森林防火及防护监控系统解决专项方案.doc

森林防火防护监控系统处理方案

杭州海康威视系统技术
企业总部：杭州市滨江区东流路700号
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第1章 概述 5
1.1 项目背景 5
1.2 需求分析 5
1.3 现实状况描述 6
1.3.1 采取地面巡护 6
1.3.2 采取瞭望台监测 6
1.3.3 采取航空巡护 6
1.3.4 采取卫星遥感 6
1.4 现实状况处理 7
第2章 系统总体设计 8
2.1 森林防火组织架构 8
2.2 系统拓扑图 9
2.3 设计思绪 9
2.4 设计目标 9
2.5 系统组成 10
2.5.1 前端系统 10
2.5.2 传输网络 10
2.5.3 平台 11
第3章 前端系统设计 12
3.1 系统概述 12
3.2 前端经典架构 12
3.3 功效设计 12
3.4 红外热成像摄像机 13
3.5 环境监控报警主机 14
3.5.1 温湿度传感器 14
3.5.2 风速传感器 14
3.5.3 烟感传感器 14
3.6 森林防火专用平台软件 15
3.7 和林区自动气象站系统对接 15
3.8 保障系统 15
3.8.1 供电系统 15
3.8.2 防雷系统 18
第4章 传输网络设计 19
4.1 专网 19
4.2 无线传输 19
4.2.1 微波传输 20
4.2.2 3G传输 20
第5章 监控中心设计 22
5.1 监控中心经典架构 22
5.2 硬件设备组成 22
5.2.1 服务器 22
5.2.2 用户端 24
5.2.3 存放设备 25
5.2.4 解码设备 26
5.2.5 大屏显示设备 26
5.2.6 短信模块 27
5.2.7 防火墙 27
第6章 平台软件设计 30
6.1 平台架构 30
6.1.1 基础开发平台 31
6.1.2 平台服务 31
6.1.3 业务逻辑子系统 31
6.1.4 应用系统 31
6.1.5 Web Service接口 31
6.2 平台特点 31
6.3 平台运行环境 32
6.3.1 操作系统 32
6.3.2 数据库 32
6.3.3 双机切换软件 32
6.4 平台模块 32
6.4.1 中心管理模块 33
6.4.2 存放管理模块 33
6.4.3 存放模块 33
6.4.4 流媒体模块 33
6.4.5 报警模块 33
6.4.6 网管模块 34
6.4.7 云台代理模块 34
6.4.8 用户端 34
6.4.9 电视墙模块 35
6.5 平台基础功效 35
6.5.1 视频监控 35
6.5.2 录像管理 36
6.5.3 存放管理 36
6.5.4 数据转发 37
6.5.5 语音功效 37
6.5.6 远程控制 37
6.5.7 报警管理 38
6.5.8 电子地图 38
6.5.9 权限管理 38
6.5.10 安全管理 39
6.5.11 系统管理 39
6.5.12 报表管理 40
6.5.13 Web配置及监控 40
6.6 平台性能参数 41

第1章 概述
1.1 项目背景
现在，森林火灾是世界性林业关键灾难之一，每十二个月全部有一定数量发生，造成林业资源重大损失和全球性环境污染。森林火灾含有突发性，灾难发生随机性，在较短时间内能造成较大损失特点。所以一旦有火警发生，就必需以极快速度采取扑救方法，扑救是否立即，决议是否适当，关键原因全部取决于对林火行为发觉是否立即，决议方法是否适当。怎样实现森林防火工作规范化，科学化，信息化，真正做到早发觉，早处理火灾隐情。数字化森林监控已成为及早发觉，排除森林火灾隐情必需手段。
伴随科技发展，现在森林防火也开始实现智能化管理，工作人员只需坐在办公室拖动鼠标，就可观察林区画面。并在发生紧急情况时，经过监测画面及语音广播对前端林区进行远端遥控，指挥抢险工作。
1.2 需求分析
1) 因为近几年林业工作开展顺利林区面积大量增加，现在林下植被和枯枝落叶越来越多，林下可燃物载量逐步加大，发生森林火灾机会在不停增加；
2) 现在林区森林关键以桉林、松林为主，且多为幼中龄林，森林结构还丰富多样，火灾自控能力低，易燃性较强；
3) 伴随经济发展和人民生活水平提升，从事林业经营活动显著增多，林区内人员流动频繁，游玩用火、上坟祭祖等带来了大量火灾隐患，使火源管理难度加大；
4) 在市场大环境下，动员群众扑火困难不停增加；
5) 现在森林火灾预警扑救综合机制还未健全，指挥决议信息化能力有待深入提升，各区基础设施建设水平不平衡等；
1.3 现实状况描述
1.3.1 采取地面巡护
地面巡护，关键任务是向群众宣传，控制人为火源，深入瞭望台观察死角 进行巡查。对来往人员及车辆，野外生产和生活用火进行检验和监督。存在不足是巡护面积小、视野狭窄、确定着火位置时，常因地形地势崎岖、森林茂密而出现较大误差；在交通不便、人烟稀少偏远山区，无法进行地面巡护，需用多种交通工具费用及人职员资费用，只能用视频监测方法来填补。
1.3.2 采取瞭望台监测
瞭望台监测，是经过瞭望台来观察林火发生，确定火灾发生地点，汇报火情，它优点是覆盖面较大、效果很好。存在不足：是无生活条件偏远林区不能设瞭望台；它观察效果受地形地势限制，覆盖面小，有死角和空白观察不到，对烟雾浓重较大面积火场、余火及地下火无法观察；雷电天气无法上塔观察；瞭望是一个依靠了望员经验来观察方法，正确率低，误差大。 另外瞭望员人身安全受雷电、野生动物、森林脑炎等威胁。
1.3.3 采取航空巡护
航空巡护，是利用巡护飞机进行林火探测。它优点是巡护视野宽、机动性大、速度快同时对火场周围及火势发展能做到全方面观察，可立即采取有效方法。 但也存在着不足：夜间、大风天气、阴天能见度较低时难以起飞，同时巡视受航 线、时间限制，而且观察范围小，只能一天一次对某一林区进行观察，如错过观察时机，当日森林火灾也观察不到，轻易酿成大灾，固定飞行费用元/小时，成本高，租用飞机费用昂贵，飞行费用严重不足，这就需要用定点视频监测来填补其不足。
1.3.4 采取卫星遥感
卫星遥感，利用极轨气象卫星、陆地资源卫星、地球静止卫星、低轨卫星探测林火。能够发觉热点，监测火场蔓延情况、立即提供火场信息，用遥感手段制作森林火险预报，用卫星数字资料估算过火面积。它探测范围广、搜集数据快、能得到连续性资料，反应火动态改变，而且搜集资料不受地形条件影响，影像真切。
存在不足：正确率低，需要地面花费大量人力、物力、财力进行核实，尤其是交通不便地方，火情核实十分关键。在接到热点监测汇报2小时内应反 馈核查情况和结果。卫星遥感监控森林防火其不足是：
l 热点达成3个像素时，火已基础成灾。
l 从卫星过境到核查通知扑火队伍时间过长，起不到“打早、打小、打了”作
用。
1.4 现实状况处理
1) 采取红外热成像摄像机利用热成像原理，探测林区热辐射，经过不一样目标温差实时成像，搭配了测温模块可全天候对林区扫描检测，当测得温度及温差数据符合林火特征时，系统发生报警，立即让防火值班人员掌握林区火灾隐患，立即制订灾难扑救方案等。
2) 采取和环境信息相结合综合监测，能够实时了解目前监控点风力、风向、温湿度、烟雾等数据，为森林防火指挥提供有力数据信息，满足目前森林防火多种要求。
3) 采取和地理信息系统（GIS）相结合，实现森林资源信息可视化化管理，能够愈加有效地为森林防火提供信息支持。
4) 采取透雾成像技术，因为森林防火监控系统安装在林区山上，山区常常浓雾弥漫，一般镜头无法达成正常监控效果，使用透雾镜头处理了山区雾大，成像难问题。
第2章 系统总体设计
2.1 森林防火组织架构

图1组织架构图
2.2 系统拓扑图

图2系统拓扑图
2.3 设计思绪
森森防火监控系统是集硬件、软件、网络于一体联网系统，以森林防火平台软件iVMS-8800为关键，在主控中心能够实现对各个林区防火监控系统全方位管理。
前端视频监控点设定在移动基站制高点，传输设备安装在移动基站内，经过移动传输网和监控中心网络点对点联接。每个视频监控点周围分布多个烟雾报警点、温度、湿度监控点，在监测到有火灾信号时，系统会立即将报警信号传到对应前端视频监控点同时将信号传输到主站监控中心。
2.4 设计目标
l 远程视频监控以直观、真实、有效而被广泛应用在很多关键防范地域。经过安装红外热成像、可见光摄像系统全天候监控林区，观察森林火情、对初发怒情，做到立即发觉、立即救护。使火灾隐患消亡在萌芽状态；
l 远程视频监控能在森林发生火灾时把现场图像及当初环境信息传回指挥中心，指挥中心经过监视前端摄像机图像及环境信息指挥调度救火，最大程度能减小火灾造成损失；
l 远程视频监控能真实统计火灾发生前救火过程中和救火以后现场真实情况从而对火灾进行处理，提供有效真实资料；
l 从瞭望塔至林区管理指挥中心经过无线传输，不受距离限制，不受遮挡，无线网络覆盖地方就能够把前端图像传输至监控管理中心。森林防火消防中心可对火情及现场情况进行实时观察，方便立即了解现场情况协调调度指挥；
l 林区监控管理指挥中心经过无线网络远程对前端设备进行长焦,短焦控制，对云台进行上下,左右控制；
l 林区监控管理指挥中心能统计火情发生,发展和消亡整个过程，对以后火情预防,治理提供真实有效直观资料。
l 山上需要二十四小时不间断供电，满足所以设备用电需要，依据现在技术条件设计采取风光互补供电系统，确保山上不含有布线条件监控点设备 不间断供电，正常工作。
2.5 系统组成
森林防火监控系统由前端系统、传输网络、平台这三个相互衔接、缺一不可部分组成。
2.5.1 前端系统
前端系统对林区现场图像及环境信息等信息进行采集、编码及上传，并依据制订规则进行自动化联动。
2.5.2 传输网络
传输网络可采取无线传输网络，安装在几公里或上百公里以外监控点上无线传输设备，可将摄像机、镜头拍摄现场图像、声音实时传输到监控中心。
2.5.3 平台
主控中心平台可管理所辖林区全部设备，接收由所林区上报视音频及环境信息，同时能够满足平台用户视频、音频信息查看、林区设备控制需求。

第3章 前端系统设计
3.1 系统概述
前端系统关键以红外热成像摄像机为关键满足日常森林防火监控需求，同时整合信息地理系统、环境量信息、报警信息实现森林防火综合监控。
3.2 前端经典架构

图3前端经典系统拓扑图
3.3 功效设计
l 实时视频监视
利用建立分布在各野外监控点，获取覆盖范围内监控红外及可见光视频图 像，实现全天候不间断监控。在正常情况下摄像头工作在自动巡航扫描方法，观 测人员在监控中心可观察到一定范围内林木地貌、道路、人员等红外及可见光 视频图像，系统可进行全程录像，若遇异常情况，工作人员可立即将红外及可见 摄像头从自动状态下转为手动状态，并对相关目标进行跟踪、定位、放大（可见 光），方便仔细全方面地进行观察分析。
l 环境数据监测
林区自然条件等原因可在一定程度为森林防火提供参考依据，高温、雷雨、干旱等天气林区火灾发生率普便较高，监控人员为全方面地掌握林区实时环境情况，需对温度、湿度、风力、烟雾浓度等环境信息进行采集、处理和上传，生成曲线和报表，方便实时监控、历史查询、统计分析。
同时火灾发生时现场环境数据可为中心人员制订灭火方案提供对应决议依据。
l 远程控制
主控中心经过用户端和浏览器可对所辖林区任一摄像机进行控制，实现遥控云台上/下/左/右和镜头变倍/聚焦，并对摄像机预置位和巡航进行设置控制应含有唯一性和权限性，同一时间只许可一个高权限用户操作。
l 语音对讲
在瞭望台配置语音对讲设备，经过对讲设备中心工作人员可指导日常林区巡检员巡检工作及应急抢险灭火工作。
l 录像回放
对监控视频进行实时存放，统计事故前后现场情况，统计事故抢险过程；经过网络调用回放录像，提供事故发生时资料，为事故分析和事故处理提供帮助，并为事故处理和标准化作业教学提供宝贵资料。
l 配置维护
能对林区摄像机进行校时、重新开启、修改参数、软件升级、远程维护等功效。管理员无须抵达设备现场，就可修改设备各项参数，提升设备维护效率。
l 和GIS系统相结合
监控系统和GIS相结合，以电子地图为基础,实现地图基础操作功效,实现对森林火灾分析预报,森林防火工作可视化管理，为防火提供直观计划和决议支持。
3.4 红外热成像摄像机
红外热成像视频是远红外热图像，经过一系列处理，可形成物体表面热图像，并进行相关部位温度测量。且克服雨雪雾能力较高，所以在夜间和较恶劣气候条件下，采取红外热成像监控设备能够对多种目标进行可靠监控及预警。
为使热成像探测火灾正确性更高，能够搭配可见光摄像设备做为热成像火灾探测补充，当热成像发觉火灾点时，由控制人员经过可见光摄像画面进行核实，确定无误即可实现林火正确预警。
红外热成像摄像机可实时自动测量视场中物体最高温度，如发觉温度超出系统设置报警温升，可自动报警。所以，可提供森林防火早期预警。在大面积森林中，火灾往往是由不显著隐火引发。这是毁灭性火灾根源，用现有一般方法，极难发觉这种隐性火灾苗头。 采取红外热成像仪， 则能够快速有效地发觉这些隐火，把火灾消亡在最初。
3.5 环境监控报警主机
环境监控报警主机能够经过4-20mA模拟量接口、开关量接口、RS-485串口和各子系统连接，对多种数据进行聚集，处理成数字信号，并能够提供向上接口供主站访问、管理。
3.5.1 温湿度传感器
温湿度传感器，采取传感、变送一体化设计，采集温湿度数据，进行数据校正转换，转换成4-20mA电流环信号连接至环境监控报警主机，温湿度模拟量能实时上传主控中心，控制中心能随时查阅林区环境温湿度，并做出对应处理。
3.5.2 风速传感器
风速传感器顾名思义是测量空气流速仪器，仪器内转速传感器能把风速转换成4-20mA电流环信号上传连接至环境监控报警主机，能把现场风速实时上传主控中心，控制中心能随时查阅林区风速，并做出对应处理。
3.5.3 烟感传感器
现场配置有不一样数量烟感等火灾探测器，来监测烟雾报警情况。可经过开关量连接至环境监控报警主机，当检测烟雾时能自动发出报警信号，提醒控制中心工作人员，并可联动摄像机预置位查看现场实际情况。
3.6 森林防火专用平台软件
海康威视森林防火专用平台软件iVMS-8800，是我们依据森林防火系统特点开发而成。软件能够支持超大规模布署，能满足多级管理应用需求。软件采取模块化构建方法，可应需裁剪；采取Web Service作为对外服务接口协议，方便二次开发商集成；方便增值业务集成；统一平台内部协议；统一布署和管理。
3.7 和林区自动气象站系统对接
可和林区气象站系统进行对接，将气象站监测风向、风速、温度、湿度等多种环境量数据和监视系统进行整合，以求最大程度挖掘系统潜力，最大程度提升管理品质，为用户发明最大价值。
3.8 保障系统
3.8.1 供电系统
监控中心采取一般办公用电，为预防意外停电，中心使用UPS电源，以确保最低8小时连续供电。前端基站供电
前端基站供电方法关键是太阳能和风能，采取“风光互补”方法发电，利用风能和太阳能同时供电。
3.8.1.1 太阳能供电

选择太阳能方法之前要考虑安装地方是否真适宜安装和使用太阳能，比如一些地域日照时间短，或比较阴暗，全部有可能并不适合安装使用太阳能。太阳能供电含有以下特点：
l 配合无线传输方法能够根本无线化；
l 无缆式独立供电，组件灵活、小巧，方便安装和组网；
l 全低压直流供电方法，能源利用效率高安全性好；
l 维护费用少造价低；
l 传输不受距离和地形限制。
选择过程中还需要考虑太阳能蓄电池功率，在功率不足情况下通常结合风能发电使用，这种方法即称为“风光互补”。
3.8.1.2 风能供电

选择风能方法之前要考虑安装地方是否含有使用风能条件，是否处于大风比较多地域，选择什么类型风能发电机组。风能发电特点即蕴量巨大、能够再生、分布广泛、没有污染。三大弱点是：密度低、不稳定、地域差异大。
3.8.1.3 UPS或蓄电池
UPS就是不间断电源，它是一个含有储能装置，以逆变器为关键元件，稳压、稳频输出电源保护设备，它能够处理电力断电、低电压、高电压、突波、杂讯等现象。UPS 还有个优点是反应快速（响应时间短），假如采取后备式，而且蓄电池配置合理话，能够有效延长用电设备“续航”时间。
一般蓄电池大致可分为铅酸式、胶体式和锂电池三大类。
铅酸式：其容量较大，充电时间短，放电电流大；不过体积较大，酸液轻易泄露，充电时产生氢气和硫对周围设备有一定危害性。
胶体式：体积小，能够以任何角度或体位放置，充电时间较短；缺点是容量不是很大。
锂电池：锂电池综合了上述两种电池优点，而且放电电压平稳，连续放电时间较长，不过价格较高。
在工程选择时关键考虑输出电压，响应时间和续航时间等原因。
3.8.1.4 农电供电
在工程中前端基站大全部在森山老林中，周围并没有农电线路。但在少部分地域还是使用农电供电。这种方法能够部分替换风光互补方法供电。在农电选择上关键考虑电压稳定性、搭线难度、价格等原因。
3.8.2 防雷系统
为确保监控系统可靠、稳定地运行，系统需进行合理、优化防雷设计，具体从以下方面考虑：
l 避雷针
对于支架安装摄像机，因为位置较高，可能会受到直击雷危害，所以需安装避雷针，采取扁钢或其它等效导体作为引下线，泄放雷击放电电流。避雷针架设需要综合考虑周围环境进行设计，确保林区设备（摄像机、终端盒）处于直击雷防护范围内。
l 接地
摄像机外壳、摄像机支架及场地终端盒等应进行可靠接地，接入接地系统。
l 线缆防雷器
为深入提升系统抗雷击能力，除设备需含有防雷功效外，电源线应满足三级防雷要求，弱电线路应采取防浪涌方法。各类可能引入雷击线缆应加装多种防雷器。对于模拟摄像机，提议采取三合一（电源、视频、485线缆）防雷器；对于网络摄像机，提议采取单相电源防雷器及机架式网络信号防雷器。

第4章 传输网络设计
森林防火监控系统含有特殊地理环境，传输方法不可能采取有线或光缆。所以应首先考虑无线微波传输方法，无线微波传输方法施工方便，造价低廉，图像实时传输、清楚，而且可依据传输距离远近、现场自然条件不一样，其功率大小能够按要求配制，在遇障碍物阻挡情况下，可采取微波中继（图像/数据）系统。
4.1 专网
在中国电子政务指导性文件中具体提出了电子政务网由电子政务内网和电子政务外网组成。党政机关业务网络和国际网物理隔离。伴随电子政务应用不停发展需要打开越来越多网络设备端口，从而降低了安全性，让越来越多政府部门不敢使用其承载业务信息。基于上述考虑，国家在两网基础上增加了政务专网。政务专网是党政机关非涉密内部办公网，关键用于非涉密信息传输。实际工程项目中，专网带宽依据实际需要而定，从2M-10M不等。
4.2 无线传输
目前关键无线传输方法分为模拟微波无线传输方法和数字无线视频传输方法。
对于模拟无线微波传输这种方法采取不一样波段直接传输监控摄象机采集来模拟信号。优点是信号损失度较数字方法要小多，适合高质量视频传输需要。数字无线视频传输和模拟相比，设备造价低，延迟较大，图象质量相比下较差。其运做原理是将监控摄象机输出模拟信号，经过编码后转变为数字信号，在无线网络上传输，所以在中心接设备时候通常是经过网线接入，无法直接接入模拟终端，比如监视器之类设备。当然假如进行解码器还原处理后还是能够接，不过因为视频信号经过了模拟转数字质量损失后，再进行数字到模拟还原。所以画质损失比较严重。
现在比较流行数字无线微波有GSM，CDMA，WI-FI，WIMAX，3G等形式。常见设备有没有线网桥，无线视频服务器，视频编解码设备等。下面是关键采取传输方法：
4.2.1 微波传输
微波是一个频率超出1GHz电磁波，波长范围在毫米～厘米数量级，其波长比一般无线电波更短。微波传输类似光线直线传输，是一个视距范围内接力传输。因为微波波长很短，所以它不能像中波那样能够沿着地球表面传输，因为地面很快就把它吸收掉了；它也不能像短波那样能够经过电离层反射传输到地面很远地方，因为它能够穿过电离层逸入太空。因为地球表面是一个曲面，所以微波只能在视距范围内作直线传输，所以决定了两个微波站之间传输距离不能很远，通常在５０km左右，不然将不能取得较稳定传输特征。目前使用频率是２．４５Ｇ赫兹波段（民用波段）。
4.2.2 3G传输
3G，其全称为3rd Generation，汉字含义就是指第三代数字通信第三代和前两代关键区分是在传输声音和数据速度上提升，且更多考虑对无线数据业务支持。3G一样是一个微波传输一个，因为3G本身只是一个概念，对于频段并没有统一划分。现在中国电信现在拥有800MHz C网，而其它运行商3G是MHz频段。它能够处理图像、音乐、视频流等多个媒体形式，提供包含网页浏览、电话会议、电子商务等多个信息服务。为了提供这种服务，无线网络必需能够支持不一样数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车环境中能够分别支持最少2Mbps（兆字节／每秒）、384kbps（千字节／每秒）和144kbps传输速度。
3G技术标准，国际电信联盟（ITU）在5月确定W—CDMA、CDMA和TDS—CDMA三大主流无线接口标准，写入3G技术指导性文《国际移动通讯计划》
WCDMA 全称为Wideband CDMA，这是基于GSM网发展出来3G技术规范，是欧洲提出宽带CDMA技术，它和日本提出宽带CDMA技术基础相同，现在正在深入融合。该标准提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)演进策略。GPRS是General Packet Radio Service (通用分组无线业务)简称，EDGE是Enhanced Data rate for GSM Evolution (增强数据速率GSM演进)简称，这两种技术被称为2。5代移动通信技术。
CDMA CDMA是由窄带CDMA(CDMA IS95)技术发展而来宽带。CDMA1x被称为2。5代移动通信技术。CDMA3x和CDMA1x关键区分在于应用了多路载波技术，经过采取三载波使带宽提升。现在中国联通正在采取这一方案向3G过渡，并已建成了CDMA IS95网络。
TD-SCDMA 全称为Time Division ——Synchronous CDMA(时分同时CDMA)，是由中国大唐电信企业提出3G标准，该标准提出不经过2.5代中间步骤，直接向3G过渡，很适适用于GSM系统向3G升级。
在使用过程中关键参考运行商在项目区域网络覆盖和质量情况。

第5章 监控中心设计
5.1 监控中心经典架构

图4中心经典系统拓扑图
5.2 硬件设备组成
地域级平台经过森林防火专网和林区监控系统连接，对前端监控资源进行整合，对前端设备进行集中维护和管理；省级平台经过森林防火专网和地域级平台级联服务器通信，级联服务器把命令转发至其它应用服务器实现对前端资源监控。
平台关键由应用服务器、用户端、存放设备、解码设备、网络交换机、防火墙、大屏显示设备等组成。为保障前端系统监控质量，平台需含有完善机房基础保障和优异网络设备、丰富网络带宽和光纤资源；为保障平台稳定运行，平台网络采取双网配置，全部设备全部冗余配置在两个不一样网络中。
5.2.1 服务器
主站系统服务器能够分布式布署、独立运行，各服务器全部能够支持应用集群方法冗余进行配置和在线扩充，含有相互应用服务器接管能力。
服务器统一采取PC服务器；服务器应含有多CPU系统、高带宽系统总线、I/O总线，含有高速运算和联机事务处理（OLTP）能力，含有集群技术和系统容错能力；服务器应支持双路独立电源输入，采取机架式安装。
主站系统关键有以下服务器：中心管理服务器、流媒体服务器、级联服务器、存放管理服务器等。其它软件模块可安装在这些服务器实现功效。
5.2.1.1 管理服务器
管理服务器是综合监控主站系统关键单元，应实现前端设备、后端设备、各单元信令转发控制处理，报警信息接收和处理和业务支撑信息管理，同时也需要提供用户认证、授权业务和提供网络设备管理应用支持，包含配置管理、安全管理、计费管理、故障管理、性能管理等等。
地域级主站管理服务器应能满足对全地域林区视频资源接入及主站设备管理需求。
5.2.1.2 流媒体服务器
流媒体服务器是综合监控系统省级主站媒体处理单元，实现用户端对音视频请求、接收、分发，流媒体服务器仅接收本域管理服务器管辖，在管理服务器控制下为用户或其它域提供服务。
流媒体服务器可实现集群布署，可实现分布式布署，即可向前端或其它流媒体服务器提议会话请求，也能够接收用户端设备或其它流媒体服务器会话请求。
流媒体服务器能接收并缓存媒体流，进行媒体流分发，将一路音视频流复制成多路。
5.2.1.3 存放服务器
存放服务器是网络存放管理者，集中配置以海量存放方法实现录像计划，并按计划实施录像任务。存放管理服务器经过虚拟存放管理技术，支持DAS、NAS、IP-SAN多种存放设备；支持集中存放管理模式，也支持站端控制主机分布式存放方法；支持PB级海量音视频数据存放、快速检索；支持灵活备份策略；支持数据自动修复技术（数据补录），支持报警集中存放和关键事件集中备份管理。
5.2.1.4 级联服务器
级联服务器关键用于平台和平台之间互联互通，它将本平台需要向其它平台传输信令、音视频流转换成标准协议，发往其它平台通信服务器，同时将收到采取标准协议信令、音视频流转换成本平台所能解析协议语言，送往其它服务器进行分析操作，由此实现平台和平台之间互联互通。
5.2.1.5 选型标准
考虑到综合监控系统稳定运行，主站全部服务器需采取在森林防火行业有实际应用国际著名品牌，提议配置可参考下表：
设备
配置
服务器
机架式安装；
处理器：2*Intel Xeon 7440(四核，2.4Ghz，6M/L2，16M/L3，1066MHz FSB)，可扩四个CPU；
内存：4*4GB ECC DDR-II内存，最大可扩充至256GB；
网络：4*1000M自适应以太网卡；
硬盘：2*300GB 3.5"SAS 15Krpm；
内置硬盘控制器：SAS RAID（ROMB），支持RAID 0/1/1E/5/6/10/50/60；
电源: 双热插拔冗余电源，单电源可正常运行。
5.2.2 用户端
5.2.2.1 配置用户端
配置用户端负责对平台内部进行大屏幕配置、权限管理、录像管理、告警管理、安全管理、电子地图管理、模拟量数据管理、数据库管理、系统管理及林区摄像机、灯光等系统配置管理。
海康威视B/S配置用户端专门用于对主站系统进行维护、配置和管理，满足配置用户端需要实现功效。
5.2.2.2 监控用户端
监控用户端负责对主站所辖林区摄像机视频和录像信息查看，电子地图管理，模拟量数据实时曲线浏览和历史数据检阅及摄像机、灯光等系统信息获取和控制。
海康威视C/S控制用户端专门用于对主站系统视频、环境信息调阅，对设备进行操作、控制，满足控制用户端要求。
5.2.2.3 选型标准
主站工作站可采取一般PC，提议采取在森林防火行业有实际应用品牌，提议配置可参考下表：
设备
配置
工作站
处理器：不低于酷睿2双核E7400档次（主频≥2.5G Hz，L3≥4MB）；
内存：≥4GB ；
硬盘：≥300GB SATA硬盘；
网络：≥1个10/100/1000M自适应网口；
显卡：独立3D显卡，板载显存≥512M。
5.2.3 存放设备
主站系统因为管理着下属成百上千设备，需对站端视频录像和数据进行存放。数据需经过数据库进行管理，NAS对于读写频繁数据库系统，不是很适合。对于数据库存放这种读写要求使用率高任务来说，IP-SAN比较适宜，提议采取海康威视DS-A10系列高性能IP-SAN，型号DS-A1024R。
IP-SAN，即基于IP以太网络SAN存放架构，伴随以太网技术发展，使IP-SAN对SAN技术深入拓展。它使用iSCSI协议替换光纤通道（FC）协议来传输数据，直接在IP网络上进行存放，iSCSI协议就是把SCSI命令包在TCP/IP 包中传输，即为SCSI over TCP/IP。IP-SAN架构无须使用昂贵光纤网络、FC-HBA卡和光纤通道存放设备，而是使用IP以太网络、以太网卡和iSCSI存放设备。相比FC-SAN，IP-SAN存放架构要廉价多，而且实施起来更轻易。
和FC-SAN类似，IP-SAN也能够将存放设备分成一个或多个卷，并导出给前端应用用户端，用户端计算机能够对这些导过来卷进行新建文件系统（格式化）操作。用户端计算机对这些卷访问方法为设备级块访问，IP-SAN经过把数据分成多个数据块(Block)并行写入/读出磁盘，块级访问特征决定了iSCSI数据访问高I/O性能和传输低延迟。
IP-SAN继承了IP网络开放、高性能、高可靠性、易管理、可扩展性强、自适应性强优点，存放方法灵活，实现存放网络和应用网络无缝连接，并提供了优良远程数据复制和容灾特征。
IP-SAN存放关键含有以下特点：
l 含有高带宽“块”级数据传输优势。
l 基于TCP/IP，IP网络技术成熟，含有TCP/IP全部优点，如可靠传输，可路由等，降低了配置、维护、管理复杂度。
l 能够经过以太网来布署iSCSI存放网络，易布署，成本低。
l 易于扩展，当需要增加存放空间时，只需要增加存放设备即可完全满足，扩展性高。
l 数据迁移和远程镜像轻易，只要网络带宽支持，基础没有距离限制，愈加好支持备份和异地容灾。
5.2.4 解码设备
解码器提议采取海康威视63系列机架式解码器，机架式解码器产品硬件结构设计上参考ATCA(Advanced Telecommunications Computing Architecture 高级电信计算架构)标准，用于将前端网络视频信号解码输出上电视墙，支持解码多个编码格式网络视频，支持多个网络传输协议，支持多个模拟信号输出接口，专为视频监控系统布署和管理而设计一体化电信级机架式解码器。
5.2.5 大屏显示设备
主控中心配置有大屏幕综合显示系统，林区相关信息会显示在大屏幕综合显示系统，充足利用大屏系统超高分辨率、超高对比度显示特点
现在市面有三种主流拼接屏（LCD、PDP和 DLP），下表对三种大屏幕拼接产品关键技术参数和性能方面特点做了对比。
产品类型
LCD
PDP等离子
DLP
显像部件
液晶面板
等离子气体
电子微镜
光源
荧光灯
气体发光
UHP灯或LED
亮度（cd/m2）
500~1000
1000
450~900
图像对比度
1500:1~3000:1
10000:1
:1
可视角度
178度
160度
160°
垂直110°
物理分辨率
≥1366×768
853×480
1024×768或1400x1050
图像清楚度
很好
通常
中等
色彩还原性
最好
很好
很好
系统维护
基础免维护
轻易灼伤 、灼伤后不可完全修复
灯泡
工作可靠性
稳定
不适合显示偏静态图像
较稳定
拼缝
6.7mm
1mm
1mm
小结
推荐使用，亮度高、对比度大、色彩好、维护成本低。
不推荐使用，因为存在灼伤、物理分辨率低等缺点。
推荐使用，尤其是对物理拼缝要求高场所。
依据对比，推荐采取海康威视LCD大屏-46寸超窄边液晶（6.7mm）。
5.2.6 短信模块
短信模块（俗称短信猫），是一个基于无线GSM技术工业级MODEM，内嵌GSM无线通信模块，插入移动运行商手机SIM卡后，可用来收发短信。
短信模块经过串口数据线和管理服务器相连，在平台软件中能够配置报警联动短信功效，当林区发生报警时，经过短信模块把报警信息立即发送给相关责任人。
5.2.7 防火墙
防火墙是一个计算机硬件和软件结合，使内部网和外部网之间、专用网和公共网之间建立起一个安全网关（Security Gateway），从而保护内部网或专用网免受非法用户侵入，防火墙关键由服务访问规则、验证工具、包过滤和应用网关4个部分组成。
防火墙是处理网络边界安全关键设备，它关键工作在网络层之下，经过对协议、地址和服务端口识别和控制达成防范入侵目标，能够有效防范基于业务端口攻击。
防火墙实际上是一个隔离技术，最基础功效就是控制在计算机网络中，不一样信任程度区域间传送数据流。比如互联网是不可信任区域，而内部网络是高度信任区域。防火墙是在两个网络通讯时实施一个访问控制尺度，它许可你授权用户进入你网络，同时将未授权用户隔离在网络之外，以避免安全策略中严禁部分通信，最大程度地阻止网络中黑客访问你网络。换句话说，假如不经过防火墙，MIS网用户就无法访问Internet，Internet上人也无法和MIS网用户进行通信。
防火墙含有很好保护作用，入侵者必需首先穿越防火墙安全防线，才能接触目标计算机，用户能够将防火墙配置成很多不一样保护等级。主站系统需冗余配置1000M防火墙。
防火墙关键功效以下：
l 经过源地址过滤，拒绝外部非法IP地址，有效避免了外部网络上和业务无关主机越权访问。
l 能够只保留有用服务，将其它不需要服务关闭，能够将系统受攻击可能性降低到最小程度，使黑客无机可乘。
l 能够制订访问策略，只有被授权外部主机能够访问内部网络有限IP地址，确保外部网络只能访问内部网络中必需资源，和业务无关操作将被拒绝。
l 外部网络对内部网络全部访问全部要经过防火墙，所以防火墙能够全方面监视外部网络对内部网络访问活动，并进行具体统计，经过分析能够得出可疑攻击行为。
l 安装防火墙后，网络安全策略由防火墙集中管理，黑客无法经过更改某一台主机安全策略来达成控制其它资源访问权限目标。
l 能够布署NAT（Network Address Translation：网络地址变换），使外部网络用户不能看到内部网络结构，使黑客攻击失去目标。
防火墙提议采取在水文监测行业有实际应用品牌，提议配置可参考下表：
设备
配置
防火墙
含有自主知识产权国产设备；
机架式安装；
硬件架构：宜采取NP、ASIC架构；
最少含有4个千兆网络接口（RJ45）；
双电源；
热备接口：含有双机热互备接口，单机配置时可不考虑此项；
采取专用服务器硬件和安全操作系统；
能够基于网络地址、通讯协议、通讯端口、用户帐号、信息传输方向、操作方法、网络通讯时间、网络服务等进行综合过滤和访问控制；
支持动态网络地址转换（NAT），支持IP和MAC地址绑定，支持应用层协议内容过滤；
支持路由及交换两种工作模式；
支持包过滤、状态检测及应用代理；
含有透明网桥、路由及NAT工作模式；
含有安全本身防护能力，可实时预防多个网络攻击和扫描，异常情况可发出告警信息；
信息转换经过带宽大于1200Mb；
最大并发连接数大于100万个；
每秒新建连接速度大于30000个；
平均无故障时间大于6000小时。

第6章 平台软件设计
iVMS-8800是海康威视专为森林防火用户量身定制平台软件，采取模块化设计，布署方便，操作简便，还可依据森林防火本身管理要求和现实状况做深入定制开发，充足表现森林防火系统为管理带来效率。
6.1 平台架构
面向服务软件架构SOA将成为新一代网络服务基础框架，其在传统IT开发领域取得了良好发展，将SOA思想引入到森林防火平台软件开发