森林火灾作为威胁森林安全的主要灾害之一,具有突发性强、破坏性大、处置救助困难等特点。据统计,全球每年因森林火灾烧毁的森林面积高达数百万公顷,给生态环境、经济发展和人民生命财产安全带来巨大损失。传统的森林防火方式主要依赖人工巡查和瞭望塔监测,存在监测范围有限、时效性差、人力成本高等问题。随着科技的不断进步,森林防火视频监控系统应运而生,而 4G/5G 物联网方案的深度应用,为该系统的高效运行提供了坚实的技术支撑。
森林防火视频监控系统是一套集视频采集、传输、分析和预警于一体的智能化系统。其主要功能包括实时视频监控、火点智能识别、烟雾检测预警以及应急指挥调度等。在实时视频监控方面,系统通过在林区制高点、重点区域部署高清摄像机,实现对林区全方位、全天候的可视化监控。这些摄像机具备夜视、透雾等功能,即使在夜间、大雾等恶劣环境下,也能清晰捕捉林区画面。
火点智能识别和烟雾检测预警是该系统的核心功能。利用先进的图像识别和人工智能算法,系统能够自动分析视频画面,一旦检测到火点或烟雾,立即触发报警机制。通过对火焰的颜色、形状、动态变化以及烟雾的浓度、扩散方向等特征进行分析,精准判断火灾发生的位置和规模,并将预警信息及时推送至相关部门和人员。在应急指挥调度方面,系统可整合地理信息系统(GIS)、视频监控画面和气象数据等信息,为指挥人员提供直观的决策依据,实现对火灾扑救工作的科学调度和高效指挥。
从原理上看,森林防火视频监控系统的运行依赖于前端设备、通信网络和后端管理平台。前端的高清摄像机采集视频数据后,通过 4G/5G 网络等通信方式将数据传输至后端管理平台。后端管理平台对视频数据进行存储、分析和处理,一旦发现异常情况,及时发出预警。然而,在这一过程中,数据传输的稳定性和效率直接影响着系统的性能,4G/5G 物联网方案的优势在此得以充分体现。
在 4G/5G 物联网方案中,工业路由器和物联网卡是保障森林防火视频监控系统高效运行的关键组件。
工业路由器作为数据传输的 “中枢枢纽”,具备强大的网络适配和数据处理能力。森林防火视频监控系统部署的环境往往较为复杂,林区地形起伏大、电磁环境干扰多,普通路由器难以满足需求。工业路由器采用工业级设计标准,具有耐高温、耐低温、抗震动、防潮防尘等特性,能够在 - 40℃至 85℃的极端温度环境下稳定工作,防护等级可达 IP67,可适应林区恶劣的自然环境。它支持多种通信协议和设备接入,能够同时连接多个高清摄像机,实现视频数据的集中采集和快速转发。此外,工业路由器还具备智能路由和链路备份功能,当主网络信号不佳时,能够自动切换至备用网络,确保视频数据传输不间断。在某林区测试中,使用工业路由器后,视频数据传输的中断次数从原来的每天平均 15 次降低至不足 2 次,大大提高了数据传输的稳定性。
物联网卡为视频数据传输提供了稳定、高速且经济的网络通道。与传统的有线网络相比,物联网卡依托运营商的 4G/5G 网络,具有覆盖范围广、部署灵活等优势。在偏远林区,无需铺设复杂的光纤线路,只需安装搭载物联网卡的设备,即可实现网络连接。4G 网络能够满足大部分森林防火视频监控系统的基本数据传输需求,提供稳定的视频传输速率。而 5G 网络的超高带宽和超低延迟特性,更是为高清视频和实时监控提供了强大支持。在 5G 网络环境下,视频数据的传输延迟可低至 100 毫秒以内,高清视频画面能够实时、流畅地传输至后端管理平台,使管理人员能够第一时间掌握林区动态。从成本角度来看,采用物联网卡方案避免了大规模有线网络建设的高额投资和后期维护成本,在中小规模林区项目中,使用 4G/5G 物联网方案的年均成本较传统有线网络方案降低 30% - 40%,具有较高的性价比。
在某国家级自然保护区的森林防火项目中,引入基于 FIFISIM物联4G/5G 物联网方案的视频监控系统后,取得了显著成效。该保护区面积达 5000 平方公里,地形复杂,以往依靠人工巡查和少量瞭望塔监测,难以实现全面覆盖。新系统在保护区内部署了 200 余台高清摄像机,并配备工业路由器和物联网卡。自系统运行以来,成功监测到 12 起初期火情,均在火灾蔓延前被及时扑灭,将火灾损失降至最低。同时,系统的实时视频监控功能还为保护区的野生动物保护和生态研究提供了宝贵的影像资料。与传统监测方式相比,该系统使保护区的监测覆盖率从原来的 30% 提升至 95% 以上,人力成本降低了 60%。
在另一省份的重点林区,当地林业部门采用 FIFISIM物联的4G/5G 物联网方案升级森林防火视频监控系统。在一次突发的雷暴天气中,系统的火点智能识别功能及时发现了一处因雷击引发的火情,并在 1 分钟内将预警信息推送至周边的防火站点和指挥中心。由于发现及时,指挥中心迅速组织力量进行扑救,仅用 2 小时就控制住火势,避免了火势蔓延至周边村庄和更大范围的林区。此次火灾扑救过程中,高清视频画面通过 5G 网络实时回传至指挥中心,为指挥人员制定扑救方案提供了直观依据,大大提高了扑救效率。该系统运行一年来,林区火灾发生率同比下降了 45%,有效保障了林区的生态安全和人民群众的生命财产安全。
4G/5G 物联网方案凭借其卓越的性能优势,与森林防火视频监控系统深度融合,在提升火灾监测能力、保障数据传输稳定、降低运营成本等方面发挥了不可替代的作用。通过实际案例,我们清晰地看到其为森林防火工作带来的显著价值,成为守护森林资源安全,推动森林防火工作智能化、高效化发展的重要技术保障。