前端紅外熱成像及試驗(yàn)調(diào)度指揮中心系統(tǒng)在森林消防中的應(yīng)用研究

楊凡 朱愿峰 劉偉業(yè) 孟天舒

摘 要：本次探究首先分析了紅外熱成像的原理，在此基礎(chǔ)上對(duì)前端紅外熱成像及調(diào)度指揮中心系統(tǒng)在森林消防中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)分析，進(jìn)而就前端探測(cè)系統(tǒng)、前端熱成像及高清攝像機(jī)監(jiān)控、3G集群調(diào)度指揮子系統(tǒng)，結(jié)合單位熱試車臺(tái)周界森林消防方案的實(shí)施展開了應(yīng)用研究。

關(guān)鍵詞：紅外熱成像;試驗(yàn)調(diào)度指揮中心;森林消防;應(yīng)用

在國(guó)內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的過(guò)程中，森林資源始終發(fā)揮著極為重要的作用。現(xiàn)階段，森林防火任務(wù)是相關(guān)林業(yè)單位工作的重中之重，國(guó)內(nèi)森林行業(yè)的工作動(dòng)向已由種植樹木逐漸趨向于樹木保護(hù)，而且森林防火的關(guān)鍵點(diǎn)在于防患未“燃”。近些年以來(lái)，國(guó)家對(duì)于森林防火工作的全面防治、滅火設(shè)施都投入了很多人力資源與物力資源。然而，因?yàn)樯值貐^(qū)的環(huán)境地勢(shì)多樣、面積范圍廣，僅靠民防手段無(wú)法有效的處理好頻繁發(fā)生的火災(zāi)等危險(xiǎn)情況，曾經(jīng)也有損失慘重的情況出現(xiàn)過(guò)。所以借助現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)，利用紅外熱成像監(jiān)控及指揮調(diào)度中心系統(tǒng)協(xié)助林業(yè)部門有序開展防火防災(zāi)工作，提前探測(cè)到隱藏的火災(zāi)現(xiàn)象，最大限度的實(shí)現(xiàn)在火災(zāi)初發(fā)時(shí)期開展滅火工作，進(jìn)而使得滅火的成本降到最低、人員的傷亡減至最少、使得防火的成功概率提升到最大。紅外熱成像監(jiān)控及調(diào)度指揮中心系統(tǒng)可以在森林的防火工作中起到非常關(guān)鍵的作用，而且與人工監(jiān)測(cè)相比之下，其優(yōu)勢(shì)與重要性極為突顯。

1 紅外熱成像原理

紅外熱成像屬于一種新興技術(shù)，大于0.78μm的電磁波處在可見(jiàn)光光譜中的紅色線之外的部分，被叫做紅外線，也可以叫做紅外線輻射;其意思是波長(zhǎng)處在0.78μm至1000μm之間的電磁波，電磁波波長(zhǎng)在0.78μm至2.0μm之間的被叫做近紅外，而波長(zhǎng)在2.0μm至1000μm之間的被叫做熱紅外[1]。實(shí)際上，在大自然中的所有物體均能輻射紅外光，所以使用檢測(cè)器測(cè)量目標(biāo)物體和陰影中紅外線差異就能夠產(chǎn)生完全不一致的熱紅外圖形。然而，紅外熱成像具有一種極其優(yōu)良的性能，就是其可以把人們用肉眼無(wú)法觀察到的地表溫度的分布情況，轉(zhuǎn)化成能夠使人看見(jiàn)的代表目標(biāo)地表溫度分布狀況的可視圖。在森林中運(yùn)用紅外熱成像技術(shù)后，當(dāng)一切物體的地表溫度分布情況大于-273℃的均會(huì)不斷發(fā)出熱紅外線進(jìn)行警示[1]。

此外，在人們對(duì)紅外熱成像技術(shù)原理認(rèn)識(shí)程度逐步深入的過(guò)程中，紅外熱像儀的運(yùn)用領(lǐng)域也越來(lái)越多。紅外熱像儀能夠非常迅速地檢測(cè)出設(shè)備的接觸故障與器械組件的過(guò)熱問(wèn)題，進(jìn)而可以規(guī)避重大的短路故障及火災(zāi)意外情況的出現(xiàn)。紅外熱成像產(chǎn)品可探析所有連接點(diǎn)的熱危害，就部分被屏蔽且無(wú)法直接觀察的零件，可按照外部零件的熱傳導(dǎo)來(lái)發(fā)現(xiàn)熱危害;紅外熱成像產(chǎn)品也可以輕松檢測(cè)環(huán)路過(guò)載或三相負(fù)載不平衡;在紅外熱成像的預(yù)防和維護(hù)中，可以防止?jié)撛诘臒犭[患，并且能夠防止熱電偶以及火災(zāi)等事故的出現(xiàn)[2]。

2 前端紅外熱成像及調(diào)度指揮中心系統(tǒng)在森林消防中的應(yīng)用

2.1 前端探測(cè)系統(tǒng)

根據(jù)森林防火探測(cè)目標(biāo)輻射波長(zhǎng)的特點(diǎn)以及外界大氣紅外窗口的波長(zhǎng)，通常都選擇中波3至5μm，長(zhǎng)波8至14μm的紅外熱像儀。選擇具有不同焦距與變焦比例的紅外鏡頭，以探析距離與目標(biāo)尺寸的差異。而且，由于紅外熱像的原理是通過(guò)對(duì)檢測(cè)物體進(jìn)行的紅外輻射，所以當(dāng)通過(guò)紅外光檢測(cè)到著火點(diǎn)時(shí)，還可以運(yùn)用可見(jiàn)光來(lái)定位起火的精確位置[3]。

2.2 前端熱成像及高清攝像機(jī)監(jiān)控子系統(tǒng)的應(yīng)用

森林消防過(guò)程中溫度是其所需探測(cè)主要參考數(shù)值，然而紅外熱成像儀就能夠準(zhǔn)確的探測(cè)監(jiān)控到森林周邊的地表溫度，紅外熱成像系統(tǒng)的工作原理是由紅外熱成像儀探測(cè)到物體所發(fā)射出來(lái)的紅外線，再經(jīng)過(guò)內(nèi)部系統(tǒng)的技術(shù)轉(zhuǎn)化之后獲得該地區(qū)物體的溫度圈，如果由紅外熱成像儀檢測(cè)之后出現(xiàn)了高溫情況，前端熱成像系統(tǒng)將發(fā)送預(yù)警信息來(lái)提醒森林防火部門的工作人員[4]。該檢測(cè)系統(tǒng)不會(huì)由于時(shí)間和氣候惡劣性而受到制約或影響，它能夠持續(xù)高效地實(shí)時(shí)監(jiān)控目標(biāo)。除此之外，由于在森林出現(xiàn)火災(zāi)事故的時(shí)候，會(huì)有非常多的煙霧，原始的起火點(diǎn)很容易被煙霧所掩蓋，進(jìn)而火勢(shì)也會(huì)迅速蔓延開來(lái);那么，紅外熱像儀就可以迅速的穿過(guò)煙霧，準(zhǔn)確的找到起火點(diǎn)，并立刻發(fā)送滅火預(yù)警信號(hào)。另外，就算森林的火勢(shì)已經(jīng)被熄滅，但通常情況下會(huì)出現(xiàn)一些地下火災(zāi)，很容易引發(fā)余燼復(fù)燃的狀況發(fā)生。而且紅外熱成像系統(tǒng)還可以監(jiān)控并報(bào)告是否有地下火災(zāi)情況，所以，紅外熱成像系統(tǒng)可以提前發(fā)送火災(zāi)警示信息、及時(shí)傳遞火災(zāi)訊息并進(jìn)行災(zāi)后的實(shí)施探測(cè)，其在森林防火、滅火的整個(gè)過(guò)程中都發(fā)揮非常關(guān)鍵的作用。按照現(xiàn)實(shí)的外界條件，可以在重點(diǎn)監(jiān)測(cè)地裝設(shè)高清攝像機(jī)，以24小時(shí)不間斷的監(jiān)視重點(diǎn)地區(qū)的實(shí)時(shí)情況。

2.3 UPS子系統(tǒng)與3G集群調(diào)度指揮子系統(tǒng)的應(yīng)用

在前端紅外熱成像及調(diào)度指揮中心系統(tǒng)中所裝設(shè)的UPS備用電源子系統(tǒng)，其通過(guò)3個(gè)輸入端口和3個(gè)輸出端口為主要的工作模式，UPS備用電源子系統(tǒng)能夠在出現(xiàn)故障問(wèn)題之后，立即為該系統(tǒng)供給一定的電源，而且備用電量的可使用時(shí)間可超過(guò)2小時(shí)[4]。

3G調(diào)度指揮系統(tǒng)是一種將語(yǔ)音與視頻作為主要組成部分系統(tǒng)，它基于無(wú)線通信網(wǎng)技術(shù)，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的動(dòng)向與具體情況來(lái)進(jìn)行調(diào)度指揮。3G調(diào)度指揮系統(tǒng)集成了雙向語(yǔ)音對(duì)話功能、極速視頻采集記錄功能、數(shù)據(jù)傳輸與信息存儲(chǔ)以及衛(wèi)星定位等功能，可以高效解決有關(guān)的問(wèn)題及信息;所使用的是全國(guó)覆蓋的3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，3G調(diào)度指揮系統(tǒng)不會(huì)由于外界條件優(yōu)劣與距離的遠(yuǎn)近而受到一定的局限或制約，其規(guī)避了以往電磁所產(chǎn)生的不利影響[4]。調(diào)度指揮中心還能夠一直顯示目前每個(gè)終端設(shè)施的連接情況與工作狀況，每2秒更新一次，還可以完成儲(chǔ)存用戶通話記錄等事項(xiàng)。

3 結(jié)語(yǔ)

在國(guó)內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的過(guò)程中，森林資源始終發(fā)揮著極為重要的作用。一方面，森林失火破壞了原始的森林資源;另一方面還破壞了生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)。所以森林防火任務(wù)是相關(guān)林業(yè)單位當(dāng)前工作的重點(diǎn)所在。借助紅外熱成像及調(diào)度指揮中心系統(tǒng)的構(gòu)建以及對(duì)其的有效運(yùn)用，不僅可以及時(shí)響應(yīng)試驗(yàn)意外、對(duì)林地森林造成的損失，而且可以使得森林防火工作有提前預(yù)警準(zhǔn)備的時(shí)間，還能夠及時(shí)傳輸火災(zāi)詳情，進(jìn)而及時(shí)開展災(zāi)后監(jiān)控工作，該系統(tǒng)的構(gòu)建對(duì)于森林防火工作的切實(shí)落實(shí)以及實(shí)時(shí)成效有極為關(guān)鍵的作用。

參考文獻(xiàn)

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