華為智慧森林防火監(jiān)測預(yù)警解決方案

1、智慧森防，防患于未燃華為智慧森林防火監(jiān)測預(yù)警解決方案Huawei Confidential2010203Huawei Confidential3國內(nèi)當(dāng)前現(xiàn)狀據(jù) 統(tǒng) 計(jì) ， 1962 年 至 2017 年 ， 內(nèi) 蒙 古 大 興 安 嶺 林 區(qū) 共 發(fā) 生 森 林 火 災(zāi)3075 起，其中重特大森林火災(zāi) 359 起， 平均每年發(fā)生重特大火災(zāi) 6 起 。 國家統(tǒng)計(jì)局不完全數(shù)據(jù)顯示近 10 年直接 / 生態(tài)損失 5 億 /25 億，傷亡 800 人。全 國林 區(qū) 預(yù)防 、撲 救 、保 障 三 大 體系 對應(yīng) 信 息化 初現(xiàn) 雛 形 ， 但衛(wèi) 星 通信、機(jī)動通信保障能力不強(qiáng)，難以滿足語音通信、火險(xiǎn)預(yù)警

2、、圖像監(jiān)控、視頻調(diào)度、信息指揮等防火業(yè)務(wù)工作的需要。主要痛點(diǎn)森林防火能力建設(shè)急需提升， 預(yù)警監(jiān)測體系不完善 ，防火信息化水平不高，森林防火意識有待加強(qiáng)；森林防火體制機(jī)制急需完善，森林防火責(zé)任落實(shí)有待清晰， 森林防火科技水平不高 ，依法治火的力度有待加強(qiáng)。森林防火的行業(yè)現(xiàn)狀及痛點(diǎn)分析全國森林防火規(guī)劃綱要 (20162025) 提出 ：充分利用信息化手段，加強(qiáng)預(yù)警監(jiān)測、森林防火通信和信息指揮能力建設(shè)，構(gòu)建森林防火信息化體系，大幅提升森林防火 信息感知、信息傳輸、信息處理和信息應(yīng)用 四種能力，不斷提高森林防火科技含量。全國森林資源分布圖全國森林火險(xiǎn)等級區(qū)劃圖全國森林防火建設(shè)分區(qū)圖全國森林防火重點(diǎn)區(qū)布

3、局圖3多級互聯(lián)省應(yīng)急廳市林草局市應(yīng)急局縣林草局縣應(yīng)急局4統(tǒng)一值守5災(zāi)后評估事后鎮(zhèn)/林場2林火監(jiān)測2林火監(jiān)測2林火監(jiān)測事中1火源管控1火源管控1火源管控事前Huawei Confidential4 業(yè)務(wù)目標(biāo) ： “打早 、打 小、打了”，防火期對林區(qū)進(jìn)行全天候林火監(jiān)測（其中 95% 人為因素 引起林下火） 規(guī)劃要求 ： 全面加 強(qiáng)森 林防火 預(yù)防、撲救、保障 三大體 系 建 設(shè) 。 建立健全林火監(jiān)測系 統(tǒng) ，重 點(diǎn)區(qū) 域火情 瞭望覆蓋 率 2025 年 達(dá) 95% 以 上 ， 提 高 預(yù) 警監(jiān)測能力。 部、省、市 、縣四 級 森 林火災(zāi)預(yù)防 與指揮的數(shù)字 化、網(wǎng) 絡(luò)化 和自動化 ； 建立 全覆蓋

4、 的 森林防 火 通 信 系統(tǒng)，確?；饒鲂畔⑼?暢 ； 健 全全 國 森林火險(xiǎn)分級預(yù)警模式 和預(yù)警 模型 ，提高預(yù)警時(shí)效和精度。 行業(yè)原則 ： 做到林 火 事 前、事中、事后 的全面管控，及時(shí) 發(fā) 現(xiàn)，快速反應(yīng)，徹底清理。全流程森林防火管理體系架構(gòu)Huawei Confidential5集中提升“地”防信息化、智能化水平是華為當(dāng)前的重點(diǎn)投入方向監(jiān)控指揮中心空氣象衛(wèi)星遙感衛(wèi)星火情識別火點(diǎn)定位航空巡航無人機(jī)巡航衛(wèi)星火災(zāi)監(jiān)測視頻綜合監(jiān)測航空火災(zāi)監(jiān)測構(gòu)建“空天地”一體化森林防火網(wǎng)絡(luò)地形地貌氣象云圖降雨天地Huawei Confidential6建設(shè)安裝與維護(hù)成本高地面監(jiān)測覆蓋率低智能化普及率低 人眼盯

5、防為主 勞動強(qiáng)度大、壓力大可靠性與安全性誤報(bào)率高，定位精度低 誤報(bào)率高導(dǎo)致人工處置工作量大，效率低 火點(diǎn)定位不精確，導(dǎo)致處置盲目無序 設(shè)備安裝復(fù)雜，體積、重量受限 站點(diǎn)二次運(yùn)輸成本高昂 單次人工維護(hù)成本高 站點(diǎn)供網(wǎng)供電難度大 視頻監(jiān)控覆蓋率 700 Mbps ,前端站點(diǎn)： 3Km 距離 250Mbps ，抗多徑干擾供電首選太陽能 + 電池方案易運(yùn)輸、易組裝、高野外可靠性多輸出制式：攝像頭 24V AC 、 12V DC ，交換機(jī) -48V DC ，通用 220V AC工作溫度覆蓋 -20 -45 電池高可靠性場景 1 ：高點(diǎn)站建設(shè)擴(kuò)展視頻監(jiān)測覆蓋范圍光 纖 的 品 質(zhì) ， Wi-Fi 的 便

6、捷AP （中心站）RTN510 公共頻譜點(diǎn)對多點(diǎn)微波扇區(qū)天線定向天線RT （遠(yuǎn)端站）含集成天線 4.915.97 GHz 公共頻譜即插即用，手機(jī)管理，集中網(wǎng)管Huawei Confidential11 最大 250 Mbps / 終端站 點(diǎn)對多 點(diǎn) / 點(diǎn) 對點(diǎn) / 全向 接 維護(hù)成本降低 80% 建設(shè)成本降低 70% （同比光纖） 最大 750 Mbps / 中心站 TDMA ， 衛(wèi) 星 同 步 ， 抗 公共頻譜，免挖溝埋纜干擾 （光纖部署平均 30 天） 帶寬隨天氣變化自適應(yīng) 10 分鐘快裝，即插即用入 -40+60 ， 10 千 伏 防 供電 / 網(wǎng)絡(luò)一站交付 樹木遮擋可傳輸 雷 IP6

7、7 ，高抗腐蝕RTN510 ，公共頻譜大帶寬微波，支持非視距傳輸監(jiān)控指揮中心全向接入樹木遮擋傳輸點(diǎn)對多點(diǎn)最遠(yuǎn) 10 公里1 天上線 1 個(gè)站高清視頻網(wǎng)格化覆蓋在線率 95%免線路維護(hù)Huawei Confidential12太陽能市電220 V ac-48 V dc24 V ac12 V dc電池林地215 分鐘拼裝完成VS站點(diǎn)供電方案：能源 MIMO ，滿足全場景供電需求多能源輸入，多制式輸出，可靠溫控，站點(diǎn)全設(shè)備能源可供給山區(qū)過去現(xiàn)在室外一體化機(jī)柜支持散件運(yùn)輸、現(xiàn)場快速安裝Huawei Confidential13應(yīng)用場景： 重點(diǎn)區(qū)域資源卡口，人員 / 車輛監(jiān)控及識別抓拍 實(shí)現(xiàn)進(jìn)出山 人員

8、及車輛管控選址原則： 山腳、路口，無電、有 / 無網(wǎng)PoE/POE+/POE+場景 1 ：卡口站建設(shè)管控人、車等森林火源1 、攝像機(jī)適配全天候自動抓拍覆蓋雙向車道寬度 4-5m200 萬像素支持補(bǔ)光接入2 、森防宣傳語音廣播LED 文字播報(bào)光電警示3 、網(wǎng)絡(luò)連接支持有線網(wǎng)絡(luò)接入支持 WIFI 接入支持微波接入支持 4G/5G 接入4 、野外供電輸入支持：市電、太陽能、電池輸出： 24V AC 、 12V DC 、網(wǎng)線GE口Huawei Confidential14極簡可靠智能高點(diǎn)云臺 & 球型攝像機(jī)供電供網(wǎng)示意圖PowerCube 500市電輸入（取自鐵塔現(xiàn)有電力）24Vac接地24Vac網(wǎng)線

9、 GE 口回傳網(wǎng)絡(luò)電源 & 通信線纜光纖 網(wǎng)絡(luò) & 電源一體化集成 支持三種網(wǎng)絡(luò)回傳 ( 以太、 GPON 、微波） 支持四種電壓輸出 (DC12V AC24V POEPOE+) 前端本地存儲 30 天 6 路 ，支持?jǐn)嗑W(wǎng)續(xù)傳 高性能循環(huán)鐵鋰電池，保證高可靠備電 自然散熱 -4055 ( 氣溫 ) 寬溫度適應(yīng) 內(nèi)置防雷模塊，攝像機(jī)無需額外方案設(shè)計(jì) 和華為 SDC 智能配合，實(shí)現(xiàn)人臉檢測、車輛分析、行為分析、周界入侵檢測等多種智能能力 傳感器告警聯(lián)動 ，多維感知 遠(yuǎn)程統(tǒng)一網(wǎng)管，故障自動上報(bào)，遠(yuǎn)程重啟PowerCube500 ， SDC 最佳伴侶，一體化電網(wǎng)解決方案Huawei Confident

10、ial15九要素傳感器（包含風(fēng)速、風(fēng)向、大氣溫度、大氣濕度、蒸發(fā)、雨量、照度、 PM2.5 、負(fù)氧離子）輕型百葉箱太陽能供電系統(tǒng)可以采用有線、微波、 4G 、 WiFI 等方式，與鐵塔站、卡口站共同組網(wǎng)（ 3Km 內(nèi)）場景 1 ：綜合監(jiān)測站點(diǎn)建設(shè)支持多維度監(jiān)測預(yù)警選址原則：重要森林資源生態(tài)環(huán)境較為空曠區(qū)域獨(dú)立部署應(yīng)用場景：動態(tài)監(jiān)測 森林火險(xiǎn)等級 、森林資源生態(tài)環(huán)境為保護(hù)森林資源生態(tài)環(huán)境提供決策依據(jù)站點(diǎn)建設(shè)需考慮：Huawei Confidential16原始圖像圖像增強(qiáng)增強(qiáng)效果0.1 場景 2 ：高精度的煙火識別算法、火點(diǎn)定位算法煙霧靜態(tài)特性分析煙霧動態(tài)特性分析Huawei Confident

11、ial17人工瞭望視頻監(jiān)控?zé)岢上瘢ㄖ鳎?+ 視頻監(jiān)控（輔）AI 可見光（主） + 熱成像（輔）體力勞動，環(huán)境艱苦、后繼無人人眼盯防，強(qiáng)度大、效率低1. 成本優(yōu)勢 ，可見光鏡頭對應(yīng)到 3 公里，5 公里成本是紅外鏡頭的 一半2. AI 可見光 可以利用白天的煙發(fā)現(xiàn)林下火和遮擋火，夜晚利用火光，能夠比熱成像 更早發(fā)現(xiàn)火情 ，真正實(shí)現(xiàn)“打早、打小、打了”3. 巡航周期短 ，可見光設(shè)備可以利用變焦技術(shù)，在視場角很大的情況下巡航，可以在 5-10 分鐘 內(nèi)完成全域巡航。紅外鏡頭受制于大焦距小視野， 3 公里范圍完成巡航都要半小時(shí)以上1. 熱成像林火識別可識別 火源（火焰）本身2. 熱成像林火監(jiān)測畫面為

12、黑、白、灰。3. 熱成像在低能見度天氣條件下有一定的檢測優(yōu)勢4. 多干擾因素導(dǎo)致誤報(bào)率高，林下火、山背火存在較多漏報(bào)華為監(jiān)測預(yù)警技術(shù)路線選擇， AI 可見光更早發(fā)現(xiàn)火情業(yè)界Huawei Confidential18檢 測 區(qū) 域 AI 自 識 別 判 定能夠?qū)崿F(xiàn)讓系統(tǒng)自己劃分檢測場景自主“理解”復(fù)雜多變的林場監(jiān)控場景，自動區(qū)分天空、山體、村莊、湖泊和道路等，屏蔽干擾緯度可見光算法關(guān)鍵技術(shù)AI 場景自主識別判定，適應(yīng)不同氣候，提升準(zhǔn)確率集團(tuán)性云體自主識別檢測云層，霧氣體積，預(yù)估場景濕度注：不同地域的林區(qū)氣候、外觀差異大，算法對于不同氣候、不同天氣的適應(yīng)性十分重要。Huawei Confident

13、ial19基于單幀圖像的識別方法識別過程中 丟失了煙霧的運(yùn)動特征，導(dǎo)致誤報(bào)率較高 。因此只能用于檢測非常明顯的火災(zāi)，不適合于大范圍的早期森林火災(zāi)監(jiān)測?？梢姽馑惴P(guān)鍵技術(shù)基于視頻多幀運(yùn)動特征識別煙霧，更精準(zhǔn)VS基于視頻的識別方法模擬人眼識別煙霧的方式，關(guān)注多幀圖像中 煙霧的飄動、擴(kuò)散等運(yùn)動特征 ，進(jìn)一步提高識別精度?？垢蓴_能力強(qiáng)，適合于大面積、遠(yuǎn)距離的早期森林火災(zāi)監(jiān)測。Huawei Confidential20AI 可見光識別為主，熱成像識別為輔 ，構(gòu)建林火雙光智能監(jiān)測體系可見光林火識別 白天識別煙霧、晚上識別火光，更快識別林下火、遮擋火 ，有利于實(shí)現(xiàn)“打早、打小、打了”?？梢姽饬只鹱R別 畫面內(nèi)

14、容豐富、直觀 ，有利于人工進(jìn)行火情研判?？梢姽?適應(yīng)性強(qiáng) ，畫面友好，報(bào)警快速；熱成像在低能見度天氣條件下有一定的檢測優(yōu)勢可見光林火識別特點(diǎn)白天判別 煙霧 、夜間判別火光地形、遮擋影響小，發(fā)現(xiàn)時(shí)間 早畫面分辨率 高 ，信息 豐富視場角大，檢測周期 短林下火檢測時(shí)間： 5-15 分鐘熱成像林火識別特點(diǎn)判別火焰本身地形、遮擋影響大，發(fā)現(xiàn)時(shí)間晚畫面分辨率低 ，不直觀視場角小，檢測周期長林下火檢測時(shí)間： 2 小時(shí)可見光 vs 熱成像 優(yōu)缺點(diǎn)對比Huawei Confidential21智能生態(tài)支持第三方算法多算法驗(yàn)證 ，更精準(zhǔn)極致圖像AI 增強(qiáng)， 更多細(xì)節(jié)極致可靠10KV 防雷設(shè)計(jì)M9341-10-T

15、h(75mm)AI 雙光譜熱成像攝像機(jī)2Tops 算力 | 400 萬像素 | F1.4 大光圈40 倍變焦 | 5km 火點(diǎn)檢測火眼金睛火點(diǎn)準(zhǔn)確率 98%+周界準(zhǔn)確率 95%+林場化工園區(qū)重點(diǎn)周界水運(yùn)航道秸稈焚燒治理AI 數(shù)字細(xì)節(jié)增強(qiáng)技術(shù)深度學(xué)習(xí)人車周界算法“火眼”： AI 可見光 + 熱成像雙劍合璧，守護(hù)青山綠水Huawei Confidential22X6921-Z484T 200 萬星光級激光紅外球型攝像機(jī) 支持 4 TOPS 算力能力 支持行為分析，異常偵測，智能跟蹤，場景自適應(yīng)，機(jī)非人檢測，人體屬性識別，車牌識別，人群密度分析，排隊(duì)長度檢測，違章檢測 采用 1/1.8 逐行掃描 C

16、MOS -20 度鏡頭仰角，提升監(jiān)控視野，更適合復(fù)雜地形監(jiān)控 內(nèi)置 GPS 、北斗定位和校時(shí)模塊 內(nèi)置 NPU 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎，極大提升深度學(xué)習(xí)算法性能 軟件定義，支持算法在線加載與升級 AI 場景自適應(yīng)，實(shí)時(shí)識別場景，針對性優(yōu)化圖像 48 倍光學(xué)變倍， 16 倍數(shù)字變倍 500 米激光紅外，內(nèi)置光學(xué)變焦激光器 智能透霧 ，增強(qiáng)霧天場景下圖像清晰度 支持區(qū)域裁剪，有限帶寬看清局部細(xì)節(jié) 支持碼流平滑，適應(yīng)不同場景下對圖像質(zhì)量、流暢性的不同要求 支持流量整形，精準(zhǔn)控制視頻編碼瞬間突發(fā)，視頻流暢不丟包 TCP 加速，讓網(wǎng)絡(luò)承載更高質(zhì)量的視頻碼流 SEC 超強(qiáng)糾錯(cuò)， 20% 網(wǎng)絡(luò)丟包圖像依然流暢 -40

17、 60 超寬工作溫度范圍系列化智能前端產(chǎn)品支持多種監(jiān)測覆蓋場景Huawei Confidential23視頻誤報(bào)正報(bào)非 智能前端智能前端一次識別圖片圖片前端識別市縣林區(qū)邊緣智能（一次識別）智能前端非 智能前端場景 3 ：前端識別與一、二次識別融合支持全網(wǎng)智能省AI 平臺（二次識別）二次識別Huawei Confidential24識別方式邊緣計(jì)算捕獲率100%誤報(bào)率0.5%技術(shù)特點(diǎn)通過模式識別和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對高清森林監(jiān)控視頻直接在邊緣端 進(jìn)行分析優(yōu)點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)帶寬占用少，延遲低云計(jì)算邊緣計(jì)算+云計(jì)算100%100%1%5 Years芯片級的 SDC 高可靠性與安全性設(shè)計(jì)系統(tǒng)安全威脅系統(tǒng)安全防護(hù)手

18、段數(shù)據(jù)安全威脅數(shù)據(jù)安全防護(hù)手段 IP 地址過濾 802.1x 接入認(rèn)證緩存補(bǔ)錄AES 碼流加密數(shù)字水印MTU 可設(shè)QoS 可設(shè)媒體流超強(qiáng)糾錯(cuò)強(qiáng)密碼策略認(rèn)證與會話控制最小授權(quán)規(guī)則文件授權(quán)管理安全日志入侵進(jìn)不來 加密算法 安全協(xié)議數(shù)據(jù)偷不走7種策略8種技術(shù)業(yè)內(nèi) TOP 友商10 三維立體內(nèi)循環(huán)風(fēng)道業(yè)內(nèi) TOP 友商2K省級管理設(shè)備種類： 50網(wǎng)絡(luò)設(shè)備： 20K電源設(shè)備： 3K視頻前端設(shè)備： 30K鎮(zhèn) / 林場監(jiān)控中心管理： 200場景 5 ：全網(wǎng)遠(yuǎn)程管理和維護(hù)遠(yuǎn)程統(tǒng)一網(wǎng)管性能視頻存儲拓?fù)鋽z像機(jī)維護(hù)服務(wù)器狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)告警站點(diǎn)電源Huawei Confidential30中小值班室一體機(jī)鎮(zhèn) / 林場值班室

19、縣值班室FusionCube 1000 （ 8U ）FusionCube 1000 （ 24U ）FusionCube 支持鎮(zhèn) / 林區(qū)、縣級監(jiān)控中心快速建設(shè)部署場景描述林場、縣局等中小型值班室，網(wǎng)絡(luò)、備電、視頻（匯聚、分析、存儲）一體機(jī)，遠(yuǎn)程運(yùn)維方案組成計(jì)算： 國產(chǎn)自主服務(wù)器存儲：最大 20000 IOPS ， 200TB網(wǎng)絡(luò)： 10GE/GE 交換、路由功能安全： Firewall 、 IPS 、 IDS 、 URL 防護(hù)備電： 12 分鐘視頻分析： Atlas300 （ 16 路林火視頻分析） /IVS3800 單臺支持存算檢，支持 800 路接入方案特點(diǎn)林火預(yù)警算法從云端下發(fā)到林場 /

20、 縣局，在匯聚點(diǎn)計(jì)算，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬一臺起步，單臺設(shè)備即可支持存算檢集中監(jiān)管林場 / 縣 IT 基礎(chǔ)設(shè)施，運(yùn)維成本降低Huawei Confidential31傳統(tǒng)運(yùn)維方式，故障定界難，成本高VS拓?fù)渥詣影l(fā)現(xiàn)： 還原 IPC 與設(shè)備的整體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，端到端自動化運(yùn)維故障自動診斷： IPC 離線智能定位， 分鐘級定位故障點(diǎn)質(zhì)差故障定界： 視頻質(zhì)量出現(xiàn)卡頓、花屏， 分鐘級故障定界定位手段原始 ： 出現(xiàn)故障，靠微信群，電話等形式報(bào)障及定界，逐屏逐機(jī)排查定位時(shí)間長 ： 多團(tuán)隊(duì)協(xié)同，依靠人工和經(jīng)驗(yàn)，排障時(shí)間平均 24 小時(shí) / 個(gè)端到端智能運(yùn)維，自動化定界，效率高eSight 質(zhì)差故障定界 ( eMDI ） IPC 拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)FusionCube K