智能视频是计算机图像分析与视频技术相结合，具有视频自动识别能力的一项应用技术。应用智能视频构建森林火险监测预警系统，实现森林全天候实时监测、自动火情探测、自动预警和自动火源定位，改变以往人工嘹望模式，节约了人力资源，提高了监测效率。以科技手段实现森林火险早发现、早预警、早处置。
智能视频监控系统性能优劣指标主要有准确性、实时性和经济性等。准确性是系统对森林火险正确判断度。判断错误就会发生漏报或错报。漏报可能会造成损失，应当杜绝；错报会干扰正常工作，应尽量避免。影响系统准确性的主要因素有图像分析算法和目标视频清晰度等。实时性就是系统反应与事件的一致程度，影响因素主要有系统软硬灵敏度和带宽速率等。经济性体现为系统性价比和使用成本大小。综合上述因素作为系统构建标准。
构建森林火险监测预警系统宜采用分布式结构。按视频处理的方式可分为集中式和分布式两种结构。分布式就是将智能图像处理器分散布置在各监测站，直接对原始视频进行分析处理。相对应的集中式,监测站采集的信号要经过模数转换、压缩解压和线路传输的过程，而后由监控中心统一处理，因此视频质量会受到量化噪音、压缩损耗、线路特性和外界干扰的影响。为满足视频分析需要，视频采集质量、线路特性以及相关软硬件都要求较高，不宜大范围使用。分布式不受上述因素影响，相关方面要求低，投资少构建容易。
智能视频森林火险监测预警系统按组成分为监测站、传输网络和监控中心。
1. 监测站
监测站是系统中的重要组成部分，负责视频信号采集、分析和处理。由摄像机、云台、智能图像处理器和网络视频服务器等设备组成。监测站应作防尘防水避雷设计。
①摄像机 用于采集现场视频。视频质量指标有清晰度、信噪比等。摄像机选型技术参数清晰度540线、信噪比50db以上。摄像机成像受环境影响，为保证视频质量，针对林区情况，采用相应的图像增强技术。林区地域广，一个站点往往需要监测数百平方公里，摄像机应配备变倍变焦镜头。林区地势起伏，光线明暗对比度大，普通摄像机动态范围小，视频画面部分区域会形成曝光过度或不足。宽动态摄像机采用两次曝光技术，克服了上述缺陷，在如此环境下能清晰成像。林区监测需要昼夜连续进行，为了提高夜间成像能力，应选用星光级低照度摄像机。另外林区环境湿度大，昼夜温度的变化会使防护罩视窗表面形成雾或霜，摄像机要具备电子除霜功能。
②云台 承载摄像机并驱动其水平和垂直方向转动，实现自动或远程控制变换监测区域功能。云台选用室外型360°全向云台。云台上配置角度传感器，准确纪录平面转动、俯仰角度，为火源定位提供数据。为防止云台冻结，内部应加装温控型加热器。
③智能图像处理器 依据烟火的图像特征，利用图像处理技术对视频进行分析判断，对森林烟火自动检测。智能识别力高低取决于图像分析算法的优劣。采用二次分析算法，可大幅提高检测准确率。当视频中有烟雾或火焰出现，处理器作出初步判断，随既发出云镜驱动信号，使摄像机光轴指向检测到的目标，自动调节镜头放大倍数，使目标图像清晰完整，实现目标自动跟踪，并进行二次分析。一但警情确定，就用闪动方框标示目标，同时生成报警信号，实现自动预警。
④网络视频服务器 主用完成组网功能。采用TCP/IP协议簇，该协议具有运作高效、组网灵活的特点。模拟视频信号不适合网络传输，由视频服务器将其编码、压缩。压缩采用MPEG4或H264标准，具体特点是压缩比高，码率低。低码率利于实时传输。视频服务器上有四类数据：即视频数据、报警信号、云台方位和设备状态数据，采用分组封装，实现网络实时传送。数据存储整体上是采用前端缓存后端存储的
方案，但为了保护数据安全，网络视频服务器中可以增设小容量存储器，暂存数据。
另外，若监测站无电源，可使用太阳能或风力发电。
2. 传输网络
在系统中担负着链路功能。带宽速率、误码率是主要技术指标。
林区一般地处偏远，公共通信设施缺乏。架设专线费用昂贵，架设无线网络经济快捷。无线网络采用点对多点式结构，由监测站和基站的网桥组成。监控中心与基站可同处一地，也可不处一地而由光缆连接。监测站架设定向天线，基站架设全向天线，之间通过网桥双工链接。无线网络采用2.4GHz频段的IEEE 802.11g协议，具有下述几方面特点：气候影响小，误码率低；传输速率高，普通型54Mbps、加强型108Mbps，带宽冗余设计，有利于数据实时传输；传输距离远，最大可达50km，如果大于此范围或受高山阻隔，可以加设中继网桥。
3. 监控中心
监控中心主要面向应用，要具备简便高效的特点。
监控中心由中心服务器、显示终端、硬盘录像机和软件平台等构成，实现视频浏览、视频存储、云镜控制、报警响应、系统联动等功能。可实时观看各站点视频，也可远程操控观测指定区域，同时还能回放录像。报警信号以声音响应，警示火情发生，同时与通讯系统联动，将火警信息迅速通知相关人员。监控系统与地理信息系统相结合，依据云台定位数据迅速提供火源方位信息，进而提供火场及周边地区可燃物、居民区、重点保护对象、扑火队分布和扑火路径等情况信息。与辅助决策系统相结合综合分析上述信息建立火情趋势模型，跟据森林防火预案迅速作出最佳扑火
方案。
最后，在构建过程中还要注意系统稳定性、扩展性和安全性。软件尽可能采用嵌入设计，系统要具备自检功能；软硬件选型要符合开放标准；要建立系统登入认证机制。
西山煤电集团公用事业
公司林业处 段久清
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