對(duì)進(jìn)入林區(qū)的用戶森林火險(xiǎn)等級(jí)預(yù)報(bào)等信息的短信,從而達(dá)到林火預(yù)防的功能。
根據(jù)森林資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、氣象資料等數(shù)據(jù),以林班為單元,對(duì)其森林火險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)預(yù)報(bào)和區(qū)劃,對(duì)進(jìn)入林區(qū)的人發(fā)送森林防火等級(jí)預(yù)警短信,短信內(nèi)部包括森林防火的重點(diǎn)信息,如可燃物類型和干濕度、火源出現(xiàn)的危險(xiǎn)等。
3.3 林火預(yù)警模塊
作為縣級(jí)防火辦,獲知火災(zāi)發(fā)生的主要方式是通過(guò)群眾報(bào)警、護(hù)林人員監(jiān)測(cè)等方式。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展,通過(guò)遙感衛(wèi)星可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)林火熱點(diǎn)。預(yù)警模塊將從相關(guān)衛(wèi)星熱點(diǎn)的網(wǎng)站上下載熱點(diǎn)信息,當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)所轄區(qū)內(nèi)存在林火熱點(diǎn)時(shí),會(huì)及時(shí)報(bào)警,提醒值班人員查看熱點(diǎn)信息,及早發(fā)現(xiàn)火情,進(jìn)行林火的撲救指揮。
3.4 林火撲救指揮模塊
林火的蔓延與天氣狀況、風(fēng)力風(fēng)向、地形坡度等因素緊密相關(guān)。一旦林火發(fā)生,需要以盡快的時(shí)間將林火撲滅。林火撲救指揮集成3S技術(shù),通過(guò)以下主要功能,輔助林火撲救方案的生成。
1) 火點(diǎn)定位及信息查詢:
將火點(diǎn)坐標(biāo)落實(shí)到森林資源分布圖中,查看火點(diǎn)中心一定范圍內(nèi)森林資源分布、道路分布、水源分布、居民點(diǎn)分布以及地形狀況,為撲火救援工作提供基礎(chǔ)信息。
2) 防火力量分析
通過(guò)GIS的緩沖區(qū)分析功能,按照設(shè)定的影響半徑對(duì)火點(diǎn)周圍的救援隊(duì)伍、防火物資以及生物防火林帶、隔離設(shè)施、居民點(diǎn)、鄰近水源進(jìn)行緩沖區(qū)查詢分析??焖俨樵兊较嚓P(guān)防火人員的手機(jī)、電話、通訊地址,以達(dá)到及時(shí)通知、盡早滅火的目的。
3) 專題標(biāo)繪
包括火點(diǎn)標(biāo)繪、救援路線標(biāo)繪、防火隔離帶標(biāo)繪、救援力量標(biāo)繪等專題標(biāo)繪。
4) 防火最短路徑和最佳路徑生成
根據(jù)火點(diǎn)信息、道路信息和地形信息,生成林火撲救的最短路徑和最佳路徑,部署防火人員和資源到達(dá)火場(chǎng)的路徑。
5) 林火蔓延趨勢(shì)預(yù)測(cè)
可以根據(jù)風(fēng)向、風(fēng)速、坡度坡向分析、森林資源信息,通過(guò)林火蔓延模型,直觀地模擬一定時(shí)間內(nèi)林火的蔓延趨勢(shì),為林火的撲救方案提供科學(xué)的預(yù)測(cè)信息。
6) GPS監(jiān)控
通過(guò)GPS的實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)控,可以知道防火隊(duì)伍所在位置,了解防火隊(duì)伍的行進(jìn)情況、火災(zāi)的蔓延態(tài)勢(shì)。對(duì)于及時(shí)調(diào)整撲救方案有重要作用。
7) 視頻監(jiān)控
衛(wèi)星監(jiān)測(cè)由于具有間隔時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn),不適合作為防火指揮決策的數(shù)據(jù)源。在防火進(jìn)行階段中,宜采用視頻監(jiān)控系統(tǒng),將林火狀態(tài)實(shí)時(shí)傳回防火指揮中心。
8) 三維電子沙盤
提供三維地形生成/隱藏功能,三維環(huán)境操作功能。相比二維地圖表達(dá),三維電子沙盤不僅能很直觀的表現(xiàn)整體的地形地貌,還在地形通視分析、火勢(shì)蔓延分析和輔助決策等方面具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。
3.5 災(zāi)后評(píng)估
包括對(duì)火災(zāi)造成的各種損失進(jìn)行評(píng)估和對(duì)撲火方案的評(píng)估。根據(jù)森林資源分布圖和火災(zāi)過(guò)火面積,結(jié)合二類調(diào)查數(shù)據(jù)和樹(shù)木的生長(zhǎng)模型,給出受災(zāi)損失報(bào)告;對(duì)撲火方案的評(píng)估將分析本次火災(zāi)的撲火方案,并與假設(shè)的撲火方案和歷史撲火方案進(jìn)行對(duì)比,評(píng)價(jià)此次撲火措施的有效性,為制定撲火預(yù)案提供參考信息。
3.6 歷史火災(zāi)檔案管理
該模塊對(duì)歷年歷次森林火災(zāi)資料建檔,實(shí)現(xiàn)對(duì)歷史火災(zāi)災(zāi)情的信息的有效管理、更新維護(hù)、查詢和統(tǒng)計(jì)分析、重演火災(zāi)的功能,為火災(zāi)預(yù)防和火災(zāi)事后分析提供幫助。通過(guò)歷年火災(zāi)災(zāi)情重演、比較、統(tǒng)計(jì)分析,可以了解火災(zāi)多發(fā)時(shí)間和多發(fā)地點(diǎn),分析火災(zāi)的誘發(fā)因素,了解撲救指揮的有效性,為制定撲火預(yù)案提供參考信息。
3.7 日常維護(hù)管理模塊
該模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)森林消防隊(duì)伍人員信息、物資儲(chǔ)備站、消防設(shè)施及滅火裝備、t望塔的人員物資配備情況、防火隔離帶進(jìn)行監(jiān)控管理,上級(jí)機(jī)關(guān)可隨時(shí)查詢所需信息,以便對(duì)所轄地區(qū)火災(zāi)防范工作進(jìn)行檢查督促。
同時(shí)該模塊將對(duì)森林防火資源的空間分布合理性進(jìn)行分析,如通過(guò)DEM來(lái)檢查是否存在通視盲區(qū),從而檢驗(yàn)t望臺(tái)的分布是否合理。
3.8 系統(tǒng)管理模塊
該模塊將保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行,包括系統(tǒng)參數(shù)管理、分權(quán)限用戶管理、日志管理、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的備份與恢復(fù)。
4 小結(jié)
本文綜合運(yùn)用“3S”、數(shù)據(jù)庫(kù)、視頻監(jiān)控等多種技術(shù)設(shè)計(jì)了森林防火輔助決策系統(tǒng)。該系統(tǒng)的建立能為森林防火輔助決策提供現(xiàn)代化的管理手段,實(shí)現(xiàn)“預(yù)防為主,積極撲救”的森林防火目標(biāo)。森林防火輔助決策系統(tǒng)在本文中只描述了其簡(jiǎn)單的框架構(gòu)成,其中還存在亟待解決的關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題,如視頻圖像的實(shí)時(shí)處理、實(shí)時(shí)獲取衛(wèi)星熱點(diǎn)信息、林火蔓延模型的建立等。
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵詞】無(wú)線 防火 監(jiān)控
森林火災(zāi)是一種突發(fā)性強(qiáng)、破壞性大、救助困難的自然災(zāi)害。做好森林防火工作,有效預(yù)防和撲救森林火災(zāi),是確保人民生命財(cái)產(chǎn)安全的迫切需要.當(dāng)森林發(fā)生火災(zāi)時(shí),只有做到早發(fā)現(xiàn)、早解決,才能把損失降到最小。針對(duì)我國(guó)森林防火的實(shí)際需要,專門設(shè)計(jì)了一整套森林防火的解決方案。
1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖,如圖1所示。
1.1 圖像傳輸設(shè)備的選擇及技術(shù)參數(shù)
模擬圖像傳輸系統(tǒng)采用調(diào)頻體制,信號(hào)帶寬27MHz。為了保證信號(hào)之間互不干擾,兩路信號(hào)中心頻率間隔應(yīng)大于38MHz。目前國(guó)產(chǎn)模擬圖像傳輸系統(tǒng)主要有L波段、S波段、Ku波段幾種,頻率范圍分別為:L波段:950~1750MHz;S波段:2200~2700MHz;Ku波段:11~13GHz。
如果以38MHz頻率間隔計(jì)算,各頻段可同時(shí)傳輸?shù)淖疃嗦窋?shù)分別為:L波段:21路;S波段:13路;Ku波段:50路。
本系統(tǒng)共需同時(shí)傳輸15路圖像信號(hào),L波段利用頻率復(fù)用技術(shù)可以做到30路圖像傳輸,從系統(tǒng)要求整體設(shè)備性能及造價(jià)來(lái)考慮,選擇L波段。微波傳輸需滿足視距傳輸條件,即監(jiān)控點(diǎn)至控制中心傳輸路徑上無(wú)遮擋(收發(fā)天線間可視)。
該系統(tǒng)方便安裝,傳輸圖像鮮明,主要是利用微波頻段傳輸,包括報(bào)警信號(hào)、伴音和視頻。
微波圖像傳輸系統(tǒng):主要技術(shù)指標(biāo):頻段:L波段950~1750MHz、KU波段11~13GHz;功率:10~40dBm;
微波工程接收機(jī)技術(shù)指標(biāo):輸入頻率: 950-2050MHz;輸入阻抗:75Ω;輸入電平:-65-- -35dBm;中頻帶寬:27MHz;噪聲門限:6dB典型值;視頻制式:PAL;去加重:CCIR405-1 625行;視頻輸出:1V峰-峰值;頻率響應(yīng):+1- -2dB(10KHz-5MHz);工作電壓: AC150V-AC270V;功耗:15W;LNA電源:18V/100mA。
1.2 無(wú)線指令遙控系統(tǒng)
無(wú)線遙控是指實(shí)現(xiàn)對(duì)被控目標(biāo)的非接觸遙遠(yuǎn)控制,在工業(yè)控制、航空航天、家電領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。我們?cè)O(shè)計(jì)的系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)接口,以適應(yīng)各種協(xié)儀。由發(fā)射和接收部分組成,可以控制云臺(tái)、鏡頭。
2 原理設(shè)計(jì)
如圖2所示。
2.1 功能簡(jiǎn)述
在森林內(nèi)多個(gè)地點(diǎn)放攝像機(jī),通過(guò)無(wú)線發(fā)射C(帶煙傳感接收)發(fā)射各種信號(hào),接收機(jī)能夠看到森林中各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)時(shí)狀況。
前端指令機(jī)能接收到監(jiān)控點(diǎn)發(fā)出的指令,解碼器來(lái)執(zhí)行中心的指令,控制云平臺(tái)左右上下的轉(zhuǎn)動(dòng),以及對(duì)鏡頭進(jìn)行長(zhǎng)焦、短焦的改變等。
2.2 控制原理
2.2.1 無(wú)線圖像傳輸?shù)倪^(guò)程
無(wú)線圖像傳輸頻率復(fù)用采用分割方式,圖像通道采用微波點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式。攝像機(jī)通過(guò)采集的視頻信號(hào)輸送給發(fā)射機(jī),然后輸出給天線,以微波的無(wú)線形式傳送給監(jiān)控設(shè)備的天線,接收設(shè)備接收到信號(hào)了以后,再經(jīng)過(guò)解調(diào)還原視頻信號(hào),這樣就可以有確盤錄像機(jī)中顯示圖像了。
在實(shí)際使用的微波通信線路中,總是使用方向性非常強(qiáng)的天線,并把收、發(fā)天線對(duì)準(zhǔn),以使接收端收到較強(qiáng)的直射波。但是,由于受天線的方向性所限,總會(huì)有一部分電磁波透射到地表面,經(jīng)地表面反射后到達(dá)收信端的天線,或散射進(jìn)入太空;其次,由于大氣層中存在不均勻的氣體,也會(huì)造成電磁波的折射和吸收,損失掉一部分能量;另外,由于微波無(wú)法穿過(guò)傳輸線路上的固體物,所以,在傳輸路線上的固體物,特別是高大的建筑物,就會(huì)使微波造成繞射和電平損耗。因此,微波通信既有直線傳輸特性,又有多徑傳輸特性,在無(wú)遮擋的情況下,傳輸距離可達(dá)70公里。廣泛用于公安、武警、消防、交通、金融、油田、廠礦等領(lǐng)域的遠(yuǎn)距離無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)。
2.2.2 無(wú)線指令控制的過(guò)程
控制通道采用碼分多址、一對(duì)多點(diǎn)方式。指令信號(hào)通過(guò)主機(jī)輸入指令參數(shù),再通過(guò)發(fā)射天線發(fā)射到森林中的各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)中,監(jiān)控點(diǎn)接收到主機(jī)發(fā)射過(guò)來(lái)的信號(hào),先通過(guò)校驗(yàn),再通過(guò)無(wú)線指令接收機(jī)解調(diào)出控制數(shù)據(jù)給解碼器,解碼器再根據(jù)地址碼來(lái)判斷是否解碼,同時(shí)具備雙向語(yǔ)音功能,可以適時(shí)對(duì)話。
3 結(jié)束語(yǔ)
實(shí)驗(yàn)證明:通過(guò)采用硬盤錄像系統(tǒng),進(jìn)行實(shí)時(shí)錄象,上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)可以通過(guò)聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控并查詢錄像資料,能真實(shí)記錄火災(zāi)發(fā)生及救火的過(guò)程,提供有效真實(shí)的資料,其性能可靠;高清晰、高畫質(zhì),成為技術(shù)先驅(qū)。
參考文獻(xiàn)
[1]杜建華,張認(rèn)成.火災(zāi)探測(cè)器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].消防技術(shù),2004(07):10-15.
[2]徐春燕.火災(zāi)探測(cè)技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用[J].鞍鋼技術(shù),2000(09):60-62.
[3]花鐵森.消防報(bào)警產(chǎn)品和系統(tǒng)的技術(shù)現(xiàn)狀與市場(chǎng)[J].安防科技,2003(06):4-12.
[4]祁勇.火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)技術(shù)的發(fā)展和今后的方向[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息,2002(04):3-4.
[5]謝磊.基于ZigBee的倉(cāng)庫(kù)數(shù)據(jù)采集傳輸管理系統(tǒng)研究[D].西安:西安工業(yè)大學(xué)[碩士學(xué)位論文],2011.
[6]李志華.基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].汕頭:汕頭大學(xué)[碩士學(xué)位論文],2009.
[7]顏學(xué)義.基于ZigBee的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)[D].長(zhǎng)沙:國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)[碩士學(xué)位論文],2008.
[8]吳起,蔣軍成.基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理[J].中國(guó)安全科學(xué)報(bào),2006,16(01):39-43.
[9]田亞.基于ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[D].上海:同濟(jì)大學(xué)[碩士學(xué)位論文],2007.
作者簡(jiǎn)介
李慶華(1979-),男,湖南省郴州市人?,F(xiàn)為東莞市同門電子科技有限公司高級(jí)電工。研究方向?yàn)殡娐吩O(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。
關(guān)鍵詞:信息化建設(shè);核心業(yè)務(wù);統(tǒng)一的平臺(tái);數(shù)字林業(yè)
中圖分類號(hào):G202 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-9944(2016)08-0172-04
1.引言
自然保護(hù)區(qū)管理信息化是一個(gè)以信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)為保證,利用信息技術(shù)深度開(kāi)發(fā)及整合自然保護(hù)區(qū)管理信息資源,實(shí)現(xiàn)自然保護(hù)區(qū)信息資源的共享和良性互動(dòng),并結(jié)合現(xiàn)代自然保護(hù)區(qū)管理理論,通過(guò)各類直觀、便捷、智能的應(yīng)用,提高自然保護(hù)區(qū)管理的效率和水平,逐步應(yīng)用信息技術(shù)改造原有自然保護(hù)區(qū)管理體制的過(guò)程。
“象頭山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理信息化建設(shè)”項(xiàng)目的提出是響應(yīng)國(guó)家“數(shù)字林業(yè)”戰(zhàn)略與“數(shù)字保護(hù)區(qū)”建設(shè)的重要體現(xiàn),是現(xiàn)代保護(hù)區(qū)管理的重要手段,也是保護(hù)區(qū)發(fā)展大趨勢(shì)的必然產(chǎn)物,更是保護(hù)區(qū)事業(yè)發(fā)展對(duì)管理工作提出更高要求的必然結(jié)果。保護(hù)區(qū)信息化管理的完善可以有效降低保護(hù)區(qū)信息業(yè)務(wù)需求成本;有利于個(gè)各業(yè)務(wù)職能部門的協(xié)作,提高工作效率;有利于為各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)提高決策水平。
2.象頭山保護(hù)區(qū)概況
象頭山自然保護(hù)區(qū)位于惠州市北部,總面積10696.9 hm2,是北回歸線上難得的一片綠洲。隨著國(guó)家、省市對(duì)保護(hù)區(qū)投入的加大,以及人大議案的實(shí)施,保護(hù)區(qū)硬件建設(shè)得到了逐步完善,保護(hù)能力得到了極大程度的提升。近年來(lái),象頭山保護(hù)區(qū)開(kāi)展了多種多樣的生物多樣性調(diào)查和科學(xué)考察,積累了大量的資料;保護(hù)區(qū)根據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用的需要完成了服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等信息化基礎(chǔ)環(huán)境建設(shè);并開(kāi)發(fā)了信息門戶網(wǎng)站等應(yīng)用系統(tǒng),為“信息化管理平臺(tái)”打下了良好的基礎(chǔ)。
自2011年起,象頭山保護(hù)區(qū)開(kāi)始實(shí)施信息化管理平臺(tái)的建設(shè),初步建成了以保護(hù)區(qū)核心業(yè)務(wù)為依據(jù),采用地理信息系統(tǒng)(GIS)、遙感系統(tǒng)(RS)和全球定位系統(tǒng)(GPS)等信息技術(shù),結(jié)合保護(hù)區(qū)管理特點(diǎn)與專業(yè)知識(shí),建立了保護(hù)區(qū)各類資源數(shù)據(jù)信息化管理、統(tǒng)計(jì)分析、視頻、防火監(jiān)控與監(jiān)測(cè)分析為主要目標(biāo)的,互通、高效、集成、一體化的信息化保護(hù)區(qū)管理系統(tǒng),加快了保護(hù)區(qū)管理與服務(wù)工作的信息化進(jìn)程,實(shí)現(xiàn)了保護(hù)區(qū)管理工作的網(wǎng)絡(luò)化、可視化、信息共享化,提高了現(xiàn)代化管理水平。
3.象頭山保護(hù)區(qū)信息化建設(shè)的架構(gòu)
象頭山保護(hù)區(qū)信息化建設(shè)的總體架構(gòu)是以數(shù)據(jù)中心為基礎(chǔ),通過(guò)數(shù)據(jù)信息交互服務(wù),將各類數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成有價(jià)值的業(yè)務(wù)與系統(tǒng)信息,通過(guò)合約接口,為信息化平臺(tái)的各個(gè)應(yīng)用層提供信息服務(wù);同時(shí)數(shù)據(jù)中心還為智能巡護(hù)移動(dòng)采集系統(tǒng)、樣地?cái)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)等移動(dòng)終端設(shè)備提供數(shù)據(jù)整合服務(wù)并傳送到信息化平臺(tái);最終信息化平臺(tái)的內(nèi)容通過(guò)PC、瀏覽器、平板、手機(jī)等各種設(shè)備來(lái)展示,為用戶提供便利。
4.信息化建設(shè)的主要內(nèi)容
4.1硬件平臺(tái)與運(yùn)行環(huán)境、數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)
(1)搭建軟硬件環(huán)境,如網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器設(shè)備、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、工作電腦、監(jiān)控中心裝修、辦公附件等設(shè)施。
(2)對(duì)保護(hù)區(qū)現(xiàn)有積累的資料與數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、數(shù)字化,并建立集衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、保護(hù)區(qū)專題數(shù)據(jù)等為一體的空間數(shù)據(jù)庫(kù)。
4.2信息化平臺(tái)建設(shè)
建設(shè)以地理信息系統(tǒng)(GIS)為基礎(chǔ)應(yīng)用的集保護(hù)區(qū)資源管理、巡護(hù)監(jiān)測(cè)管理、生態(tài)監(jiān)測(cè)管理、科研監(jiān)測(cè)管理、辦公管理等為主要應(yīng)用的子系統(tǒng)管理。
(1)地理信息子系統(tǒng)是保護(hù)區(qū)信息管理的基礎(chǔ)應(yīng)用,由二、三維地理信息系統(tǒng)組成,它通過(guò)空間分析技術(shù),將保護(hù)區(qū)地理位置、森林資源直觀、便捷地集成,有利于高效管理信息資源,為決策支持提供數(shù)據(jù)支撐。
(2)資源管理子系統(tǒng)是保護(hù)區(qū)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),主要對(duì)保護(hù)區(qū)森林資源、保護(hù)動(dòng)植物等數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、分析,并通過(guò)圖表的方式直觀的進(jìn)行展示;同時(shí)還可展示一些保護(hù)區(qū)專題用圖,做到數(shù)據(jù)資源共享。
(3)巡護(hù)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)獲取巡護(hù)數(shù)據(jù),對(duì)巡護(hù)人員及車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與定位,提供巡護(hù)工作中的運(yùn)行軌跡、巡護(hù)狀態(tài)查看,以及巡護(hù)工作質(zhì)量的分析。并結(jié)合地理信息系統(tǒng)實(shí)時(shí)展示護(hù)林員的巡護(hù)路線、巡護(hù)計(jì)劃、巡護(hù)事件等,可有效提高保護(hù)區(qū)對(duì)巡護(hù)管理工作的效率。
(4)生態(tài)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)是保護(hù)區(qū)信息化建設(shè)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ).也是最為直觀的展現(xiàn)。主要是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)(有線、無(wú)線)將保護(hù)區(qū)建設(shè)的視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)、樣地調(diào)查點(diǎn)、防火監(jiān)測(cè)點(diǎn)、氣象監(jiān)測(cè)點(diǎn)、紅外相機(jī)監(jiān)測(cè)點(diǎn)等地的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心,與平臺(tái)系統(tǒng)數(shù)據(jù)對(duì)接,以地理信息系統(tǒng)為基礎(chǔ)進(jìn)行采集資源的整理、統(tǒng)計(jì)與分析,可以有效的展示保護(hù)區(qū)信息化監(jiān)測(cè)的成果。
(5)科研監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)主要用于對(duì)保護(hù)區(qū)科研活動(dòng)情況的展示,能直觀的反應(yīng)保護(hù)區(qū)的科研水平。如保護(hù)區(qū)動(dòng)植物標(biāo)本展示,主要將保護(hù)區(qū)日常制作的蠟葉標(biāo)本通過(guò)電子標(biāo)本的形式保存;保護(hù)區(qū)科研項(xiàng)目情況的展示,主要是體現(xiàn)保護(hù)區(qū)科研項(xiàng)目的進(jìn)展情況以及取得的成果匯報(bào)等等。
(6)辦公管理子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)保護(hù)區(qū)日常辦公的電子化功能,包括保護(hù)區(qū)辦公、車輛使用、物品使用、文檔管理、公章使用等無(wú)紙化管理,可有效的提高保護(hù)區(qū)日常辦公效率。
(7)系統(tǒng)設(shè)置子系統(tǒng)包括部門管理、用戶管理、角色管理、權(quán)限管理、系統(tǒng)日志管理、參數(shù)維護(hù)等后臺(tái)設(shè)置功能,方便日常系統(tǒng)平臺(tái)維護(hù)。
4.3信息化平臺(tái)硬件建設(shè)
(1)根據(jù)象頭山保護(hù)區(qū)的地形特點(diǎn),在保護(hù)區(qū)核心區(qū)周邊建設(shè)視頻監(jiān)控系統(tǒng),搭建數(shù)字無(wú)線傳輸方式的通訊網(wǎng)絡(luò),將視頻信號(hào)傳輸至管理監(jiān)控中心。
(2)建設(shè)保護(hù)區(qū)常規(guī)地面氣象站,并完成相關(guān)儀器設(shè)備安裝與調(diào)試。
(3)建設(shè)保護(hù)區(qū)在線巡護(hù)系統(tǒng),實(shí)時(shí)保護(hù)區(qū)巡護(hù)監(jiān)測(cè)任務(wù),指導(dǎo)護(hù)林員開(kāi)展巡護(hù)工作,提高管護(hù)監(jiān)測(cè)水平。
(4)建設(shè)森林防火專用報(bào)警監(jiān)測(cè)視頻裝置,利用紅外熱像儀和高清可見(jiàn)光攝像機(jī)對(duì)野外火源和煙氣進(jìn)行熱成像分析,并與地理信息系統(tǒng)及視頻監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)相結(jié)合,提供煙霧及火焰識(shí)別,實(shí)時(shí)報(bào)警信息,并將位置信息以短信的形式傳送至保護(hù)區(qū)相關(guān)人員。
5.數(shù)字化建設(shè)的成果及發(fā)展趨勢(shì)
通過(guò)數(shù)字化工程的建設(shè),象頭山保護(hù)區(qū)已建立起完善的地理信息數(shù)據(jù)庫(kù);保護(hù)區(qū)資源管理信息取得了更直觀的展示效果;建立起對(duì)內(nèi)各業(yè)務(wù)部門的協(xié)同作業(yè);建立起覆蓋保護(hù)區(qū)70%以上范圍的防火視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn);完善了保護(hù)區(qū)巡護(hù)管理系統(tǒng);擴(kuò)大了保護(hù)區(qū)樣地監(jiān)測(cè)的范圍;匯總了保護(hù)區(qū)科研建設(shè)的成果;保護(hù)區(qū)的數(shù)字化管理逐漸步入正軌。
象頭山保護(hù)區(qū)后期的數(shù)字化建設(shè)發(fā)展趨勢(shì)主要有:①嚴(yán)格遵守“全省自然保護(hù)區(qū)數(shù)字化平臺(tái)”的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與建設(shè)機(jī)制,建立規(guī)范化的數(shù)字化體系建設(shè);②按照廣東省自然保護(hù)區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)技術(shù)規(guī)范要求,為提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與服務(wù)而建設(shè)全省統(tǒng)一的保護(hù)區(qū)數(shù)據(jù)體系,加快業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)和信息共享;③在“自然保護(hù)區(qū)數(shù)字化平臺(tái)”統(tǒng)一平臺(tái)框架下,實(shí)現(xiàn)保護(hù)區(qū)業(yè)務(wù)應(yīng)用基礎(chǔ)功能的共享,促進(jìn)省、國(guó)家平臺(tái)和各保護(hù)區(qū)的和諧發(fā)展。
6.存在的難點(diǎn)與問(wèn)題
(1)由于沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)做指導(dǎo),前期對(duì)數(shù)字化的定位不夠清晰,對(duì)平臺(tái)內(nèi)容的需求不太明確,實(shí)施方案缺乏論證,前期的規(guī)劃方向存在一定的缺陷。數(shù)字化建設(shè)是一項(xiàng)持續(xù)的工作,永遠(yuǎn)都是在進(jìn)行中,而沒(méi)有真正完成的時(shí)候,所以對(duì)于它的建設(shè)步伐值得好好地研究一下。
(2)自然保護(hù)區(qū)的建設(shè)環(huán)境非常復(fù)雜,對(duì)平臺(tái)的穩(wěn)定性有著較大的影響。數(shù)字化平臺(tái)的建設(shè)牽涉到很多方面,如:硬件、軟件、數(shù)據(jù)、工程實(shí)施等多個(gè)方面;而自然保護(hù)區(qū)的環(huán)境受地形、氣象、雷電、電源不穩(wěn)定等環(huán)境影響較大,導(dǎo)致設(shè)備使用不穩(wěn)定、壽命短、維護(hù)困難的情況較多;同時(shí)數(shù)字化平臺(tái)建設(shè)由于剛起步,缺乏建設(shè)和管理經(jīng)驗(yàn)。因此,目前數(shù)字平臺(tái)的穩(wěn)定性還有待提高,功能有待完善。
(3)數(shù)字化建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)還未統(tǒng)一,考核與評(píng)價(jià)機(jī)制不健全。由于數(shù)字化制度建設(shè)之后的管理和技術(shù)規(guī)范缺乏,很難達(dá)到各方都滿意的效果。數(shù)字化的后續(xù)運(yùn)營(yíng)缺乏主觀能動(dòng)性,沒(méi)有長(zhǎng)效的數(shù)字化能力與使用的考評(píng)機(jī)制,使用的普及度不高。
(4)后期維護(hù)難。由于數(shù)字化平臺(tái)涉及面比較廣,不僅需要先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)人員,而且還需要熟知各工程方面的安裝人員來(lái)維護(hù),更需要對(duì)保護(hù)區(qū)管理有一定了解的人員,因此對(duì)于它的維護(hù)存在一定的難度。
(5)保護(hù)區(qū)人員一時(shí)難以接受信息化的東西,平臺(tái)應(yīng)用普及度不高。
7.解決方案
針對(duì)上述難點(diǎn)和問(wèn)題,可制定如下解決方案。
(1)由國(guó)家林業(yè)局統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、統(tǒng)籌規(guī)劃全國(guó)保護(hù)區(qū)信息化建設(shè)的工作,強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì),實(shí)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),防止出現(xiàn)自成體系、重復(fù)建設(shè)和低水平應(yīng)用等問(wèn)題,為資源整合和協(xié)同作業(yè)打下基礎(chǔ)。信息化建設(shè)中基礎(chǔ)性、公共性的項(xiàng)目,由國(guó)家林業(yè)局統(tǒng)籌資金安排,統(tǒng)一研發(fā),為全國(guó)林業(yè)系統(tǒng)信息資源整合、共享提供保障。對(duì)地方個(gè)性化的信息化系統(tǒng),由各地信息化主管部門依據(jù)統(tǒng)一規(guī)劃與標(biāo)準(zhǔn),分別負(fù)責(zé)建設(shè)實(shí)施。
(2)以保護(hù)區(qū)業(yè)務(wù)需求為主導(dǎo),以應(yīng)用和服務(wù)為重點(diǎn),不片面追求高精尖技術(shù),應(yīng)該以保護(hù)區(qū)實(shí)際情況及需求開(kāi)展信息化建設(shè)。
(3)選擇條件比較成熟的省份和單位先行試點(diǎn)示范,取得經(jīng)驗(yàn)后,逐步實(shí)行推廣應(yīng)用。通過(guò)試點(diǎn)示范,探索科學(xué)的技術(shù)路線,積累經(jīng)驗(yàn),指導(dǎo)全國(guó),少走彎路,減少風(fēng)險(xiǎn),提高效率。
(4)加強(qiáng)保護(hù)區(qū)信息化業(yè)務(wù)培訓(xùn),指定專人負(fù)責(zé)跟進(jìn)項(xiàng)目的進(jìn)展以及日常的維護(hù),提升保護(hù)區(qū)信息化應(yīng)用的整體水平。
(5)將保護(hù)區(qū)的日常辦公業(yè)務(wù)逐步遷移到信息化平臺(tái)中來(lái),有效的提升平臺(tái)的使用率。
8.結(jié)語(yǔ)
概述
無(wú)線流媒體網(wǎng)絡(luò)多媒體監(jiān)控管理平臺(tái)集無(wú)線通信、流媒體、視頻處理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和自動(dòng)化技術(shù)于一身,是視頻、音頻、數(shù)據(jù)和圖示一體化的解決方案,兼?zhèn)渚W(wǎng)絡(luò)視頻。
監(jiān)控、視頻會(huì)議、視頻直播等功能,具有超大規(guī)模組網(wǎng)能力,為無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)在公安行業(yè)的應(yīng)用提供了技術(shù)保障,為各種突發(fā)事件和應(yīng)急事件提供良好準(zhǔn)備,使車載監(jiān)控、公共交通工具(公共汽車、地鐵、長(zhǎng)途汽車等)等難度較大的監(jiān)控成為可能。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、流媒體業(yè)務(wù)主要面向GPRS/EDGE、CDMA、3G等提供較高帶寬(100kbit/s以上)的無(wú)線分組網(wǎng)絡(luò)。3G網(wǎng)絡(luò)空中接口帶寬的增加為流媒體業(yè)務(wù)的開(kāi)展提供良好基礎(chǔ),結(jié)合無(wú)線系統(tǒng)不受時(shí)間、地點(diǎn)限制的特點(diǎn),使移動(dòng)流媒體業(yè)務(wù)更具吸引力。視頻編碼器和自適應(yīng)高性能流媒體服務(wù)器設(shè)備使得圖像清晰度達(dá)到Full D1(DVD)效果,實(shí)時(shí)性好,方便使用,可直接通過(guò)Web方式進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和遠(yuǎn)程管理,為用戶提供靈活的監(jiān)控畫面選擇、電子地圖使用,充分利用防火墻/VPN、加密、權(quán)限管理、安全認(rèn)證,實(shí)時(shí)時(shí)鐘等技術(shù),保證監(jiān)控系統(tǒng)和錄像資料不被越權(quán)使用和破壞。
在城市安防聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中,由于前端設(shè)備及主干網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制,海量用戶并發(fā)訪問(wèn)視頻資源時(shí)極易產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)擁塞。在大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中采用流媒體分發(fā)技術(shù),依靠分布式流媒體服務(wù)器集群可實(shí)現(xiàn)音/視頻流的分層轉(zhuǎn)發(fā),從根本上避免大規(guī)模并發(fā)流量產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)瓶頸;單臺(tái)流媒體服務(wù)器的帶寬在100M~1000M左右,可以滿足千路用戶的點(diǎn)播請(qǐng)求(以每路384kbps計(jì)算)。這樣前端設(shè)備只需發(fā)送一份數(shù)據(jù)到流媒體服務(wù)器上,再由流媒體服務(wù)器進(jìn)行緩沖轉(zhuǎn)發(fā),客戶端則統(tǒng)一連接到流媒體服務(wù)器獲取視頻數(shù)據(jù),真正實(shí)現(xiàn)多路用戶的并發(fā)訪問(wèn),節(jié)省了前端設(shè)備寶貴的帶寬。雖然流媒體服務(wù)器是分布式管理的,但對(duì)所有用戶的授權(quán)是集中式管理的,從而保證了服務(wù)的連續(xù)性和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的安全性。
相關(guān)技術(shù)
CDMA無(wú)線流媒體監(jiān)控系統(tǒng)是集流媒體編解碼、嵌入式及CDMA1X網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等高新技術(shù)的整合產(chǎn)品,融合了傳統(tǒng)監(jiān)控、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、動(dòng)態(tài)跟蹤、手機(jī)點(diǎn)播等技術(shù),為各種復(fù)雜環(huán)境、重要區(qū)域或遠(yuǎn)程地點(diǎn)的日常、應(yīng)急監(jiān)視和控制提供卓越的監(jiān)控應(yīng)用。
1.流媒體編解碼技術(shù)
隨著數(shù)字視頻編解碼技術(shù)、嵌入式視頻服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)正迅速?gòu)膫鹘y(tǒng)的基于有線電視技術(shù)的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)向基于IP技術(shù)的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)方向發(fā)展,數(shù)字監(jiān)控已在某些領(lǐng)域取代原有的模擬監(jiān)控?;贗P技術(shù)的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用數(shù)字編碼壓縮技術(shù)(MPEG4、H.264 或M-jpg2000)、數(shù)字視頻壓縮技術(shù)將模擬視頻信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)或語(yǔ)音進(jìn)行編碼,壓縮并打成IP包,通過(guò)有線或者無(wú)線IP網(wǎng)絡(luò)把視頻信息以數(shù)字化形式進(jìn)行傳輸。只要是網(wǎng)絡(luò)可到達(dá)地方就一定可實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控和記錄,用戶可在安裝有專用解壓縮軟件的計(jì)算機(jī)、掌上電腦(PDA)、手機(jī)或電視墻、大屏幕上觀看瀏覽,控制遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)視頻圖像,并結(jié)合實(shí)時(shí)錄像報(bào)警聯(lián)動(dòng)、數(shù)據(jù)傳輸、語(yǔ)音對(duì)講等,這種監(jiān)控可與很多其它系統(tǒng)進(jìn)行完美的結(jié)合。
壓縮技術(shù)就是將數(shù)據(jù)中冗余信息去掉(去除數(shù)據(jù)之間相關(guān)性),壓縮技術(shù)包含幀內(nèi)圖像數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)、幀間圖像數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)和熵編碼壓縮技術(shù)。 MPEG-4系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)于復(fù)雜,使MPEG-4難以完全實(shí)現(xiàn)并兼容,加上高昂的專利費(fèi),很難在視頻會(huì)議、可視電話等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)。用H.264(MPEG- 4/part10)視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn),壓縮比極高、圖像質(zhì)量好、信道適應(yīng)性更好、碼流更低。H.264的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔,使它比MPEG-4更容易推廣,更容易在視頻會(huì)議、視頻電話中實(shí)現(xiàn),更容易實(shí)現(xiàn)互連互通,可簡(jiǎn)便地和G.729等低比特率語(yǔ)音壓縮組成一個(gè)完整的系統(tǒng)。
2.嵌入式視頻Web服務(wù)器技術(shù)
嵌入式視頻服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò) 化數(shù)字視頻監(jiān)控為業(yè)界公認(rèn)最穩(wěn)定、最有效的系統(tǒng),由嵌入式處理器、硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)及特定應(yīng)用程序等組成,是集軟硬件于一體的獨(dú)立工作“器件”。嵌入式操作系統(tǒng)是實(shí)時(shí)的,是一種支持嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的操作軟件,它是嵌入式網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)視頻室極為重要的組成部分,包括與硬件相關(guān)的底層驅(qū)動(dòng)軟件、系統(tǒng)內(nèi)核、設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口、通信協(xié)議、圖形界面、標(biāo)準(zhǔn)化瀏覽器等,具有通用操作系統(tǒng)的基本特點(diǎn)。
嵌入式視頻Web服務(wù)器原理:用嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。攝像機(jī)送來(lái)的視頻信號(hào)數(shù)字化后由高效壓縮芯片壓縮,通過(guò)內(nèi)部總線送到內(nèi)置Web服務(wù)器,用戶可直接用瀏覽器觀看Web服務(wù)器上攝像機(jī)圖像,授權(quán)用戶可控制攝像機(jī)、云臺(tái)、鏡頭的動(dòng)作或?qū)ο到y(tǒng)配置。由于把視頻壓縮和Web功能集中到一個(gè)體積很小的設(shè)備內(nèi),省掉復(fù)雜電纜,安裝又方便(一個(gè)IP地址),用戶無(wú)需安裝任何硬件設(shè)備,僅用瀏覽器即可觀看。
嵌入式系統(tǒng)應(yīng)具有的特點(diǎn)是:
(1)高可靠性。在惡劣的環(huán)境或突然斷電的情況下,要求系統(tǒng)仍然能夠正常工作;許多嵌入式應(yīng)用要求實(shí)時(shí)處理能力,這就要求嵌入式操作系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)處理能力;嵌入式系統(tǒng)中的軟件代碼要求高質(zhì)量、高可靠性,一般都固化在只讀存儲(chǔ)器中或閃存中,也就是說(shuō)軟件要求固態(tài)化存儲(chǔ),而不是存儲(chǔ)在磁盤等載體中。
(2)體積小。不具備像硬盤那樣大容量存儲(chǔ)介質(zhì),大多用閃存作存儲(chǔ)介質(zhì),結(jié)構(gòu)緊湊,體積微小。
3.CDMA1X無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)
CDMA1X是聯(lián)通在優(yōu)化CDMA網(wǎng)絡(luò)中推出的第2.75代數(shù)據(jù)傳輸通信技術(shù),CDMA1X在傳遞速率、功能方面較GPRS具有優(yōu)勢(shì),可取代過(guò)去傳統(tǒng)有線MODEM、X.25、數(shù)傳電臺(tái)、短信等方式。為確保視頻壓縮文件穩(wěn)定傳輸需有足夠的網(wǎng)絡(luò)帶寬,不同視頻壓縮文件對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬要求不同,為達(dá)到更好視頻質(zhì)量,網(wǎng)絡(luò)帶寬就更重要。CDMA1X理論速率153.6kbps,實(shí)際速率80kbps,超過(guò)有線電話撥號(hào)上網(wǎng)的56kbps,是平均30kbps~40kbps的GPRS數(shù)據(jù)傳輸?shù)?-3倍,用MPEG-4格式可穩(wěn)定可靠地傳輸數(shù)字視頻流。
組網(wǎng)特點(diǎn)
1.無(wú)線流媒體監(jiān)控具有傳輸速率高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)、低時(shí)延(對(duì)視頻應(yīng)用非常關(guān)鍵)和設(shè)備成本低的特點(diǎn)??商峁└咝Ш徒?jīng)濟(jì)的視頻傳輸解決方案。寬帶無(wú)線接入設(shè)備提供11Mbps/54Mbps的高網(wǎng)絡(luò)帶寬,可將不同地點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)視頻信息通過(guò)無(wú)線通信手段實(shí)時(shí)傳送到監(jiān)控中心,支持采用 H.263/MPEG-1/2/4等格式的數(shù)字視頻流穩(wěn)定可靠地持續(xù)傳輸,最遠(yuǎn)傳輸距離可以達(dá)到50km以上,并且不受山川、河流、橋梁、道路等復(fù)雜地形限制。
2.組網(wǎng)靈活,可擴(kuò)展性好。由于沒(méi)有線纜限制,擴(kuò)充性強(qiáng),可靈活方便地進(jìn)行安裝布署;維護(hù)費(fèi)用低,一次性投資無(wú)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用,工程建設(shè)周期短;保護(hù)用戶已有投資,即使用戶需搬遷辦公地點(diǎn),只需把無(wú)線設(shè)備搬遷至新地點(diǎn)安裝即可。
3.系統(tǒng)功能強(qiáng)大、靈活,全數(shù)字化錄像便于保存和檢索。根據(jù)監(jiān)控中心存儲(chǔ)空間大小。圖像采集尺寸、質(zhì)量和頻率,可記錄長(zhǎng)達(dá)幾小時(shí)到幾個(gè)月的錄像數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化異地存儲(chǔ)。用戶可對(duì)記錄下來(lái)的錄像數(shù)據(jù)進(jìn)行播放、定位及快放、慢放等。
4.高可靠性,保證不間斷視頻監(jiān)控。抗射頻干擾性能強(qiáng),接收靈敏度理想,寬范圍天線能提供強(qiáng)大、可靠的無(wú)線傳輸;安全性較高,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)有ESSID、MAC地址過(guò)濾及Web加密等安全措施與視頻系統(tǒng)管理結(jié)合多重加密手段,安全性等同于有線。
5.地域的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。遵循全球統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和通信協(xié)議TCP/IP,因特網(wǎng)傳輸多媒體信息,視頻傳輸依賴的通信網(wǎng)絡(luò)包括LAN/WAN、ISDN、DDN、ATM、PSTN等。
6.移動(dòng)性。無(wú)線局域網(wǎng)設(shè)置允許用戶在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù),不需要指定明確的訪問(wèn)地點(diǎn),因此用戶可在網(wǎng)絡(luò)中漫游。
系統(tǒng)組成
1.視頻圖像采集點(diǎn)
在公安警車安裝監(jiān)控?cái)z像機(jī)(彩色或黑白、固定或活動(dòng)云臺(tái)、定焦或變焦)、CDMA視頻數(shù)據(jù)處理終端(視頻編解碼器)和軟件系統(tǒng)。監(jiān)控?cái)z像機(jī)采集突發(fā)事件視頻信號(hào),云臺(tái)由控制中心計(jì)算機(jī)控制,可對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行水平360°、垂直90°及變焦控制。視頻編解碼器負(fù)責(zé)把攝像機(jī)的模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào),同時(shí)進(jìn)行壓縮,另外也傳輸控制信號(hào),視頻編解碼器內(nèi)置10/100M網(wǎng)卡,通過(guò)網(wǎng)線連接到無(wú)線設(shè)備上,編碼壓縮處理后的監(jiān)控信息通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)匯集到監(jiān)控管理中心,監(jiān)控中心能看到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)圖像信息,監(jiān)控人員通過(guò)監(jiān)控中心局域網(wǎng)或Internet遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)瀏覽視頻圖像,遙控云臺(tái)。為充分保證每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)帶寬,用MPEG4編碼標(biāo)準(zhǔn),帶寬占用較低,并可實(shí)現(xiàn)圖像優(yōu)質(zhì)傳輸和存儲(chǔ),且傳輸距離較遠(yuǎn)。
2.CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)
通過(guò)CDMA1X IP路由器用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)方式覆蓋城市無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò),在點(diǎn)安裝CDMA1X IP路由器(以太網(wǎng)接口)。具有傳輸距離遠(yuǎn)、低時(shí)延(對(duì)視頻應(yīng)用非常關(guān)鍵)和設(shè)備成本低特點(diǎn),提供高效和經(jīng)濟(jì)的視頻傳輸方案。
3.控制中心
由視頻編解碼器、電視墻、監(jiān)控服務(wù)器、硬盤錄像機(jī)、監(jiān)控PC/PDA/CDMA手機(jī)等組成,可完成現(xiàn)場(chǎng)圖像接收與顯示、錄像的存儲(chǔ)、檢索、回放、備份、恢復(fù)等。用H.264編解碼技術(shù)和針對(duì)CDMA1X等無(wú)線信道的動(dòng)態(tài)自適應(yīng)傳輸算法和準(zhǔn)可靠傳輸糾錯(cuò)技術(shù)、自適應(yīng)門限非線性濾波降噪技術(shù)和基于運(yùn)動(dòng)目標(biāo)分析的邊緣鋸齒抑制算法,使CDMA1X視頻服務(wù)器平均延時(shí)小于3s,最高支持D1分辨率,多通道CIF幀率最高可達(dá)25幀/秒(PAL制);視頻編解碼器對(duì)經(jīng)CDMA1X無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳送來(lái)的前端監(jiān)控點(diǎn)攝像機(jī)采集的視頻信號(hào)進(jìn)行編解碼處理,傳到監(jiān)控中心視頻監(jiān)控服務(wù)器上,再經(jīng)交換機(jī)通過(guò)內(nèi)部局域網(wǎng)傳至各個(gè)相關(guān)部門或人員的客戶端。
用戶可通過(guò)監(jiān)控中心云臺(tái)控制設(shè)備控制現(xiàn)場(chǎng)任意點(diǎn)的云臺(tái),鏡頭的光圈、焦距、變倍,云臺(tái)的上、下、左、右,自動(dòng)控制遠(yuǎn)端電源、攝像機(jī)開(kāi)關(guān)等?,F(xiàn)場(chǎng)傳回視頻圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)在硬盤錄像機(jī),可快捷實(shí)現(xiàn)資料存儲(chǔ)、更新、查詢、備份等為執(zhí)法提供依據(jù)。
應(yīng)用范圍
CDMA無(wú)線流媒體監(jiān)控系統(tǒng)具有獨(dú)特的移動(dòng)性、易操作性,可在很多行業(yè)里應(yīng)用。
1.運(yùn)動(dòng)物體內(nèi)視頻監(jiān)控
車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)適用于公安警車、金融運(yùn)鈔車、消防車、貨運(yùn)車、長(zhǎng)途客車、城管監(jiān)察車、應(yīng)急搶險(xiǎn)車等,在重要車輛(運(yùn)鈔車,油罐車,物資車等)安裝監(jiān)控裝置,可了解運(yùn)輸途中上下車人員和貨物在車內(nèi)搬運(yùn)情況,防止被盜搶,及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況做出應(yīng)急處理。巡邏人員無(wú)需架傳輸線路,攝像裝置即可將現(xiàn)場(chǎng)圖像拍攝并傳送到單位進(jìn)行反饋。
2.有線網(wǎng)絡(luò)無(wú)法到達(dá)的地方
如公安偵查臨時(shí)布防、環(huán)境監(jiān)測(cè)、部隊(duì)野戰(zhàn)訓(xùn)練、森林防火、石油開(kāi)采、石油輸油管線、物流、運(yùn)輸船、長(zhǎng)途車、火車、防洪搶險(xiǎn)、電力高壓線路、高速公路、施工現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控管理等,如架設(shè)在高速公路上監(jiān)控超高、超速車輛,架設(shè)在輸油管線上監(jiān)控偷漏油事件,架設(shè)在堤壩上觀測(cè)水流和高度,架設(shè)在煤礦了解開(kāi)工狀況和煤礦安全生產(chǎn),架設(shè)在旅游景點(diǎn)危險(xiǎn)地段了解事故現(xiàn)場(chǎng)等。
3.人員無(wú)法接近的場(chǎng)所
易燃易爆場(chǎng)所、烈性疾病傳染區(qū)、生化武器危險(xiǎn)區(qū)等。
關(guān)鍵詞:無(wú)人機(jī)巡檢 中繼鏈路 任務(wù)吊艙 三維地面站軟件
中圖分類號(hào):TM75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2014)10(a)-0026-02
傳統(tǒng)的人工巡檢方法不僅工作量大而且條件艱苦,特別是對(duì)山區(qū)和跨越江河的輸電線路的巡檢,以及在冰災(zāi)、水災(zāi)、地震、滑坡等災(zāi)情下巡線檢查,所花時(shí)間長(zhǎng)、人力成本高、難度大、風(fēng)險(xiǎn)高。近年來(lái),為減輕人工巡視的負(fù)擔(dān),提高巡檢工作效率和電網(wǎng)可靠性,無(wú)人機(jī)在電網(wǎng)輸電線路巡檢中的應(yīng)用日益廣泛[1-6]。
目前國(guó)家電網(wǎng)多家單位先后研發(fā)了各自的電網(wǎng)巡視專用飛行巡檢系統(tǒng),然而這些系統(tǒng)大多基于中小型無(wú)人機(jī)平臺(tái),系統(tǒng)存在航程短、載荷低、清晰度不足、抗風(fēng)能力弱、自動(dòng)化程度低等缺陷,在復(fù)雜地形氣候環(huán)境下難以展開(kāi)實(shí)用化應(yīng)用。為此,該文重點(diǎn)從適用于復(fù)雜環(huán)境,提高巡視距離、巡檢精細(xì)化和安全性入手,結(jié)合輸電線路巡檢、航空、飛行自動(dòng)控制、通信、地理信息、圖像識(shí)別和處理技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù),研發(fā)了一套大型無(wú)人機(jī)輸電線路巡檢系統(tǒng)。
1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
根據(jù)應(yīng)用需求以及更遠(yuǎn)、更精、更安全的技術(shù)要求,系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)在中繼數(shù)據(jù)鏈支持下30 km以上超視距飛行巡檢;在70 m外自主跟蹤導(dǎo)線,清晰識(shí)別3 mm銷釘級(jí)設(shè)備缺陷;具有應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜環(huán)境的飛行安全控制技術(shù)和保護(hù)策略;避障系統(tǒng)能夠在30~100 m范圍內(nèi)探測(cè)厘米級(jí)設(shè)備或障礙物能力,實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜環(huán)境下自主避讓障礙物安全飛行。同時(shí),為豐富系統(tǒng)功能,提高系統(tǒng)的實(shí)用性和智能性,系統(tǒng)應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)全自主盲飛、任務(wù)吊艙系統(tǒng)全自主執(zhí)行拍攝任務(wù)、自主起降、精確規(guī)劃三維航路、智能化評(píng)估診斷電網(wǎng)設(shè)備健康狀況和故障情況等多項(xiàng)實(shí)用化功能。
按照設(shè)計(jì)原則,將大型無(wú)人機(jī)電網(wǎng)巡檢系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為無(wú)人機(jī)系統(tǒng)、中繼數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)、任務(wù)吊艙系統(tǒng)、三維地面站測(cè)控導(dǎo)航系統(tǒng)、飛行避障系統(tǒng)、缺陷故障智能診斷系統(tǒng)等六個(gè)分系統(tǒng)。
2 大型無(wú)人機(jī)在電網(wǎng)巡檢中的系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 無(wú)人機(jī)分系統(tǒng)
無(wú)人機(jī)分系統(tǒng)是飛行的主體平臺(tái),主要提供飛行能力和裝載的功能。為滿足遠(yuǎn)距離、長(zhǎng)航時(shí)的飛行,并具有足夠的載荷能力,本系統(tǒng)選用Z-5大型無(wú)人機(jī)作為飛行平臺(tái)。
大型Z-5無(wú)人機(jī)與中型Z-3無(wú)人機(jī)技術(shù)參數(shù)對(duì)比如表1所示。
為了使無(wú)人機(jī)的飛行控制能力能夠應(yīng)對(duì)山區(qū)、丘陵、河流等復(fù)雜氣候地形環(huán)境,無(wú)人機(jī)配套飛控系統(tǒng)具備飛行安全控制技術(shù),可全自主盲飛、自主起降、具備一鍵返航、低油量返航、失控返航等多種安全歸航保護(hù)措施。
2.2 中繼數(shù)據(jù)鏈分系統(tǒng)
為解決山峰阻擋、多徑折射衰弱和輸電線路強(qiáng)電磁干擾等帶來(lái)的通訊問(wèn)題,有效拓寬無(wú)人機(jī)復(fù)雜地形巡線飛行的測(cè)控通信范圍,本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用中繼轉(zhuǎn)發(fā)模式的解決方案。中繼數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)采用地面光/電混合中繼和空中中繼兩種模式,并結(jié)合具體使用情況選擇。
數(shù)據(jù)鏈采用L頻段作為通信頻段,上行控制信號(hào)和下行圖像與遙測(cè)信號(hào)均有120 MHz的總帶寬。每個(gè)方向至少能夠涵蓋10個(gè)數(shù)據(jù)通信帶寬,頻點(diǎn)之間不會(huì)存在相互的干擾;能夠?qū)崿F(xiàn)靈活切換,降低外場(chǎng)頻點(diǎn)干擾,確保無(wú)線鏈路的正常通信功能;數(shù)據(jù)鏈時(shí)延低,標(biāo)清圖像傳輸延遲不大于260 ms,高清圖像傳輸延遲不大于300 ms,遙控傳輸延遲不大于130 ms,保證了數(shù)據(jù)鏈路的可靠通訊(見(jiàn)圖1)。
2.3 任務(wù)吊艙分系統(tǒng)
任務(wù)吊艙系統(tǒng)包括可見(jiàn)光攝像機(jī)、紅外熱像儀、紫外成像儀、高分辨率照相機(jī)、穩(wěn)定控制系統(tǒng)、圖像跟蹤系統(tǒng)等(見(jiàn)圖2)。
可見(jiàn)光照相機(jī)/攝像機(jī)所獲圖像可檢測(cè)是否存在物理缺陷,導(dǎo)線是否斷股、線路是否有明顯異物、絕緣子是否破損、防震錘否異常等缺陷;紅外圖像可檢測(cè)設(shè)備是否存在熱缺陷:接頭、線夾、耐張管、接續(xù)管等;紫外圖譜可檢查由于連接不良、絕緣子內(nèi)部缺陷等引起的電暈放電[7]。
穩(wěn)定平臺(tái)的精度是系統(tǒng)的重要技術(shù)指標(biāo)。穩(wěn)定控制系統(tǒng)利用高精度陀螺儀隔離吊艙平臺(tái)的擾動(dòng),具備水平和垂直兩種大角度自動(dòng)掃描方式,可以解決吊艙抖動(dòng)及視場(chǎng)角受限造成圖像采集不清晰、不全面的難題。
圖像跟蹤系統(tǒng)根據(jù)高壓電線的線狀目標(biāo)特點(diǎn),運(yùn)用智能的跟蹤算法,可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜背景下的線狀目標(biāo)檢出和輸電線路自主跟蹤;通過(guò)接受到飛機(jī)平臺(tái)的載機(jī)和桿塔的GPS信息,可在無(wú)人機(jī)飛出測(cè)控范圍后,全自主跟蹤導(dǎo)線并瞄準(zhǔn)桿塔拍照;吊艙設(shè)計(jì)桿塔凝視功能,通過(guò)綜合計(jì)算得到跟蹤輸電線的方位角,送給穩(wěn)定跟蹤控制系統(tǒng),使無(wú)人機(jī)偏離理論航向的情況下對(duì)前方桿塔進(jìn)行凝視對(duì)準(zhǔn)(見(jiàn)表2)。
2.4 三維地面站測(cè)控導(dǎo)航分系統(tǒng)
三維地面測(cè)控導(dǎo)航系統(tǒng)通過(guò)加載地理數(shù)據(jù)、三維電網(wǎng)數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)與無(wú)人機(jī)結(jié)合應(yīng)用系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)全程自主飛行和實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè),大幅提高無(wú)人機(jī)飛行精度和安全性。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)三維航線的智能化規(guī)劃功能,可實(shí)現(xiàn)與中繼設(shè)備、中繼飛機(jī)、飛控系統(tǒng)、缺陷診斷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊,為無(wú)人機(jī)在在電力線路巡檢和大范圍防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。
2.5 飛行避障分系統(tǒng)
無(wú)人機(jī)避障系統(tǒng)基于毫米波高分辨率雷達(dá)探測(cè)技術(shù)[8],包括機(jī)載信號(hào)采集模塊及設(shè)置控系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)載避障分析模塊,構(gòu)建了無(wú)人機(jī)超低空飛行障礙預(yù)警與規(guī)避支撐理論和實(shí)用化系統(tǒng)。
系統(tǒng)可在前視半球面70 m內(nèi)探測(cè)出26 mm直徑的導(dǎo)線,實(shí)現(xiàn)智能避讓輸電導(dǎo)線、樹(shù)木等障礙物,保證了無(wú)人機(jī)在復(fù)雜地形條件下與電力線路及其它障礙物的安全距離保持,同時(shí)能夠?yàn)闊o(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)在飛行狀態(tài)下提供實(shí)時(shí)預(yù)警和避障的安全保障。
2.6 缺陷故障智能診斷分系統(tǒng)
系統(tǒng)采用了算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、圖像處理、模式識(shí)別技術(shù)和數(shù)據(jù)融合技術(shù)等多種技術(shù),通過(guò)對(duì)無(wú)人機(jī)巡檢獲取的線路設(shè)備多傳感器視頻及圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,建立高壓線路缺陷特征數(shù)據(jù)圖庫(kù)[9];應(yīng)用圖像識(shí)別技術(shù)和數(shù)據(jù)融合技術(shù)對(duì)線路設(shè)備缺陷進(jìn)行自動(dòng)輔助檢測(cè)診斷和評(píng)估。
3 實(shí)例應(yīng)用
2012年4月至今,國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司福州供電公司無(wú)人機(jī)飛行團(tuán)隊(duì)先后在500 kV福東線、220 kV閩建線等11條線路上進(jìn)行無(wú)人機(jī)巡檢飛行,租用福州市閩侯竹歧鎮(zhèn)竹岐民用機(jī)場(chǎng)作為飛行保障基地和主要起降場(chǎng)地。巡檢飛行期間,共巡檢飛行78 h,飛行68架次,巡檢797多公里,發(fā)現(xiàn)隱患故障95處。
通過(guò)實(shí)際飛行演練,無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)逐步建立了在山區(qū)、高溫條件下,無(wú)人直升機(jī)的小速度帶懸停巡線飛行模式,建立了空中中繼、雙機(jī)同空飛行作業(yè)流程,充分驗(yàn)證了該套系統(tǒng)的可行性和合理性。
4 結(jié)語(yǔ)
大型無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng),以Z-5大型無(wú)人直升機(jī)為飛行平臺(tái),搭載中繼數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)、任務(wù)吊艙系統(tǒng)、三維地面站測(cè)控導(dǎo)航系統(tǒng)、飛行避障系統(tǒng)、缺陷故障智能診斷系統(tǒng),具有不受地形環(huán)境限制的優(yōu)勢(shì),可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)線路巡視、設(shè)備巡查和災(zāi)情監(jiān)控的一體化管理,實(shí)現(xiàn)山區(qū)等復(fù)雜氣候地形環(huán)境下遠(yuǎn)距離、長(zhǎng)航時(shí)輸電線路巡檢和防災(zāi)減災(zāi)應(yīng)用,提升電力系統(tǒng)防災(zāi)減災(zāi)和線路運(yùn)行管理水平。在無(wú)人機(jī)電力巡檢應(yīng)用中,大型無(wú)人機(jī)巡檢系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下遠(yuǎn)距離、長(zhǎng)航時(shí)的應(yīng)用需求中,具有很大的實(shí)用化應(yīng)用前景。同時(shí),通過(guò)無(wú)人機(jī)在電力巡檢系統(tǒng)的研究應(yīng)用,也推動(dòng)了民用無(wú)人機(jī)在石油管線巡查、森林防火、勘測(cè)測(cè)繪等領(lǐng)域的發(fā)展,推動(dòng)了國(guó)內(nèi)無(wú)人機(jī)、數(shù)據(jù)鏈、光電偵察吊艙等高新技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
[1] 林韓,林朝輝,湯明文,等.電力輸電線路無(wú)人直升機(jī)巡視的應(yīng)用[J].華東電力,2011,39(10):1657-1660.
[2] 湯明文,戴禮豪,林朝輝,等.無(wú)人機(jī)在電力線路巡視中的應(yīng)用[J].中國(guó)電力,46(3):35-38.
[3] 李力,徐勛建,李波,等.架空線路無(wú)人機(jī)巡線技術(shù)探討[J].湖南電力,2012,32(1):1-4.
[4] 于德明,武藝,陳方東,等.直升機(jī)在特高壓交流輸電線路巡視中的應(yīng)用[J].電網(wǎng)技術(shù),2010,34(2):29-32.
[5] 厲秉強(qiáng),王騫,王濱海,等.利用無(wú)人直升機(jī)巡檢輸電線路[J].山東電力技術(shù),2010,172(1):1-4.
[6] 陳曉兵,馬玉林,徐組艦.無(wú)人飛機(jī)輸電線路巡線技術(shù)探討[J].南方電網(wǎng)技術(shù),2008,2(6):56-61.
[7] 牛姣蕾,林世忠,陳國(guó)強(qiáng).圖像融合與拼接算法在無(wú)人機(jī)電力巡檢系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電光與控制,2014(3):88-91.
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
榮譽(yù):Caj-cd規(guī)范獲獎(jiǎng)期刊
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)(CJFD)