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四川智慧森林火险预警监测系统设计方案

2021.09.01 12:11:24  来源: 成都世纪锐通科技有限公司   作者: 管理员   字体:【
【导读】

第1章 总论

1.1背景

森林火灾是全球性重要森林灾害之一。它分布广、发生频度高,破坏森林资源,干扰人民正常生活秩序,造成全球性环境污染。在我国,自建国以来,每年发生的森林火灾平均达1.5万次以上,受害森林面积超过100万hm2,扑火费用高达5000万元。


我国的森林火险预报研究始于1955年,但直到1987年“5.6”大火后才引起各方面的重视,在大兴安岭引进加拿大森林火险天气指标体系,进行森林火险的预报,但由于森林气候特征的差异,预报等级与实际火险等级差异较大;一些省区的防火和气象部门在研究我国和气候特征的基础上开发了森林火险气象等级预报系统,但由于缺乏林区的气象观测和森林可燃物分布信息,这些系统都是仅使用城镇气象观测和天气预报信息进行的森林火险气象等级预报,对森林防火的实际指导意义有限,更多的只是一种宣传作用和象征意义。


2004年国家林业局将建立全国森林火险预警体系列入了年度工作要点,开始了全国林火预警系统建立的工作,并在吉林省进行监理森林火险预警系统和森林火险预警响应机制的试点工作。并于2007年启动了全国森林火险预警示范系统的建设,在全国各主要林区先期建立了国家和省级的36个森林火险预警(分)中心,设立439个森林火险监测站、109个森林火险因子采集站,建立了森林火险监测信息采集系统、气象信息库、可燃物信息库、森林火灾历史数据库,开发了全国森林火险实况监测系统,全国森林火险等级预报系统。2009年3月通过的全国森林防火中长期规划,将全国森林火险预警系统作为重点建设内容给与优先安排,将加密森林火险监测站、森林火险因子采集站。


1.2指导思想与原则

1.2.1. 项目建设指导思想


以邓小平理论和“三个代表”重要思想和科学发展观为指导,紧紧围绕构建社会主义和谐社会、建设社会主义新农村的要求,全面落实国务院关于加强应急管理和防灾减灾工作重要指示精神,进一步贯彻《国务院办公厅关于进一步加强森林防火工作的通知》和中央林业工作会议精神,坚持“以人为本、预防为主、积极扑救”的工作方针,提高森林防火科技含量,使森林防火工作实现由传统被动地设防和应急扑救为主向实现主动地设防和有准备地扑救的转变,由经验型的防火向科学防火和全面科学林火管理转变。为确保高原生态安全、维护人民生命财产安全、促进人与自然和谐、构建和谐社会做出贡献。


1.2.2. 建设原则


森林火险预警系统是一项复杂的建设工程,为充分发挥综合工程的整体效能,应遵循以下原则:


(1)坚持预防为主、积极消灭、综合治理的原则。做好森林火险预警系统的建设、升级、完善工作,努力推动森林火险预警系统建设在较短的时间内再上一个新台阶。


(2)坚持有效性和可靠性兼顾的原则。在预警系统建设过程中既要保证预警的可靠性,确保火险火情预警监测与信息传达万无一失,同时,力争提高系统的效率,做到信息传达快捷高效,节省人力和时间。


(3)坚持因地制宜、结合实际、突出重点、量力而行的原则。根据当地自然地理条件、社会经济条件、原有防火系统设备状况以及人员素质等因素具体确定各地的预警系统发展计划,避免盲目购置设备造成设备闲置及资金浪费等情况的发生。


(4)坚持科学技术优先,提高森林火险预警事业整体现代化水平的原则。充分利用当前高速发展的预测预报科技,加快各种新技术的应用进程,建立更加科学高效的森林防火预警体系,着力提高森林防火设施设备的科技含量和现代化水平,提高森林火灾扑救手段的综合性、广泛适用性和高效性。


(5)坚持系统建设管理标准化、规范化的原则。硬件建设和软件建设同步进行,达到综合治理的良好效果。信息系统中的数据项要有具有自行扩展功能,包括基础数据可扩展、字段属性可扩展、功能可扩展。不断提高森林火险预警系统应用的管理水平,合理有效利用预警网络,保障火场信息快捷畅通,使其具有可持续发展的能力。


1.3建设目标

按照国家林业局计资司关于印发《2010年林业固定资产投资项目申报指南》的通知(计建函[2009]181号),在“全国森林火险预警示范系统建设项目”建设内容的基础上,结合实际情况,根据气候、物候、地形、森林类型火源情况等综合条件,建设完善森林火险预警系统,全面提升森林火险预测预报水平,进一步提高火灾综合防控能力,为实现森林防火工作由传统的被动扑救向积极预防转变,实现科学防火,落实森林防火预警响应机制提供有力保障。


1.4.1总目标


(1)建设总目标


森林火险预警系统建设的总目标是:指导各地的林内生产、生活用火,科学合理地调度有限的防扑火资源,达到减少我区森林火灾的发生次数和降低森林火灾造成的损失。


(2)近期目标


① 每日发布未来12、24、48小时森林火险等级预报;


② 出现四级以上高火险情况时,发布区域性高森林火险警报;


③ 发生重大森林火灾时,制作发布火场实时气象观测报告。


(3)远期目标


① 在重点地区以地市级为单位开展森林火行为预报;


② 重大火灾发生时,对火灾进行森林火行为预测和仿真。


1.4.2项目建设目标


建设森林火险预警中心,加密森林火险监测站、森林火险因子采集站,升级、完善相关运行管理系统,进一步充实国家级森林火险预警体系,为制作、发布短期森林火发生、火行为预报奠定技术和硬件基础。


健全森林防火应急预案系统,升级完善极不适应现代森林火灾预防、监测和扑救工作中的管理体制和网络状况,使其在森林火灾预防、监测和扑救中更加及时、可靠地传送信息,使森林防火工作进一步科学化、规范化、制度化。


深化森林防火宣传教育、扩大宣传范围,进一步提高防火意识;加强基层防火队伍建设,重点抓好基层防火、仪器设备应用维护等人员培训工作。


项目建设具体目标如下:


(1)省级森林火险预警系统建设规范,纳入全国森林火险预警体系,系统运行状况良好;


(2)森林火险监测站运行管理规范,数据传输正常率高于98%;


(3)森林火险因子采集站管理规范,数据上报正常率高于90%;


(4)建立森林火险预警预警响应机制,森林火险信息发布及时规范。


1.4环境保护

1.4.1项目对环境影响


本项目主要是购置和安装森林火险预警系统相应的仪器设备、配置必要的软件,其中仅有森林火险监测站基础建设,属于建安工程,由于每个站点工程量小,且工程点分散,不存在大的土建工程,因此施工场地不会产生废水、生活污水、施工弃渣及施工机械的噪声,不会对环境造成大的影响。


1.4.2环境保护措施


为减轻和避免项目建设对环境造成的负面影响,按照《中华人民共和国环境保护法》和《建设项目环境保护管理条例》等有关规定,特制定以下环境保护措施:


(1)在项目施工中严格执行《环境保护规程》。


(2)土建施工时,不对地表进行较大的破坏,并尽可能避免在雨季进行土方作业,以减少水土流失。


(3)基础建设完工后,及时进行必要的绿化和美化,以改善周边生态环境。


(4)严格仪器设备的采购程序,所购设备必须符合环保要求,严禁购买“三无”等非法产品。


1.4.3环境影响评价


该项目属于生态建设的范畴,项目的建设不会破坏项目区原有的生态环境,通过项目建设能够建立森林火险预警监测能力,显著增强森林火险的防控能力,为保护林区生态平衡,提高生态环境质量,维护生态安全提供强有力的保障。


1.5节能减排

1.5.1能耗、排放分析及节能、减排综合评价


(1)能耗、排放分析


森林火险预警监测系统建设项目主要内容为购置和安装设备,项目本身不会产生能耗和排放。


建设项目运营后,能耗主要有预警中心的服务器、电脑和火险因子采集站烘箱所消耗的电力,排放主要有日常办公所产生的垃圾与设备运行所产生轻微热量和辐射。


(2)节能减排综合评价


森林火险预警监测系统建设项目属生态环境建设项目,内容为购置和安装各类设备,不产生能耗和排放。系统运营后,能有效监测全区范围内森林火险的潜在危险,快速准确地预报火险等级及其地理位置,全面提高森林火灾的预防能力,确保我区森林生态安全。


1.5.2节能减排措施


预警系统运行后不产生水、油、气的消耗,主要消耗都电能。应合理配置设备,最大限度降低电的消耗,科学合理组织火险预警工作,发挥设备的功效,提高管理和技术水平,在生产经营中达到降低能耗、节约能源的目的。


第2章 项目建设总体布局设计

2.1工程总体布局

(1)森林火险预警监测分中心


森林火险预警中心的选址要在交通便利、通讯发达、各级网络设施相对完善的地点,综合考虑比较各项因素,确定在政府所在地市建立预警中心,设在省林业厅防火办公室。


(2)森林火险要素监测站和因子采集站


森林火险要素监测站和火险因子采集站的建设布局,在综合考虑气候、物候、地貌类型、地形条件及森林类型等条件的基础上,结合监测站建设数量因素,将重点林区进行区域划分,保证每一区域内都建有监测站。依据《全国森林防火中长期规划》(2009年)要求,按有林地(含灌木林地)面积每5万hm2布设1个森林火险要素监测站,按有林地(含灌木林地)面积每50万hm2布设1个森林火险因子采集站。


(3)森林火险预警设备


省预警中心配备5台火险管理终端,给3个森林防火重点地市单位各配备2台森林火险管理终端,分别为


为实时、准确地监测重点林区森林火险预警信息,配备手持火险监测仪台。


2.2建设内容与规模

2.2.1系统构成



作者:成都世纪锐通(www.sjrt.net)

森林火险预警系统由国家林业局森林火险预警中心,省级森林火险预警中心,以及根据森林分布设置的国家级、省级森林火险监测站及森林火险因子采集站组成。本次是预警示范建设项目,主要包括森林火险预警中心,以及国家级、省级森林火险监测站及森林火险因子采集站


2.2主要建设内容与规模


(1)森林火险预警系统建设


新建森林火险预警监测分中心1个、国家级森林火险监测站个、省级森林火险监测站个、国家级森林火险因子采集站个、省级森林火险因子采集站个。


(2)通信专线建设


在省林业厅森林火险预警中心与省气象局新建一条数据通信专线,实现与气象部门的数据信息共享和高速传输,获取森林火险等级预报所需的天气预报和全区天气实况信息。新建一条数据专线,采集森林火险要素监测站、森林火险因子采集站观测信息,并对野外观测站设备进行有效地监控和管理。


(3)系统软件安装调试及数据库建设


进行基础软件和业务软件的建设安装调试,完成气象信息库、可燃物信息库和历史火灾信息等的基础数据库建设并实现实时更新。


(4)森林火险预警设备


配备手持火险监测仪台;为省火险预警中心和个重点地市配备森林火险管理终端部。


2.3选址条件

2.3.1省级森林火险预警分中心


考虑到森林火险预警系统的业务工作是为全区森林防火服务,同时要与省气象部门进行数据共享,工作的内容对人员技术素质、设施设备、基础条件的要求较高,因此选址在省林业厅防火办所在地。


2.3.2森林火险监测站


设置森林火险监测站的地点,既要能代表林区最高的潜在火险区域,同时为保障监测站正常运行,需要具备相应的条件,因此森林火险监测站要严格按以下要求选址:


(1)为了便于设备的管理、维护,监测站应建在交通较为便利、有人管护的地方;


(2)森林火灾多发地和火险等级最高的地方(如阳坡、开阔地等),具备10m×10m平坦场地;


(3)代表该地区气候、物候、地貌和地形条件及森林类型;


(4)为了便于数据的采集、传输,站点所在区域覆盖有移动信号,且信号稳定。


2.3.3森林火险因子采集站


森林可燃物含水率与气象条件的相关,森林火险因子采集站应依托森林火险监测站设立,森林火险因子采集站需要具备相应的条件,因此要严格按以下要求选址:


(1)将本地重点林区按气候、地形条件、森林类型等条件进行区划,确保每一个气候、地形、森林类型分区都有一个森林火险因子采集站。


(2)森林火险因子采集站的设置地点应具有固定房舍(如林场、防火站、木材检查站等)、有220V供电、有看管等条件。


(3)为便于所采集的森林火险因子上报传输,森林火险因子采集站的设站点应具有移动手机信号覆盖。


2.4工程进度安排

项目建设期为年,


第3章 技术路线与工程设计

3.1森林火险预警系统信息流程

森林火险预警系统的信息流程详见图5-1。其中森林火行为预报、森林火发生预报目前尚无条件进行,拟在今后完成林下可燃物分布和地理信息系统后方可实施。



作者:成都世纪锐通(www.sjrt.net)

森林火险预警系统信息流程图


3.2主要建设内容和功能

3.2.1建立并完善数据采集系统


建立森林火险监测站和火险因子采集站的数据采集系统,建立与省气象观测数据网的接口,并与国家林业局森林防火办公室现有的林火信息系统进行并接,以获取气象观测、预报数据,雷击实况数据,可燃物信息,林火实况、统计和历史数据等三套信息采集系统。


3.2.2建立并完善各类数据存储系统


建立气象信息库、可燃物信息库、森林火灾数据库,并与地理信息库、森林资源数据库进行并接,建立覆盖全区的森林火险预测预报数据库。


3.2.3建立并完善森林火险预警平台


建立森林火险实况监测系统和森林火险等级预报系统,提供12小时至48小时森林火险天气预报、高森林火险警报、火场气象服务(前三项由气象部依据气象法提供服务),每日8时、12时、16时三次森林火险等级实时监测报告,森林雷击火灾发生预报。


3.2.4建立森林火险预报系统


建立森林火险预警模型是森林火险预警系统运行的关键环节之一,关系到预测预报成果的准确性和时效性。本项目依据国家林业局森林火险预警中心的森林火险指标体系,该指标体系主要包括:


●森林火险天气预测系统;


●森林火险等级预报系统;


●森林火行为预测系统;


●森林火发生预报系统;


同时,要完成指标体系的参数本地化,逐步建立适合不同立地条件、森林资源、可燃物种类的森林火险预报系统。


3.3森林火险预警系统工程

3.3.1省级森林火险预警中心



作者:成都世纪锐通(www.sjrt.net)

森林火险预警中心负责采集部署在辖区内国家级和省级森林火险监测站的气象信息,收集当地气象信息网发布的天气实况和预报信息,制作中短期森林火险等级预报、实时火险监测报告,通过互联网向社会公众发布,同时通过森林防火系统的内部信息传输渠道,上报国家森林火险预警中心,下达基层防火办。


森林火险预警中心在利用现有条件,通过增补必要的软硬件设施设备和建立数据专线,构建网络环境,在此基础上配置业务软件,建立数据库,并进行火险预报模型的本地化,实现对森林火险的实时监测和准确预报。


(1)网络环境


① 硬件设备


在利用区级森林防火指挥中心现有设备的基础上,配置服务器(已有2台服务器),图形工作站、数据采集工作站、预测预报工作站、信息发布工作站、短信接收网关等设备。


② 数据专线


在电信租用不低于100M的光纤宽带,建立省森林火险预警监测分中心与省气象局的数据通信专线,主要传输全区气象观测、预报数据、卫星图像、雷击实况数据等信息。


结合森林防火信息指挥系统和通讯系统建设,在国家移动通信网上开辟VPN虚拟网络,设置互联网的公网IP地址,建立森林火险观测数据专有稳定通道,通过数据专线,实现观测站点的数据传输和运行状态监控。


③ 运行平台软件


配置网络操作系统、数据库软件、图形处理软件和GIS软件。


(2)专用软件安装调试


根据国家森林防火指挥部办公室关于下发《省级森林火险预警项目建设技术要求》的通知(国森防办发明电〔2010〕23 号),预警系统建设所需森林火险预警系统软件共7套,已由国家森林防火指挥部已完成开发,省预警中心仅需为承担软件开发的厂商到现场安装提供方便条件。


表5-1 森林火险预警系统专用软件一览表



为使森林火险预警系统软件适应本地区的使用,专用业务软件的安装调试工作主要包括:


① 森林火险信息采集平台安装调试;


② 森林火险实况监测、预报系统软件安装调试及本地化;


③ 各基础数据库的安装调试。


该软件基于“天地图”平台定制开发,其任务是在GIS的支持下,采集、管理森林火险监测站火险实况观测信息,管理来自国家森林火险预警中心的气象观测和预报信息,其主要功能要求为:


l 基于国际互联网和移动通信网建立VPN虚拟网络,采用GPRS/4G/4G网络自动采集全区森林火险监测站、火险因子采集站观测数据。


l 可接收本辖区森林火险监测站的观测数据,计算显示各森林火险监测站的火险等级实况。自动到国家森林火险预警中心读取本省辖区外周边地区(100Km内,或填满图幅)的观测数据。


l 管理辖区的森林火险监测站,监视并以图形显示传感器、采集器、通信系统、电源供应等设备的工作状态,设置其工作方式(通信系统状态和监测设备状态),发现系统设备发生故障时能自动发出报警。


l 通过新建的数据专线自动下载省气象局的气象观测数据和天气预报信息,并以图形方式显示未来一至两天的天气实况和预报信息。


l 建立兼容国家森林火险预警中心数据格式的森林火险气象信息库,统一管理森林火险监测站的观测数据和来自气象局系统的气象观测、预报信息。可按时间、地点进行全区气象信息观测和预报信息的查询和检索,可进行全区任意区域、站点的气象信息的查询和分析,并能形成气象实况和天气预报专题图。


l 能通过互联网将省级森林火险预警中心的火险实况和火险预警信息上报国家森林火险预警中心。亦能接收国家森林火险预警中心制作发布的全国森林火险实况监测报告和森林火险等级预报、高火险警报等。


l 本软件制作的专题图、火险实况图、森林火险预报图的样式应符合林业制图规范,其坐标系应与国家森林火险预警系统采用的坐标系一致。


l 能实现与手持森林火险仪的通信,采集手持火险仪的气象观测信息、GPS定位信息,并向其发送所在地的降水实况、天气预报等信息,并在“天地图”页面上显示其位置。


(3)基础数据库建设


气象信息库:包含2000年以来全区联网气象站点的历史气象数据,并依据森林火险监测站林区气象实况观测和当地气象局获取预报,自动实时更新。


可燃物信息库:依据森林火险因子采集站的观测上报数据,自动实时更新。


森林火灾数据库:包含2000年以来全区的历史森林火灾信息,防火阻隔专题数据、全区森林火险等级区划图、森林火灾事件信息、预测预警信息、区、市、县各级森林火灾救援队伍建设情况、区级救援物资库、专家库、模型库、知识库、案例库、法规库、文档库,实现各级森林防火管理部门的火灾归档管理,或是根据日常工作中火情管理的功能,将每起火灾自动归档,建立火灾档案库、森林防火应急预案,根据火灾发生情况,实时更新。


3.3.2森林火险要素监测站


本项目建设国家和省级森林火险监测站套。


(1)森林火险监测站主要单元


项目建设主要以自动火险监测系统为主题的,通过短信信息系统或微信公众号进行观测数据采集。并及时向国家森林火险预警中心和省森林火险预警中心发送火险等级实时监测报告,每个森林火险监测站自动火险观测系统主要包括以下部分:


① 传感器单元


② 太阳能蓄电池供电单元


③ 通讯单元


④ 控制单元


(2)总体要求


① 森林火险监测站应依据LY/T1172-95《全国森林火险天气等级》标准对影响森林火灾的气象因子进行测定。


② 森林火险监测站必须高度集成,可定时或按火险预警中心指令自动自定义采集频率并传送大气温度、湿度、日降水量、风向、风速和气压各火险因子。


③ 森林火险监测站必须与全国森林火险预警系统的数据格式、通讯模式、监控模式等管理模式完全一致,观测数据统一上报国家防火办预警中心和省级防火办预警中心,能应火险信息采集平台软件的请求再次发送即时观测信息。


④ 森林火险监测站观测数据可由中国电信和移动的手机无线网,按设定的时间将观测数据发送给国家和省级火险预警中心的数据库;并能按国家或省级预警中心发出的指令,随时发送即时观测成果。


⑤ 森林火险监测站采用太阳能电池供电的等电位设计,不需市电供电,可有限避免雷击对系统设备的影响。


⑥ 具有实时监控森林火险监测站的传感器、采集器及附属的供电、通信设备的运行状况的功能,并可以随时抽调任意站的状态信息,进行任意时段的数据统计、查询、时间校准等功能。


⑦ 森林火险监测站应具有优越的可维护性能,通信模块和各传感器故障时应可单拆单修,不影响整套设备的运行。


⑧ 森林火险监测站应具有故障自诊断功能,并将自诊断状态码传送到中心站,实现远程监控森林火险监测站工作情况。


⑨因通信或其他原因造成数据传输中断后,当系统正常后,能将监测站内保存的所有具有未完成数据上传的数据统一上传。


(3)分项要求


① 传感器单元


将测量到的火险因子转换成电信号。


l 气压——硅压阻气压传感器(选配);


l 气温——铂电阻温度传感器;


l 湿度——湿敏电容湿度传感器;


l 风向——单翼风向传感器;


l 风速——三杯风速传感器;


l 雨量——翻斗式雨量传感器。


② 太阳能蓄电池供电单元


系统设备采用采用太阳能系统供电,平均功率≤2W,系统所有部件共用同一电源,确保整个系统处于等电位状态,其蓄电池能确保在连续阴雨15天情况下系统运行的供电,并能适应在高温、高湿和冬季严寒(零下40度)环境下的正常工作。


③ 通讯单元


有多种可选的通讯方式可供选择。


森林火险观测站的观测数据采用中国电信和移动的手机无线网络发送给中心服务器,进入气象信息数据库,通信卡由招标方提供。


可与个人终端或笔记本电脑连接直接读取气象观测数据,计算显示火险因子数据及当地的火险等级。


④ 防雷要求


整个森林火险监测站设备采用等电位设计。避雷装置应符合《Q 4—2000 气象台(站)防雷技术规范》的要求,避免直击雷和感应雷对设备造成的损害,绝缘电阻>100MΩ,风杆接地电阻<4Ω。


⑤ 其他要求


森林火险监测站应能接受和响应业务软件对参数的设置和系统时钟的调整,时钟可在森林火险采集器上直接调整,保证森林火险采集器和计算机时钟一致。


能进行实时和定时采集各传感器的输出信号,经计算、处理形成各火险因子要素值。


能存储、显示和传输各火险因子要素值。


具有监控功能,对系统设备运行状态-进行实时监控功能,可进行显示系统各采集器、通信模块、供电系统及电池的工作状态。


(4)测量范围及参数精度


表5-2 森林火险监测主站观测技术性能要求表



注:“准确度”原国家标准规定标“±”,新的国家标准则规定不标“±”。 其它地面气象测仪器的基本技术性能要求。


间接计算的要素:


l 日最高气温: 24小时内监测到的最高温度值;


l 日最低气湿: 24小时内监测到的最低湿度值;


l 日最大风速: 24小时内监测到的最大风速值;


l 警戒风向: 日最大风速时的风向;


l 无降雨日: 上次降雨与下次降雨间隔的天数。


(5)数据格式及数据采集标准要求


① 数据格式要求


气象观测信息应符合中国气象局自动气象站的数据格式;


数据格式应兼容全国森林火险预警系统的数据格式;


数据格式符合ML数据格式标准。


② 数据采集标准


温度、湿度每10秒采样一次,每分钟以删除最大、最小后的4个样本的均值为观测值存储,每小时整点的观测值上报国家、省级森林火险预警中心。


风向、风速每秒采样一次,以一分钟均值为观测值,每小时整点的观测值上报。


雨量数据采集器采样速率小于1毫秒,当天0时起的累积雨量。


每分钟数据在系统中保留3天以上,每小时数据应可存储120天以上。


(6)监测站状态码要求


森林火险监测站的状态码为8位二进制数,格式为:


第1位气压传感器,0代表正常,1代表故障。


第2位湿度传感器,0代表正常,1代表故障。


第3位温度传感器,0代表正常,1代表故障。


第4、5位蓄电池电量,00代表不足,01代表充足,10代表已满,11暂空白。


第6位风速传感器,0代表正常,1代表故障。


第7位风向传感器,0代表正常,1代表故障。


第8位雨量传感器,0代表正常,1代表故障。


(7)现场安装要求


风速风向传感器安装架10m高风杆上,间距应符合国家气象局的相关规定,不小于0.8m,雨量传感器距风杆的距离不小于2m,高度不低于0.8m,其他传感器和采集部分,严格按照设备安装说明围绕支架安装。各传感器的安装要符合《地面气象观测规范第1部分:总则》中的有关规定。


监测站基础施工图由仪器提供商提供,并严格按照施工图施工。


在监测站四周建一道4×4m正方形高2m金属网围栏。


(8)质量保障规定


设备供货方应具有质量认证体系的认证,并具有生产过程的检验设备。


设备运行一年后,设备测量精度的变化,供货方应说明解决办法,或提出处理意见,提供标定服务。


(9)费用


整个森林火险监测站设备安装调试所需的一切费用(如:制作基础费,现场围拦,防雷处理等)均包含在报价中。


3.3.3森林火险因子采集站


本项目建设国家和省级火险因子(可燃物因子)采集站40个。建设布局详见附表3。其观测数据通过森林火险信息终端发送。


(1)主要设施设备单元


森林火险采集站的设备由高精度天平等一系设备组成,主要完成可燃物湿度和载量的观测、野外火源状况的观测、林区物侯的观测等工作。主要设备如下:


① 高精电子天平;


② 烘箱;


③ 森林火险信息上传终端;


④1.5米高支架一个(自制,支架上置300mm×300mm镂空工作面)


⑤可燃物湿度棒3根(现场采集制作)


⑥环保塑料袋若干(装林内采集可燃物用),标签若干


⑦信封若干(C5 229mm×162mm)(用于可燃物烘干)


(2)设备参数精度要求


森林火险采集站的设备由高精度天平、小型烘箱、手持终端组成,主要完成可燃物湿度和载量的观测、野外火源状况的观测、林区物侯的观测等工作,其主要技术指标要求为:


① 高精度天平


传感器:电磁力传感器;最大量程:1000g;测量精度:0.01g。


② 烘箱


显示方式:数字显示;超温保护:内置超温断电功能,超温铃声报警;加热功率:最大1200W,可调;最高温度:50~200℃;温度漂移 ±0.5℃;温度精度:±1℃;稳定均匀性 2.5%;工作室尺寸:大约在350mm×350mm×420mm左右。


③ 森林火险信息上报终端设备


森林火险信息上传终端是一部安装有定制软件的智能手机,建议用酷派COOLPAD 8180手机。国家森林防火指挥部定制开发上报终端软件,可安装于森林火险信息上报终端、森林火险信息管理终端,亦可装入任意一款授权的Android OS v2.3(需进行调整)终端产品使用。用户可以直接点击桌面上的图标启动软件。以图形页面的方式,按提示输入相关观测数据,由系统自动按给出的格式拼接为文本格式的短信,点击确认后,发送至在安装时设定的国家或省级森林火险预警中心,由森林火险预警中心的后台软件进行解析,输入数据库。


森林火险信息上传终端可使用森林火险因子采集站管理员现有的手机SIM卡,利用该卡向国家和省级森林火险预警中心发送观测信息的通信费由通信服务商直接与国家或省级林业局森林防火预警中心统一结算。语音通信和其他短信通信费由使用者自理。


森林火险因子上报终端的主要定制功能:


l 每日上报湿度观测信息和火源情况(湿度棒);


l 每周上报湿度信息㈠ (0-2cm地表凋落物);


l 每周上报湿度信息㈡ (5-7cm腐殖质);


l 每周上报可燃物湿度信息㈢ (活可燃物);


l 森林火灾信息上报(也称为林火119);


l 政策法规、防火常识、安全扑火、防火小巧门;


l 设备ID号设置(4位数,前两位省代码,后两位省内序号);


l 接收号码设置:国家森林火险预警中心12119,省森林火险预警中心还未设置。


(2)采样地点的选择及基本信息调查


采样点应尽量接近森林火险监测站,选择附近阳坡的最易燃的林分作为采样点,距离森林火险监测站一般不超过200m。


在采样点进行常规样地调查,记录林分所在地的行政省、地市名、县名称、地理坐标、高程、坡度、坡向、坡位、树种组成、年龄、平均胸径、树高、郁闭度,林内外分别拍摄照片。将上述采样点基本情况表填写样地信息表(表1)。站点信息由省防火办统一上报国家森林火险预警中心。


(4)观测内容及技术要求


①乔木或灌木湿度棒含水率


(每天称量、上报)


可燃物湿度棒是(用该林分优势树种的木材制成)长条形细棒,截面直径10-15mm,三根湿度棒的长度分别采集不同树种的枝条,长度为140、150、160mm,并依次编为1号棒、2号棒、3号棒,绝干质量为100g左右。为避免树皮结构松散、掉落而影响湿度棒称量的精度,湿度棒应除去树皮。


采集制作好的可燃物湿度棒,放入烘箱内105℃烘8小时,称量其绝干质量,填入可燃物湿度棒初始信息表(表2),由省防火办统一上报国家森林火险预警中心。


可燃物湿度棒平时平行摆放在距地面1.5米处的架子上,每天取回分别使用天平称量其质量(精确到0.01g),填入可燃物湿度棒观测表(表3),并由森林火险上报终端的“每日上报可燃物湿度信息”模块上传国家森林火险预警中心。


②0-2cm地表凋落物含水率


(每天采集,每周烘干、称量上报)


每天在火险监测站周围200m以内林下四个随机点上采集0-2cm的地表凋落物样本(50g左右),混合后放在贴好标签的塑料袋(可反复用)中,密封后带回室内,装入带有标记的空信封中(信封可用数字1到7来标记,表示一周的各天),连同信封一起称取其鲜重m1,记入0-2cm地表凋落物的日观测(表4) ,然后开口放置在通风处,以免霉变分解等导致质量减少。


每周集中将每天采集的7个装有凋落物样本的信封放入烘箱内105℃烘8小时,取出后分别称量带信封的凋落物干重m2和信封的干重m3,填入0-2cm地表凋落物的日观测表(表4)。


每周将观测的0-2cm地表凋落物湿度信息,使用森林火险上报终端的“周湿度信息㈠ ”模块上传国家防火预警中心。


③5-7cm腐殖质含水率


(每天采集,每周烘干、称量上报)


每天在火险监测站周围200m米以内林下四个随机点上采集5-7cm的腐殖质样本(50g左右),混合后放在贴好标签的塑料袋中,密封后带回室内,装入带有标记的空信封中(信封可用数字1到7来标记,表示一周的各天),连同信封一起称取其鲜重m1,记入5-7厘米腐殖质的日观测(表4) ,然后开口放置在通风处,以免霉变分解等导致质量减少。


每周集中将每天采集的7个装有腐殖质样本的信封放入烘箱内105℃烘8小时,取出后分别称量带信封的腐殖质干重m2和信封的干重m3,填入5-7cm腐殖质的日观测表(表4)。


每周将观测的5-7cm腐殖质的日观测湿度信息,使用森林火险上报终端的“周湿度信息㈡ ”模块上传国家防火预警中心。


④有代表性的活灌木、针叶、阔叶乔木叶片和杂草含水率


(每周采集、烘干、称量上报)


每周一次在火险监测站周围200m以内林下四个随机点上采集活灌木2种,杂草、针叶和阔叶乔木各1种不同部位少量叶片(20-50克),记录树种名称。对这5种树木,分别装入在贴好标签的塑料袋(可反复用)中,密封后带回,取出叶片称其鲜重m1,然后放在带有标记类型的空信封中统一放入烘箱内105℃烘8小时,取出后称量信封和样品的质量m2及信封的质m3,填入活可燃物周观测表(表6),使用森林火险上报终端每周一次上传国家防火预警中心。


⑤野外主要火源情况


(每天观察、上报)


每日观察当地的野外火源情况,并归纳为:计划烧除、林业生产、林内副业、农事用火、踏青旅游、上坟烧纸六大类,依据观察情况可复选,每种火源依据火源的多少情况可分无、少量、较多三级,分别以0、1、2表示(缺省为0),填入野外火源观测表(表7),使用森林火险上报终端上传国家防火预警中心。在现行的程序中,火源状况报告集成在每日湿度报告页面中。


各类野外火源的多少情况分级:


l 0-无此类用火


l 1-有少量此类用火


l 2-此类火源较多。


⑥森林火灾信息上报


(实时)


一旦在站点附件发生森林火情,填入森林火情上报表(表8),则利用森林火险信息上报终端将火灾的发现日期、时间、方位、距离、经度、纬度,然后是森林信息:林种,优势树种,森林种类、森林比例,接下来是火情信息:起火原因,燃烧方式、火势、火场面积,最后是扑救情况。该信息文字资料较多,系统将自动采用长短信方式,报告国家森林火险预警中心。


3.3.4森林火险管理终端


省级森林火险预警中心购置5台森林火险管理终端,建议用三星I9220 GALAY NOTE(至尊版)。


、、3个地市级防火办配备森林火险信息管理终端各2台,共计6台。


安装国家森林防火指挥部定制开发信息管理终端软件“森林火险信息管理软件”,通过4G网络连接国家森林防火指挥部办公室业务系统,系统可自动识别用户的手机号码,串号,在册的授权用户和自动登录并实现如下主要功能:


(1)森林防火信息浏览


火险气象:森林火险实况信息、森林火险预报信息、天气预报信息、高火险警报、火场气象服务、其他火险和气象专题信息(均含图形和文字)。


火灾监测:卫星监测图像、各地反馈信息、火场势态图、火场图片。


值班调度:火情报告、电话记录、领导批示。


各地动态:防火快讯、省区文件。


文件浏览:上级来文、指挥部发文、相关文件。


火灾统计:各类报表的浏览。


(2)森林防火信息查询和检索


火险实况查询检索,任意地点、火险等级的查询检索,天气实况查询检索、干旱情况查询检索;


火险预报查询检索,任意地点12小时、24小时、48小时、72小时火险等级预报查询检索,天气预报查询检索;


当天当月当年火灾统计查询检索、监测热点查询检索、高火险天数查询检索;


防火文件的查询检索,文件名的查询检索,文件包含内容的查询检索,按时间、按类别、按发文单位的查询检索。


(3)森林防火信息推送


推送对象可按个人、分组、分级进行管理。


推送的主要内容:重要火情信息、高火险警报、重要电话记录、会议通知、其他要情等。


(4)领导办公功能


相关领导可对浏览的防火信息、收到的推送信息进行批示,批示后将作为文件的一部分,醒目的列文件头部。


(5)手机邮件功能


可以自主收发邮件,直接打开邮件包含的附件。


(6)其他功能,可依据其他部门的常用功能设计增加。


同时应开发为上述两种终端进行信息服务的管理端软件,进行上述信息点发布、采集,并可对各终端的使用权限进行管理。


3.3.5手持森林火险监测仪


预警系统建设项目购置手持火险监测台,主要用于高危火险期加密监测火险气象信息,补测部分盲区火险气象信息。


手持森林火险监测仪又称手持气象站,是一种高精度、耐用的小型仪器,它使用高精度超轻型宝石轴承叶轮来测量风速,启动风速低。叶轮安放在强化玻璃塑料支架上,安装简单,更换方便。仪器体积小,有一个液晶显示屏幕,具有较长的供电时间,几乎可以在任何地方进行测量。可以选择风速、平均风速和最大风速三种测量模式。它可以随时切换测量单位:节、米/秒、公里/小时、米/小时或英尺/分钟。


具有当前风速、最大风速、平均风速、风向、温度、相对湿度、露点温度、海拔等观测功能,并具有数字罗盘、时钟、数据存储等辅助功能。


具有气象观测、定位、通信等主要功能;具备长时间供电能力和方便的充电方式;轻便、便于携带,耐用,防水、防摔;集成GPS(或北斗定位系统),具有快速、高精度定位功能;定位精度达到10米。可通过互联网或GPRS/4G网络下载星历,提高定位速度、定位精度。定位坐标可通过GPRS/4G网络上传国家森林防火指挥部办公室和省级防火办。


数据储存功能,可存储不少于一个月的气象观测、定位数据,并可进行查询回放;能与微机等常用终端进行数据交换;内置数字罗盘,可进行定向;内置电池,待机时间不低于15天;全中文界面,中文使用说明手册;自主知识产权,便于升级扩展。


表5-3 手持森林火险监测仪性能要求表



3.4设备选型

3.4.1 设备选型的原则


(1)先进性:选用市场现有的先进技术装备、技术模型和软件、数据,确保系统的先进性,提升森林火险预警系统的科技含量;


(2)可靠性和稳定性:选用符合国际、国家相关标准规范的产品,确保能互联互通,能满足在我区不同环境条件下的正常使用;


(3)实用性和兼容性:关键设备选用确保能互联互通,并与现有的技术、装备相兼容;


(4)易操作和易维护性:系统设备和软件都应采用成熟的定型产品,不仅具有操作简便、界面美观,而且安装维护简便;


(5)良好的售后服务:系统选用的设备及技术的提供商,应能提供优质、快捷的售后服务,以确保系统运行的连续性。


作者:成都世纪锐通科技有限公司(www.sjrt.net)


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