森林防火信息指挥系统实施方案.docx

3. 1.1背景森林作为陆地生态系统的主体,在维持和保护生态环境方面具有十分重要的作用，更是人类赖以 生存和发展的重要物质基础。然而,森林火灾不只是烧毁成片的森林，伤害林内的动物，而且还 降低森林的更新能力，引起土壤的贫瘠和破坏森林涵养水源的作用，使森林的生态服务功能减弱 甚至消失而导致生态环境失去平衡。特别是受全球气候变暖的影响，森林火灾已然成为一个全 球性的问题,世界气象组织2000年新闻公报表明，18602000年间，全球地面平均温度上升了 约0。6-0. 9,其中11个最暖的年份均出现在1985年以后。当前全球仍然以每10年上升 0o 2的速度在变暖.2010年全球平均气温比1961年到1990年间的平均气温高出了 0。53° C,同时2001年到2010年也成为有记录以来最热的十年。伴随着气候形势的异常,森林火 灾也日趋频繁，森林火灾的发生正从季节性向全年性，从单一的人为火灾向人为火灾和自然火灾 并重转变。因此，为减少森林火灾的损失,世界各国都非常重视森林防火能力建设。我国是一个少林而频繁发生大面积森林火灾的国家,长期以来森林防火工作一直受到党中央国务 院、国家林业局和各级人民政府的高度重视，同时也受到社会各界和新闻媒体的广泛关注。2004年国务院办公厅关于进一步加强森林防火工作的通知（国办发2004） 33号）明确提 出森林防火事关森林资源和生态安全，事关人民群众生命财产安全，事关改革发展稳定大局。地 方各级人民政府和有关部门必须以对党和人民高度负责的态度，增强森林防火的紧迫感和责任 感，把做好森林防火工作作为践行“三个代表重要思想和“立党为公、执政为民”的一项重要 内容，摆上议事日程并以求真务实的精神切实抓好，为加强生态建设和全面建设小康社会提供 有力保障。特别是2009年6月国务院审议通过了全国森林防火中长期发展规划 （20092015）,这是新中国成立以来第一个国家层面的森林防火规划，体现了党中央、国务院把 森林防火工作放到了更加显著的位置。该规划针对当前我国森林防火装备水平低，扑救能力 弱，基础设施差的状况，旨在通过全面加强森林火灾的预防、扑救和保障三大体系建设,重点建 设好森林防火宣传教育工程、森林火险预警监测系统、林火阻隔系统、通信与信息指挥系统、 森林航空消防系统、森林消防专业队伍及装备、物资储备库、森林火灾损失评估和火案勘查系 统、科技支撑系统、培训基地建设等方面的内容，从而大大提高我国森林火灾预防控制能力， 特别是控制森林大火的能力.建设目标本项目建成后，将提高火险等级的预测预警能力，确保森林防火的指挥畅通，充分发挥3S、卫星 通讯等信息和软件技术的优势为森林火灾扑救指挥员提供更加快捷、准确、及时和有效的话音 和数据、图像等信息，保障森林火灾预警、监测、指挥和扑救工作的顺利开展。无火灾时，可 以作为防火办公的互动平台和火情的监控预警前哨；有火灾时，为领导处理突发森林火灾提供 应急联动指挥、综合辅助决策支持等功能。同时实现省-市-县多级管理层次的森林防火信息指 挥系统的信息互换，实现图像数据、流媒体数据、森林防火信息系统数据、地理信息系统的数 据共享.燃指数等数据和火情因子采集分析器采集的气象信息对火灾的发展进行仿真模 拟，确定未来火灾的范围供决策者进行参考，以便制定合理的防火决策。系统 最终会生成半小时/I小时/I个半小时/2小时/3小时时间后的火场发展趋 势生成图。系统具备从外网气象局（实时）、内网气象站（实时）或界面输入三种途径接 收气象数据的能力.系统支持模拟回放功能。分析行车路线和扑救队员的最优上山路线。分析火灾扑救过程中火场特定范围内的可以动态调用的人员、车辆、水源、供 电等扑火或辅助资源，并高亮显示。3 .火灾热点管理子功能将每一场火灾在地图上显示为一个热点，可显示所有或单独一场火灾，火灾具 有进行中、关闭等多种状态，具有火灾等级、火灾类型、负责人等多种属性， 所有火灾记录均可查询、修改，形成档案管理，并在电子地图上手动定位绘 制、坐标精确定位绘制、多点分布显示和图片输出。可切换到培训演练数据 库。4 .火场标绘子功能系统以地图显示、符号动态标绘为手段对森林火灾从发生到组织扑火和火场变 化等过程进行动态模拟，系统对每一条标绘记录进行记录并可进行动态回放。火场标绘标注着整个火灾发展过程中的敌情、我情和现场环境的变化过程，用 户按照指定的样式，直接在绘制图层上绘制添加、修改、删除，箭头、旗帜、集 结区、火线、文本、火点等图形元素，并能对已经绘制完成的一系列图形进行 历史回放，并在系统里绘制的每个符号都需有其所代表的实物在火灾发展过程 中存在的起止时间。火场标绘具备按火灾发展过程的历史回放功能。5 .灾情报告与处置方案子功能对每场火灾可生成多个灾情报告，系统自动区分首报、续报和总报，报告包括基 本信息、扑救情况汇总、损失情况、态势标绘自动截图、多媒体上载等内容。 处置方案可根据特定预案将需要调动的灭火队、灭火物资进行分配和指派,并对 方案的具体内容进行记录。系统可协助指挥人员制定火灾扑救处置方案，记录和辅助各级防火责任单位调 用应急预案、协调扑火资源、调用扑火队伍的过程，同时提供保护对象分析、 可用资源分析、路径分析和火势蔓延分析四个辅助决策模块，并且系统清晰明 确出扑火方案和应急预案两个事前和事中扑火管理模块，支持事前的火灾假设 分析、扑火演练和多套预案制定，支持事中的多套扑火方案动态制作，扑火方 案可以根据火灾发展态势动态调用对应的应急预案，真正做到平战结合。6 .指挥调度子功能系统预留对接多媒体应急联动及调度系统、森林防火视讯调度指挥系统现场超 短波通信系统的接口，整合PSTN电话、IP电话、手机、无线集群和对讲、卫星 电话等多种通讯方式，通过“一机三屏”的指挥调度模式，实现指挥调度指令 的下达和现场情况的反馈。系统可按照通讯录进行多媒体多方会议邀请、呼 叫、调度，并结合电子地图进行定位、跟踪和呼叫.具有与短信平台、短信猫的 接口，可从本系统直接发送短信和通知到被调度人员手机。需要具有队伍和单兵追踪定位功能,需要具有队伍群发短信和单兵单发短信功 能，需要具有接收短信功能。7 .人员定位管理子功能与防火巡查人员、火灾现场调查人员GPS/北斗手持/车载定位系统的接口，实 现现场扑火人员、车辆和物资的实时跟踪和轨迹回放,在电子地图上显示实时位 置或查询历史轨迹，在日常管理中还具有巡查区域管理、排班管理、人员管 理、越界报警、公告发布、图片上传/浏览等功能。系统通过具有定位功能的手持终端设备，在前方人员和指挥中心之间建立一道实 时沟通的桥梁，实现工作安排的及时传达和实施情况的及时反馈。手持终端设 备自动记录人员的行走轨迹，并向后台自动传送。遇到异常情况时，可采用紧 急呼叫真实直观反映现场情况.指挥中心通过定位功能可以掌握前方人员实时位 置,可进行轨迹跟踪，轨迹回放，为日常工作的监督和特殊紧急情况下的准确定 位提供有效的工具.实时定位系统支持对单个或多个设备进行实时定位，将设备的位置以特殊标志动态反映 在电子地图上.方便监控者准确知道每个设备，也即手持该设备的护林员、防火 调度人员当前所处的位置。监控者在查看设备的位置信息时可鼠标移到该设备上,显示该设备的相关信息， 即经纬度信息、时间信息（日期+时间点（到秒）。轨迹跟踪回放监控者可查看被监控者在某一个时间段的位置信息以及行进情况。人员管理 人员管理完成防火人员、护林员信息的新建、修改、删除、查看。责任区域 责任区域管理为管理者提供区域及巡查路线的管理功能，可以按照实际巡山区域 设定区域,可在区域内指定护林员必须到达的巡查点,工作时是否按照要求到达 指定的巡查点作为护林员工作完成的考核依据。区域管理的功能包括区域设 定、区域删除、区域内部巡查点设定、区域内部巡查点删除以及越界报警.排班设定排班管理为管理者提供班次管理和排班记录管理功能，管理者可以设定班次,在 班次下设定排班，安排护林员的日常工作，明确在指定日期指定的护林员到指 定的区域携带指定的手持设备执行指定的任务。报警管理报警管理展现护林员的手持终端在排班记录安排的工作时间内关机的记录以及 区域越界的报警记录，可作为管理者对护林员工作态度和工作执行情况考核的 参考。考勤管理为管理者提供一个或多个保护站下指定时间内每个排班的执行情况，计算并显 示到达指定的巡查点的百分比,为管理者提供考核依据.公告发布公告发布为管理者提供公告编辑和发布，包括通知、宣传资料等，管理者输入 公告标题、公告内容，选择发布的保护站范围，点击发布即可将公告发布到护林 员、防火人员的手机等移动终端上，防火人员可直接在手机等移动终端上查图片浏览图片浏览展示防火人员使用手机客户端上传的现场照片，监控者可以及时准确掌握林场发生的 异常情况，便于及时处理。管理者可以查看图片并添加批注意见。8 .损失评估火灾损失评估是根据当前的现实火场数据以及森林分布数据，对森林火灾造成 的森林损失进行统计和分析。火灾损失评估分为灾中评估和灾后评估。灾中评估是指在实际林火发生过程 中，根据实时的气象条件判断火场的可能蔓延林区范围、受灾人口数、人口迁 移等，再叠加该地区的林相图进行评估。灾后评估主要是统计、调查、上报、 核实实际发生的灾害损失。灾损评估的内容需符合“森林防火条例和“全国森林防火项目管理工作手册 等有关国家规定。根据烟火自动识别、检测的实时动态图像，自动计算和评估火场面积和边界范 围。根据森林资源分布数据、分布范围以及过火面积和范围的动态数据，实时动态 评估受损区域内的森林蓄积量和森林损失。根据森林资源分布数据、分布范围、风向、风速、地面温度、湿度以及当前过 火面积和范围的动态数据，实时动态预测评估未来某个时间段内或时间点内的 受损区域森林蓄积量和森林损失.支持以报表输出的形式，及时或根据需要输出当前森林资源灾损评估结果数据 或预测评估结果数据。3. 2. 3. 6省级管理信息系统实现省级林火预警、监测、值班调度等防火办公管理。省级管理信息系统提供方便快捷的森林防火信息管理平台，构建森林火灾信息 畅通的渠道，为森林防火规划和防火设旋建设提供科学依据和技术支持，为扑 灭森林重特大火灾提供科学决策支持服务。系统从整体设计上分为两部分，一部分是业务模块，另一部分是系统管理模块.1 .业务模块最新消息:用户可以通过最新信息模块浏览各模块的最新信息，包括今日要闻、 监测图像、文献资料等。对文献的浏览、查询和检索都受用户访问权限的限 制，所有普通用户只能浏览检索到他有权查阅、浏览的文献,系统自动将当日最 新的各模块信息发布到该页上，包括文献资料、监测图像、调度值班等信息.报表管理:报表管理功能包括最新报表、报表上报、省报表、报表查询、报表统 计和分析。对数据的查询和统计具有一定的权限限制，所有用户只能浏览他有 权查阅的数据.防火报表历史数据归档，即根据指定的归档日期，对该日期之前 的防火报表数据进行归档处理，将已归档数据存入历史数据库，以便于对历史数 据进行管理，并提高系统处理数据的效率.处理省半年、全年森林防火形势相关 报表数据和对数据进行统计分析，分析结果可以通过报表形式，或者图形方式 输出。火灾档案管理：火灾档案将对每场火灾的结果进行详细统计和记录，包括基本 信息、扑救情况汇总、灾损评估和总结评估。灾损评估采集精确的火场坐标或 直接在系统中勾绘过火面积,根据火灾过火面积、林班林木种类的价值等数据计算火灾损失。总结评估能够将单场或多场火灾结果以多种图表样式进行直观显 示，并生成统计报表。火灾档案的起火事件、起火地点等信息来自火警档案;火灾档案的火灾等级、火 灾面积、防火投入、火灾扑灭时间等主要来自灾情报告，火灾的等级可以根据 经过确认的灾情报告自动调整.信息专递:信息专递功能包括收件箱、回执箱、发件箱、发邮件、垃圾箱、地址 簿、通告板和发通告。具有邮件群发功能，用户可以自己设定同时发送给哪些 人.已成功发送出去的邮件自动存入发件箱。可保存邮件的附件到“个人文件夹 或者“部门文件夹”。根据用户需要自己建立邮件列表,邮件列表内的全部地址作为收件人，实现群发 功能。收件人回复时也可以直接回复给该邮件列表，邮件列表内的全部邮箱地 址将会收到回复的邮件。同时支持内外域地址。对于用户收到邮件，当邮箱不能判断是否是垃圾邮件的时候直接投到垃圾邮件 夹中，杜绝误判。对于使用POP协议客户端的客户，不必时时登录浏览垃圾邮件夹。用户可以自 己设置垃圾邮件夹功能提醒。对于有用的邮件直接点击提醒邮件上的这不是垃 圾邮件”，系统会自动将这封邮件移动到收件箱，无需操作。系统会以邮件形式 发送垃圾邮件夹邮件列表至收件箱（可以通过pop协议收取下来），防止重要邮 件没有及时阅读。自动回复可以在第一时间使发件人确认信件顺利投递完成；同时也可以作为休 假提醒的设置。邮件归档功能可以减少收件箱（inbox）中的邮件数量，使pop收信速度得到明 显提升.pop收信功能可以自动收取其他支持pop协议的邮箱的信件,减少您登录多个邮 箱的麻烦。同时也可在邮箱搬家功能中应用。支持每个用户进行个性化的反垃圾设置.包括反垃圾邮件等级、邮件分类过滤策 略、自定义拒收黑名单（可定义到域或邮箱）。系统中管理员权限实现分级管理，包括超级域管理员共可划分4级管理员，除 超级域管理员外，其他管理员都有一个隶属关系，即一个管理员隶属于创建这 个帐号的域管理员，这个管理员的权限不能多于创建这个帐户的管理员，管理员 权限是逐级包含递减的。管理员可以通过权限和部门双纬度分别授权，以供不 同的组织形态按需应用。邮箱密码设置带强制检测功能。如果密码强度不能达到要求，将无法保存。避免 企业邮箱密码被盗引发的种种安全隐患。通讯录根据用户信息和部门组织架构生成，同时同步到em的树状组织架构。支 持控制到单帐户，可使部门敏感帐户不出现在通讯录中。系统日志查询分两部分,域管理日志记录所有域管理员的后台操作（含操作内 容、域管理员账号、IP）.该部分日志不可编辑、不可删除，永久保留。用户邮 箱日志记录用户通过webmail和客户端pop登录的IP,协助企业了解企业邮箱 用户的活跃度和使用状况.可跟踪指定邮箱的发送或接收的邮件至另一指定邮箱。同时可根据收件人、主 题关键字设置多种过滤条件。广泛应用于内部信息安全控制。人员及防火物资管理：人员物资管理功能要求能够实现对组织机构、防火队 伍、防火物资、防火隔离带、防火通道等基本防火资源的统一管理.所有元素均 按照省-市-县一乡四级管理，并具有精确坐标信息，都在电子地图上通过不同 的图层显小.2 .系统管理模块系统具有角色、权限分配与管理功能，具有数据字典维护、系统日志等管理功3 . 2. 3.7森林防火网站开设政策法规、防火信息、火险预报、当前火情、林火119、防火知识等栏 目。定期发布XX省高森林火险气象等级预报，及时发布火险气象警报和省内当 前火情。采用J2EE、动态网页和分级管理技术.应用现代网络技术，在因特网（Internet）上建立森林防火站点。要求网站的开 通，可查询地区防火动态、森防要闻、火险气象、应急预案、森林防火法制教 育、森林防火科普宣传和防火安全教育等页面内容。4 . 2. 3. 8火场标绘系统将领航、位置服务、态势标绘、网络传输等功能集成为一体的地理信息系统。 以平板电脑、GIS、GPS位置服务、网络为核心技术，以火场的基础地理数据、 专题数据、遥感影像数据为支持环境,结合业务需求,实现火场电子地图的可视 化，火场侦察信息以电子地图形式展现、存储和查询，航迹信息的自动跟踪、 标识和存储，火场态势图制作等功能，提高火场侦察信息的准确性和火场态势 图标绘工作的效率。系统以火场标绘实况业务为主线，基于ArcGIS Engine开发，大大节约了开发成 本，为系统的普及应用创造了有力条件.系统的实现不仅为今后的航空护林管理 提供了全面的空间信息服务，同时为信息化的森林防火管理提供了先进决策手 段，为整个林业信息化的发展奠定了基础.人员定位人员定位功能主要是通过GPS定位技术,获取手持终端用户的位置信息（经纬度 坐标），在电子地图上以特定的标识标出被定位对象的位置（经纬度）及时 间，实现对当前手持终端的扑火队员等用户进行实时定位.当前用户可随时查看 自己所在的位置信息,为出行分析提供有力的条件。点击进入“人员定位”，界面中以地图为背景，按照手持终端的GPS信息显示目 前该手持终端的位置，以特定标识标出.-1火场标绘应急指挥人员在电子地图上可自动（或手动）标绘火场态势图，即绘制火点、 火线、火场、防火隔离带、军标等元素，按火场的发展实况绘制不同图形，添 加标题及注释等生成灭火指挥态势标绘地形图,形成指挥方案,并保存.系统支持对标绘的火场态势图进行编辑、旋转等操作。同时系统会自动将标绘 的火场态势图上传回指挥中心，辅助应急指挥者火场指挥决策,提高工作效率。点击进入“态势标绘”功能界面，自动显示火点位置信息（也可手动绘制火 点），在电子地图上进行火灾应急的处置标绘过程（如队伍信息等标绘），标 绘的结果以列表的形式显示。系统支持查看火点附近一定范围内的地物、地貌 信息。对火灾进行态势标绘等功能需选择要进行处置的火灾，并对火灾可进行位置定 位。火情上报上报功能主要是前指人员根据现场的火场实况，将标绘完成的火场态势图或火 灾灾损报告及时上传给上级防火指挥部门，作为火灾档案进行存档。便于防火 部门对火灾情况进行实时查看.点击进入“上传”功能界面，用户可根据实际情况进行上传数据选择，上传类 型分“灾情报告和态势图（标绘的火场态势图）”.若选择类型为“灾情报告”，则切换进入灾情报告页面，输入报告的内容： 火灾名称、起火时间、扑灭时间、火灾地点、火灾级别、起火原因、出动人 员、出动车辆、损失林木、受害森林面积、过火面积等信息，点击“上传按钮 将文件上传。若选择类型为态势图，则浏览选择要进行上传的态势图片（移动端拍照的图 片），点击“上传”按钮进行上传，上传后PC端可查看到此图片.地图操作可对地图进行放大、缩小、平移、查找、收藏、图层控制等基础GIS功能操 作。可在地图上画出起点与终点，计算两点之间的距离（单位为千米）.可在地图上画出任意不规则的多边形，计算其面积（单位为平方千米）.-1截屏 将指挥人员在态势标绘中的态势图截图保存下来，以便上报给上级领导进行汇 报火灾的处理过程。通讯录查询通讯录查询功能主要实现对应急扑火队员联系查询，便于及时对其进行有效调 度，快速防止火灾的发展。应急指挥者可查看其所属队伍、名称、电话等信息。以列表形式查看应急指挥队伍通讯录，显示字段包括人员名称、所属队伍、职 务、手机号码、位置坐标，也可以根据人员姓名或队名名称进行精确查询，查 询结果以列表显示。航线跟踪系统通过采集GPS信号，实现在电子地图上进行实时领航。自动显示其当前位 置和跟踪轨迹。系统按照查询时间、设备编号等信息，实现对航线的历史跟踪及轨迹回放。点击“航线”按钮，进入“火灾设备列表及查询时间段选择页面，选择要查看 的设备记录及查询时间段，点击“轨迹回放”按钮，则在电子地图上显示此设 备的历史轨迹。点击“轨迹清除”按钮则清除查看的历史轨迹。硬件设备要求 名称 配置1GHz以上处理器平板电脑512MB内存存储容量32GB9. 7英寸1024X768电容式多点触摸屏前置30万像素+后置70万像素摄像头支持A-GPS,联通3G(WCDMA)连网方式，蓝牙2. 1+EDR。采用GPS定位跟踪系统。系统包括GPS定位器和管理软件。定位器设备的发射 和接收为GPS和GPRS信号,锂电池供电，内置GPS模块、GPRS模块和天线，定 位数据包括经纬度、运动方向等，可呼叫紧急号码。定位管理软件要求与森林 防火信息指挥系统平台集成一体。系统通过具有定位功能的手持终端设备，在前方人员和指挥中心之间建立一道 实时沟通的桥梁,实现工作安排的及时传达和实施情况的及时反馈。手持终端设 备自动记录人员的行走轨迹，并向后台自动传送。遇到异常情况时，可采用紧急 呼叫真实直观反映现场情况。指挥中心通过定位功能可以掌握前方人员实时位 置，可进行轨迹跟踪，轨迹回放，为日常工作的监督和特殊紧急情况下的准确定 位提供有效的工具。实时定位系统支持对单个或多个设备进行实时定位，将设备的位置以特殊标志动态反映 在电子地图上.方便监控者准确知道每个设备，也即手持该设备的护林员、防火 调度人员当前所处的位置.监控者在查看设备的位置信息时可鼠标移到该设备上,显示该设备的相关信息， 即经纬度信息、时间信息(日期+时间点(到秒)O轨迹跟踪回放监控者可查看被监控者在某一个时间段的位置信息以及行进情况.人员管理人员管理完成防火人员、护林员信息的新建、修改、删除、查看.责任区域责任区域管理为管理者提供区域及巡查路线的管理功能，可以按照实际巡山区 域设定区域，可在区域内指定护林员必须到达的巡查点，工作时是否按照要求 到达指定的巡查点作为护林员工作完成的考核依据。区域管理的功能包括区域 设定、区域删除、区域内部巡查点设定、区域内部巡查点删除以及越界报警。排班设定 排班管理为管理者提供班次管理和排班记录管理功能,管理者可以设定班次，在 班次下设定排班,安排护林员的日常工作，明确在指定日期指定的护林员到指定 的区域携带指定的手持设备执行指定的任务。报警管理报警管理展现护林员的手持终端在排班记录安排的工作时间内关机的记录以及 区域越界的报警记录，可作为管理者对护林员工作态度和工作执行情况考核的 参君.考勤管理为管理者提供一个或多个保护站下指定时间内每个排班的执行情况，计算并显示 到达指定的巡查点的百分比，为管理者提供考核依据。公告发布公告发布为管理者提供公告编辑和发布，包括通知、宣传资料等，管理者输入 公告标题、公告内容，选择发布的保护站范围，点击发布即可将公告发布到护林 员、防火人员的手机等移动终端上，防火人员可直接在手机等移动终端上查看。图片浏览图片浏览展示防火人员使用手机客户端上传的现场照片，监控者可以及时准确掌 握林场发生的异常情况，便于及时处理。管理者可以查看图片并添加批注意 见。3. 3视频监控图像接入系统建设3. 3.1系统性能系统具有数千量级视频流的分发与转发能力和用户访问能力，并在满负荷运行 的情况下，保证长时间运行不宕机。系统支持面向服务的多层级（省、市、县）体系架构。系统支持双机热备功能。系统具有自动减帧功能，在传输速率低、网络抖动、带宽不足等网络质量差情 况下，解决视频画面抖动、马赛克、花屏、拖尾、无图像等异常现象的发生。系统具有中心管理模块CMS,是整个系统的核心单元，由域间事务管理、用户 管理、设备管理、资源搜索与定位管理、会话链路状态查询、设备状态查询、 用户资源占用状态查询、事件（消息）管理等构成。3. 1. 3系统设计原则近几年来，随着信息技术和网络技术的飞速发展，“数据大集中”、“基于B/S结构等成为信 息系统建设的主流方向，在此次XX省森林防火信息指挥系统建设中，先期建设省级平台，未来 实现全省统一平台，共享服务的方式，避免出现“信息孤岛”和“数据分散”。基于数据集中架 构的数据共享、多级多层次管理和应用集成是目前较为先进和成熟的建设方案。从此次项目的 实际情况出发，以森林防火信息指挥系统结构配置的合理性、科学性和经济性为原则，同时严 格按照以下原则进行设计：(1)实用性原则以现行需求为基础,并充分考虑发展的需要来确定系统规模。本方案的设计充分满足了系统应用 功能和性能的需求，在保证系统安全可靠的情况下,选用性能价格比高的产品。(2)规范性原则本系统是一个严谨的综合性系统,在系统的设计与施工过程中应严格执行各方面的标准与规范， 并遵从各项技术规定，做好系统的标准化设计与施工.各配套设备的性能和技术要求稳定可靠， 所有的器材应符合国家标准和行业规范。(3)安全性和可靠性原则网络设计充分考虑了网络的可靠性，能有效的避免单点故障，一方面最大限度地减少故障的可 能性，另一方面要保证网络能在最短时间内修复.(4)先进性原则整个系统建设应尽可能采取已成熟的技术和可靠、稳定的硬件设备，确保技术领先，设备先 进，运行稳定。要通过系统建设推动林业森林防火系统的现代化，培养出一批科技人才，全面提 高森林防火管理和业务人员的技术素质。(5)兼容性原则即系统设计合理，无论是硬件的匹配，还是系统与特定环境的适应性，都要求有很好的兼容 性。硬件方面，要求将来系统升级时对既有硬件设备能上下兼容，节省投资。(6)前瞻性原则即系统的设计能充分考虑森林防火的发展需要，能充分适应科技的快速进步，对系统的扩展性 预留可持续发展的接口和技术空间。3. 1. 4设计依据中共中央国务院关于加快林业发展的决定CMS是中心平台的核心控制单元，实现PU、CU的鉴权和接入、信令转发处理、 信息管理，对MTDU和NRU等媒体设备的控制、以及CMS之间的级联，以实现分 布式部署，可实现用户管理、设备管理、媒体数据的传送、媒体信息管理和存 储等功能。系统具有事件管理与事件传递单元EMTU,需向本地的CMS注册。EMTU负责整个 域内的消息传递，是平台得以遂行事件管理的基础与核心.系统具有流媒体播放模块VCR,是平台媒体文件播放器.在同一个域里，可以多 台布置。采取负载均衡。客户端从向CMS请求录像服务，CMS根据文件所在域 的VCR负载情况，指定一个特定的VCR,并返回VCR地址.客户端直接通过RTSP 协议与指定的VCR建立连接。当录像播放意外中断。客户端应该停止播放，向 CMS重新请求新的VCR,再从现在的位置开始播放。系统具有视频接入网关，即PU代理,完成PU的接口调用和协议对接。主要负责 将各种视频和报警相关的资源接入到调度管理平台内部，供平台进行统一管理与 调度。在接入网关主要完成各种有差异的前端资源（IPC、DVS、DVR）的一致性 转化.它主要包括各接口，如视频切换控制接口、报警信号通道控制接口等。系统具有解码显示模块（VDU）,将数字视频信号还原成模拟信号进行输出显示.系统具有网络显示单元（NDU） , NDU通过CMS/SIP,将某路PU的图像调往解码 主机的某个解码端，再将某路图像调往屏幕墙的某块大屏幕上。系统采用分级用户管理机制，根据用户的不同角色，给予不同的操作权限。上 级平台的管理员可对所辖所有平台进行业务管理、业务汇总统计，但不可进行下 级平台的配置、赋权、设备管理等的操作。系统的用户可归入用户组，指定相 应的角色，然后集中被赋权。权限分为系统管理、视频浏览、云镜控制、报警管 理、录像管理和用户管理等。设备被编入设备组.权限被编入权限组，代表某种 相关角色，实现将某组设备和某组权限，赋予某组用户。系统建立用户时，需 系统管理员把用户划归到一个用户组，不能同时属于多个用户组.系统提供存储策略，为录像在服务器上存储的时候提供一个录像存储的策略,方 便用户进行设定.包括打包时间长度、磁盘保留空间、磁盘存储满时，系统采用 的删除策略、磁盘满时，每次删除空间的大小等.系统提供录像策略,为将要录制的录像提前设定一个录像模板策略，以方便用户 进行选择与录像。其中，包含录像策略查询、修改等。系统提供域管理，对于大规模的系统，则采用多个监控域来满足需求，多个监 控域互通有多级平台级联互通和扁平化互通两种模式。其中，多级平台级联互 通模式中，需要在监控域内设置多级中心，通过一级中心级联所有二级平台，以 此级联下级平台；扁平化互通模式则不需要一级中心,各中心平台地位对等,可 直接级联互通.系统提供流媒体转发服务，用于多用户复用相同现场图像的流媒体转发管理和 现场流媒体带宽限制管理，限制管理的策略包括路数、用户优先级和事件优先 级等.支持实时视频数据的转发及分发，支持存储数据的回放点播，支持Qos管理，对 带宽进行合理使用，支持用户和事件的优先级管理，支持级联和分布式部署，支 持视频流相关的统计信息.多个用户同时访问某一路前端监控视频信号，自基站到监控中心不会增加数据 流量，大屏幕解码器、存储服务器、监控客户端、WEB客户端均通过流媒体转发 服务器获取视频。为缓解网络带宽紧张的区域，对该区域内的编码器设备的访问全部通过视频转 发模块来进行转发，使得视频服务只占一个通道。视频转发模块的多级设置可提 高响应访问的效率，合理规划流媒体管理软件的设置,能为所有的编码设备提供 统一的信息获取、转发和代理服务，并提供文件索引信息，当用户远程监控、 回放图像或查询告警信号时，视频转发服务器应向用户发送所请求的索引信息, 以求更少的时间代价换取更高的带宽利用率。MTDU作为流媒体转发模块，媒体传输与转发单元，需向本地的CMS注册。MTDU 为视频转转发单元，对于多个用户请求同一路视频，可以通过转发服务将一路 视频转发出多路，解决大量用户浏览同一路视频时视频服务器的性能和网络带 宽限制.如果CU和PU间采用单播传输实时音视频流。在实际应用中，会出现大量CU访 问同一 PU的情况，但PU设备的单播能力受处理能力和网络接入带宽限制，往往 无法满足大量CU访问的要求。因此，我们引入了 MTDU。它负责实时音视频流 从PU到CU的转发。当有CU对某一 PU访问时，实时音视频流从PU发送到 MTDU,再由MTDU转发或者转发到CU.同一 PU的实时音视频流由同一 MTDU转 发，即当后继有其它CU访问该PU时，只需要由同一 MTDU转发一路实时音视频 流到此CU即可,不需要在PU和MTDU间再传一路实时音视频流。由于MTDU通常 采用高性能的服务器平台，转发能力强，可以满足较大容量的组网需求.在特定 情况下，在某时段，由于某些特殊事件的发生，会出现大量CU同时访问同一 PU的情况，即热点现象.此时实时音视频流的转发受单个MTDU节点转发能力的 限制，将会出现负荷上的瓶颈，此时多个MTDU节点级联，扩展单个MTDU节点能 力来满足要求。同时,单节点MTDU也可能出现故障，因此在大型监控系统中， 会根据系统容量的规模，部署多个MTDU节点，由CMS根据一定的策略，动态将 不同PU的实时流转发任务分担到多个MTDU上。MTDU除了转发实时流到PU外，也能转发音视频流（存储流）到NRU以实现存 储功能；另外，当有用户进行录像回放时，还能转发NRU生成的音视频流（回 放流）到CU进行录像回放。调度模块用来控制媒体交换层设备的调度策略（由CMS负责），调度策略的原 则：支持直接访问PU的最大连接数设置,未达到该最大连接路数时,要求调度策略 指示CU直接访问PU；调度策略中可指定某客户访问或某PU被访问指定使用的MTDU路由；调度策略中应支持在同一监控点用户访问量超过MTDU容量限制时产生MTDU 级联路由的策略；调度策略中应支持在跨地域访问时尽量节约骨干网资源的策略。系统具有视频录像储存查询模块，录像内容可包括热成像图像、高清可见光图 像、安全防护视频图像、气象数据内容、远程测温数据、云台垂直水平角度信 息.录像回放时，能够实现两画面同步回放。保存录像总时间不低于30天*24 小时.气象天平均数据永久保存，小时平均数据保存不低于3年，分钟平均数据 保存不低于6个月。网络录像单元NRU,需向本地的CMS注册。NRU为媒体转发服务器提供海量远端 存储，检索。支持视频回放、实现分布式部署。NRU实际部署中需连接存储阵 列等相关的存储设备,录像存储的载体主要有多硬盘组合、磁盘阵列等。NRU通过MTDU接受来自于本地CMS的指令，以决定是否对某一路PU进行录像 （随机性的、按时段的或7*24小时的）并为所有录像创建视频索引。通过 MTDU将NRU、PU与CMS跳接起来的好处是：无论PU设备是否支持双码流、三 码流甚至是多码流，平台都可以根据上层业务的实际需要来灵活地实现存储、 转发和视频浏览策略，而无需依赖于PU生产厂商可提供的前端设备能力，也无 需再额外地配置诸如NVR （带转发功能的网络视频存储设备）这样的第三方产 品。在同一个CMS域内，NRU可实现存储能力的扩展和数据安全冗余.3. 3. 2稳定性系统具有服务器/客户端自带看门狗，全天24h小时无人值守.系统具有服务器/客户端异常自恢复技术，系统各个模块若业务运行出现异常 时，会在极短的时间内自恢复。系统具有临时文件自动维护清理功能，包括系统日志，系统垃圾文件等。系统提供使用日志、故障日志的创建、添加、清除等功能，并提供多种方式 帮助管理员方便地浏览和检索日志信息。对系统内的用户、权限、管理区域、存储设备、报警设备、监控设备、气象 设备、流媒体转发设备、电视墙视频解码设备、GIS服务器、GPS服务器进行统 一的认证、配置管理、资源调度.系统对每个用户，根据其角色定义（包含了其所拥有的权限集合、设备集 合、功能集合等）弹出与之相适应的客户端操作界面.在运行时刻（用户已经成 功地登录进系统），CMS应能够对用户请求进行如下方面的判断：根据系统带宽占用状况及用户角色决定是否接受用户的视频请求；根据用户的优先级决定是否接受用户对PU的操作请求。根据某种可灵活定义的策略，决定是否释放用户所占用的资源。系统提供SIP服务,主要功能是可以提供名字解析和用户定位,可以添加、删 除或转移用户。SIP代理服务器接收UA的请求，并根据CMS提供的Message和 调度指令，在呼叫双方或多方间建立起会话连接通道。使用SIP,用户可以随 意选择标准组件。由于呼叫者未必知道被呼叫方的主机名，所以SIP服务器的 一个主要功能是可以提供名字解析和用户定位。SIP代理服务器接收UA的请 求，并根据CMS提供的Message和调度指令，在呼叫双方（或多方）间建立起 会话连接通道.系统提供数据库服务，主要功能是保存视频监控系统的数据资源.存储的主要 信息有设备信息、日志信息、用户信息、故障信息、报警信息、平台信息和临 时的会话信息等,每个CMS域内，都有自己的数据库服务器，这种分布式的部 署,提高了整个系统的可靠性（不会因为数据库单点故障或中心线路故障而造成 整个系统的不可用甚至是瘫痪）.但对于最终用户，一个在逻辑上唯一的数据库 及系统运行管理界面对实现诸如应急指挥与调度、领导参观演示等应用需求来 讲，是非常必要的。为了在系统可靠性设计与系统易用性设计之间取得一个比 较良好的平衡，可采用以下策略来达成需求目标：自顶向下的更新模式：这种模式比较适合应用于系统初创和进行大规模系统 扩容时的场景。树状系统结构将在这种模式的引导下，层层展开，并将相关数 据（主要是初始化数据）层层地添加到本地数据库当中。”系统为每个申请业 务的用户分配一个ID,管理员是同层CMS及以下CMS的超级管理员，管理员可配 置、管理相关设备及用户。每层的CMS均自动创建一个本层的系统管理员.所有 用户采用按CMS分区管理的方式进行组织。用户管理应包括用户注册管理、用 户查询、用户增加和删除、用户访问权限管理、用户优先级管理、用户锁定解 锁管理、用户分组管理、用户访问记录查看等。自底向上的更新模式：在系统运行时刻,用户与设备的零星更新宜采用事件 （消息）驱动模式,将更新信息层层上传直到最高级的CMS节点。以上两种模式的实现将使得整个系统具备有了如下能力：每层都保持有自身域内的最新数据，这使得本层内各项日常业务的运行,不依 赖于上层CMS节点；为了提高上层CMS的资源管理与调度效率，上层DB中将始终并即时地保持有 属下各层节点的更新数据；