Системы мониторинга за лесными массивами

Автоматизированная система видеомониторинга – актуальность, возможности.

Россия - крупнейшая лесная держава, обладающая почти 1/4 частью всех лесных ресурсов планеты. Однако реальное богатство нашей страны не в том, как велики ее земельные и лесные ресурсы, а в том, как организовано их хозяйственное использование и охрана.

Компания ООО «Радиотелекоммуникации» предлагает оптимальное решение по защите лесных массивов, которое предусматривает построение системы видеомониторинга леса и раннего автоматизированного обнаружения пожаров.

Преимущества автоматизированных систем видеомониторинга:

• Оперативность выявления возгорания
• Определение точных координат возгорания
• Автоматический контроль с минимумом диспетчерских служб
• Охват большой территории с минимальным количеством пунктов наблюдения
• Централизованную обработку информационных данных
• Круглосуточный и круглогодичный режим работы

Возможности системы:

• Автоматизация мониторинга  «Автоматически» лучше, чем «в ручную»!

Камеры управляются программой, пользователь лишь наблюдает, и подключается к ручному управлению при появлении сигнала тревоги.

Рис. 1. Автоматизация мониторинга

• Определение координат «Точно» лучше, чем «примерно»!

Совмещение видеонаблюдения с электронной картой местности.

Привязка направления обзора камеры к азимуту относительно сервера.

Рис. 2. Определение координат «привязка камер»

• Организация диспетчерских центров «Доступ из любого места» лучше, чем «фиксированный»!

Неограниченное количество диспетчерских пунктов

• –ЦДПУ
• –ПХС
• –Лесничества
• –МЧС
• –Администрации районов
• –Арендаторы

Рис. 3. Организация  диспетчерских пунктов

• Размещение оборудование «Разметить «оптимально» лучше, чем «на глазок»!

• Интеграция с внешними системами «Чем больше интеграции, тем лучше»!

Возможность интеграции с множеством других систем

• Спутниковые системы мониторинга ИСДМ-Рослесхоз, Космоснимки, NASA
• Системы мониторинга с использованием летательных аппаратов «Ясень»
• Погодные сервисы Meteo.ru
• Системы управления движением автотранспорта Различные производители
• Системы учета затрат на ликвидацию пожаров «Ясень»
• ГИС системы принятия решений Региональные системы, пр. Республика Коми.

Варианты реализации проекта

Существует достаточное количество вариантов обнаружения очагов возгорания, но:

1.  Использование спутниковых систем дистанционного зондирования Земли -  низкая оперативность передаваемой информации о текущей ситуации с периодичностью до 1 часа. При возгорании лесных массивов продвижения огня до 70 км/час.
2. Привлечение авиации МЧС -  высокая стоимость, на обеспечение 1 часа работы вертолета требуется более 30 тыс. руб., не обеспечивается круглосуточный контроль.
3. Применение автотранспорта для периодического обхода пожароопасных территорий  - не обеспечивает нужной оперативности и не позволяет вести контроль в труднодоступных местах.

Исходя из этого оптимальный вариант построения системы мониторинга  - установка на  специальных вышках и других высотных объектах установок видеонаблюдения (УВН).

Данный вариант обладает высокой оперативностью и  достоверностью обнаружения лесного пожара.

Предлагаемый подход к решению задачи создания системы мониторинга лесных массивов

Система видеомониторинга леса и раннего автоматизированного обнаружения пожаров представляет программно – аппаратный комплекс, позволяющий обнаруживать возгорания на ранней стадии в автоматическом режиме и выдавать сигнал тревоги оператору.

Рис. 4. Структура системы мониторинга пожаров

Рис. 5. Внешний вид IP-камеры

На вышках предполагается установить комплект, состоящий из IP-камеры, комплекта (оборудования) связи, а в помещении диспетчерского пункта – комплект связи и персональный компьютер (ПК). Формируемое IP-камерой изображение преобразуется комплектом связи в информацию формата IP-Ethernet, передается по каналам связи и принимается комплектом связи диспетчерского пункта, сохраняется и отображается на мониторе компьютера. Обратно поступают сигналы управления IP-камерой.

Защита оборудования от воздействий внешней среды.

При выборе IP-видеокамеры для обеспечения работоспособности в требуемом диапазоне температур от -40°С до 50°С необходимо комплектовать оборудование со степенью защиты IP66 по ГОСТ 14252-96. Для бесперебойной работы системы необходимо проработать вопрос по дополнительному оборудованию стабилизации и грозозащиты сети электропитания.

Определение положения очага возгорания.

Необходимо специализированное программное обеспечение. Определение положения очага возгорания при ограниченном количестве точек наблюдения осуществляется с использованием электронной карты местности и угловых координат (азимута φ и угла места γ) относительно известной точки установки Web-камеры согласно рис. 6.

Рис. 6. Определение координат очага возгорания

Обоснование точности определения положения очага возгорания.

Дальность действия визуальных систем наблюдения обусловлена метеорологическими условиями и при ясной погоде составляет 20-30 км.

Рис. 7. Формирование изображения объекта наблюдения в IP-камере

Чтобы обеспечить достоверное обнаружение дыма, необходим тщательный подбор видеокамер  с необходимым цифровым увеличением. Позиционирование Web-камеры осуществляется шаговыми двигателями с точностью не хуже 0,1°, что позволяет обнаруживать и с высокой точностью определять координаты очага возгорания.

Организация канала связи и передаваемых данных. Обеспечение защиты информации и качества работы системы.

Организация видеонаблюдения в зонах контроля требует проработки вопроса монтажа IP-видеокамер и организации защищенного канала передачи информации в диспетчерские пункты наблюдения.

Предлагаемый поэтапный план создания  автоматизированной  видеосистемы  противопожарного мониторинга лесного фонда

1. Оптимизация расходов

Для оптимизации расходов на построение системы мониторинга предлагается, провести Проектно-изыскательские работы (ПИР) в следующем объеме:

• проработка структурной схемы видеосистемы с расчетом спецификации установок видеонаблюдения и необходимых каналов связи для передачи видеоинформации в диспетчерские пункты,
• подготовка технических условий на размещение установок видеонаблюдения (УВН) на опорах сотовой связи в соответствии с определением зоны охвата видеоконтроля (позволит избежать затрат на строительство собственных высотных опор),
• проведение адаптации программного обеспечения диспетчерского пункта с оборудованием видеонаблюдения  – тестовые испытания с оформлением протокола,
• тестирование каналов связи на возможность передачи видеоинформации  с УВН на опорах сотовой связи до диспетчерских пунктов
• разработка  проектно-сметной документации на систему видеомониторинга.

2. Поставка необходимого оборудования и работы:

• поставка установок видеонаблюдения (УВН) в зонах контроля в комплекте с программным  обеспечения ручного управления оператором,
• поставка сетевого оборудования и монтаж необходимых кабельных линий для УВН в соответствии с техническими условиями операторов связи,
• выполнение пусконаладочных работ на диспетчерском пункте (включая установку ПО, настройку системы в целом и первоначальный инструктаж оператора),
• монтаж УВН на опорах сотовой связи оператора,
• поставка и наладка программного обеспечения на диспетчерский пункт;
• тестирование системы с проверкой автоматического контроля и ручного управления (по командам оператора).

3. Развитие системы:

• поставка и установка УВН на опорах сотовой связи в дополнительных зонах видеоконтроля.
• поставка и наладка программного обеспечения в дополнительных диспетчерских пунктах,
• организация каналов связи до диспетчерских пунктов;
• ввод системы в эксплуатацию, организация взаимодействия со службами МЧС (гарантийное сопровождение системы  в течении 1-го года).

Пошаговое внедрение системы – это возможность планирования и реализации по мере финансовых возможностей.

Опыт реализации

Система мониторинга и раннего обнаружения возгораний в зоне Восточно-Уральского радиационного следа  района получила свое начало в 2012 г. Пилотный проект был реализован с установкой видеокамеры в п.Большой  Куяш. В 2013г. продолжено развитие системы с установкой  видеокамер на вышках сотовой связи в районе населенных пунктов: Кыштым (вышка РТПЦ), Дружный (вышка Ростелеком), Новобурино (РТПЦ), Усть-Багаряк (вышка МТС). Автоматизированное программное обеспечение установлено в диспетчерском пункте ГУ МЧС по Челябинской.

См. структурную схему:

Предлагаем решения «под ключ» - от проектно-изыскательских работ до запуска и сопровождения.

см.также:

Система мониторинга леса и раннего обнаружения лесных пожаров Челябинской области