一、前言
森林作为地球生态系统的重要组成部分,其安全对于维持生态平衡、保护生物多样性和保障人类社会可持续发展至关重要。森林防火是森林资源保护的关键环节,而森林防火巡查定位系统则是提高森林防火巡查效率和效果的重要保障。
二、系统概述
- 系统目标
- 实现对森林防火巡查人员和车辆的实时精准定位,确保巡查路线和范围符合要求。
- 提高对森林火灾的早期预警能力,及时发现和处理火灾隐患。
- 为森林防火指挥中心提供全面、准确的数据支持,便于科学决策和资源调配。
- 系统特点
- 高精度定位:采用先进的定位技术,确保巡查人员和车辆位置的准确获取。
- 实时性:能够实时传输位置信息,保证指挥中心随时掌握巡查动态。
- 可靠性:具备稳定的系统架构和数据传输机制,保障在复杂环境下正常运行。
三、系统架构
- 定位终端
- 巡查人员终端:通常为便携式设备,如带有定位功能的手持对讲机或智能手机。这些设备集成了 GPS(全球定位系统)、北斗等定位模块,能够在户外环境下获取自身的位置坐标。同时,设备具备一定的防护性能,适应森林环境的恶劣条件,如防水、防尘、抗摔等。
- 巡查车辆终端:安装在巡查车辆上,除了具备高精度的定位功能外,还可与车辆的电源系统相连,保证设备的持续供电。车辆终端还可集成其他功能,如行车记录仪、路况监测等。
- 数据传输网络
- 无线通信网络:定位终端通过无线通信网络(如 4G/5G、卫星通信等)将位置数据传输到后台服务器。在有移动网络覆盖的区域,优先采用 4G/5G 网络,以保证数据传输的速度和稳定性;在偏远山区等无移动网络覆盖的区域,则借助卫星通信实现数据传输,确保数据不丢失。
- 数据加密:为了保证数据传输的安全性,在传输过程中对位置数据进行加密处理,防止数据被窃取或篡改。
- 后台服务器
- 数据接收与处理:负责接收来自定位终端的位置数据,并进行解析、处理和存储。服务器能够同时处理大量的定位数据,具备高并发处理能力。
- 地图引擎:集成地图引擎,将接收到的位置数据在地图上进行可视化展示。地图引擎可以显示森林区域的地形地貌、巡查路线、巡查人员和车辆的实时位置等信息,方便指挥中心直观地了解巡查情况。
- 数据分析与决策支持:对历史定位数据进行分析,生成巡查轨迹、巡查频率、巡查盲区等统计数据,为优化巡查路线和方案提供依据。同时,通过对实时位置数据的分析,判断是否存在异常情况,如巡查人员偏离路线、长时间停留等,并及时发出预警。
- 指挥中心客户端
- 操作界面:为森林防火指挥人员提供友好、直观的操作界面,通过大屏幕或专业的指挥软件,展示森林区域的整体巡查情况。操作界面可以进行地图缩放、巡查人员和车辆信息查询、预警信息显示等操作。
- 指令下达:指挥人员可以通过指挥中心客户端向巡查人员或车辆下达指令,如调整巡查路线、前往火灾隐患点查看等。指令通过数据传输网络发送到相应的定位终端。
四、系统功能
- 实时定位与跟踪
- 系统能够实时获取并显示巡查人员和车辆的精确位置,在地图上形成动态的巡查轨迹。指挥中心可以随时查看任意巡查人员或车辆的当前位置、移动方向和速度等信息,实现对巡查过程的全程跟踪。
- 巡查路线规划与管理
- 根据森林区域的地形、植被、火灾风险等因素,在系统中预先规划巡查路线。巡查人员和车辆在执行任务时,系统能够自动比对实际巡查路线与规划路线,当出现偏离时及时发出提醒。同时,系统可以根据实际情况对巡查路线进行动态调整,确保巡查的全面性和有效性。
- 异常报警
- 当巡查人员或车辆出现异常情况时,系统自动触发报警。异常情况包括但不限于:
- 偏离巡查路线超过一定距离,可能提示巡查人员迷失方向或未按规定路线巡查。
- 长时间在某一地点停留,可能意味着发现火灾隐患或设备故障等情况。
- 设备离线,可能是定位终端出现故障或通信网络中断,需要及时排查。
- 报警信息通过声光、短信、系统消息等多种方式通知指挥中心和相关人员,确保能够及时采取应对措施。
- 当巡查人员或车辆出现异常情况时,系统自动触发报警。异常情况包括但不限于:
- 历史数据查询与分析
- 系统存储了大量的巡查定位历史数据,指挥中心可以根据时间、人员、车辆、区域等条件进行查询。通过对历史数据的分析,可以得出巡查人员的工作效率、巡查区域的覆盖情况、火灾隐患的高发区域等有价值的信息,为优化森林防火巡查策略提供数据支持。
- 与其他系统集成
- 该系统可以与其他森林防火相关系统进行集成,如火灾监测系统、应急指挥系统等。当火灾监测系统发现火灾迹象时,能够将火灾位置信息及时发送给巡查定位系统,指挥中心可以迅速调度附近的巡查人员和车辆前往查看和处理;与应急指挥系统集成后,可以在发生森林火灾时,为灭火队伍的调度和指挥提供准确的位置信息和路线指引。
五、系统优势
- 提高巡查效率
- 通过精准的定位和实时的路线监控,确保巡查人员和车辆能够按照规划路线高效地进行巡查,减少巡查盲区,提高巡查的覆盖率和频率。
- 增强火灾预警能力
- 及时发现巡查过程中的异常情况,能够在火灾发生的早期阶段发现隐患,为快速响应和处置提供有力保障,降低森林火灾造成的损失。
- 科学决策支持
- 基于系统提供的丰富数据,包括巡查轨迹、异常报警、历史分析等,森林防火指挥中心能够制定更加科学合理的巡查计划和应急预案,实现资源的优化配置。
- 保障人员安全
- 在森林环境中,巡查人员可能面临迷路、受伤等风险。通过定位系统,指挥中心可以及时了解巡查人员的位置和状态,在发生危险时能够迅速组织救援,保障巡查人员的生命安全。
六、系统实施与保障
- 系统实施
- 终端安装与调试:对巡查人员和车辆的定位终端进行安装和调试,确保设备正常运行,并对相关人员进行操作培训,使其熟悉设备的使用方法。
- 网络部署与测试:根据森林区域的网络覆盖情况,合理选择无线通信方式,并进行网络部署和测试,保证数据传输的畅通。
- 系统联调与试运行:在系统安装完成后,进行全面的联调,确保定位终端、数据传输网络、后台服务器和指挥中心客户端之间的协同工作。然后进行试运行,对系统的功能和性能进行检验和优化。
- 系统保障
- 技术支持:组建专业的技术团队,为系统提供 7×24 小时的技术支持,及时处理系统运行过程中出现的故障和问题。
- 设备维护:定期对定位终端和相关设备进行维护和检修,更换老化或损坏的部件,确保设备的可靠性和稳定性。
- 数据安全保障:采取严格的数据安全措施,包括数据加密、访问控制、数据备份与恢复等,防止数据泄露和丢失,保障系统数据的安全性和完整性。
七、结语
森林防火巡查定位系统是现代森林防火工作不可或缺的重要工具。通过实时、准确地定位巡查人员和车辆,实现对森林防火巡查工作的精细化管理,提高巡查效率和火灾预警能力,为保护森林资源和生态环境做出重要贡献。