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卡口视频监控系统在甘肃高桥林场森林火灾防控中的应用

摘 要 卡口视频监控系统作为一种新兴的森林火灾预防技术,可为森林火灾调查取证提供重要证据,有助于查明火灾原因,从而采取针对性预防措施。为加强卡口视频监控系统在森林火灾防控中的应用,完善森林火灾预防体系,以甘肃省小陇山林业保护中心高桥林场为研究对象,探讨了卡口视频监控系统在森林火灾防控中的应用价值及实施情况,详细介绍了卡口视频监控系统的组成部分和主要功能。同时,针对卡口视频监控系统应用中存在的监控覆盖率低、发展资金短缺、与其他防火监测系统整合不足等问题,提出了扩大监控覆盖范围、加大资金投入力度、加强与其他防火监测系统融合等对策。

关键词 卡口视频监控;森林火灾防控;高桥林场

中图分类号:S762 文献标志码:C DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.06.058

森林火灾是一种突发性强、破坏性大、处置救助较为困难的自然灾害,其不仅会造成大量的财产损失,还会破坏植被资源,消耗土壤有机质,释放大量的污染气体,对生态环境造成严重破坏[1-3]。森林火灾防控一直是林业管理的重点工作内容[4]。近年来,随着遥感、物联网等新技术的发展,森林火灾预警和监测手段不断完善[5-6]。卡口视频监控系统作为一种新兴的森林火灾预防技术,通过对重点区域的实时监控,可以及时发现火情,提高火灾预警能力[7]。同时,卡口视频监控系统可为森林火灾调查取证提供重要证据,有助于查明火灾原因,从而采取针对性的预防措施[8-9]。因此,以甘肃省小陇山林业保护中心高桥林场(以下简称高桥林场)为例,探讨卡口视频监控系统在森林火灾防控中的应用,对完善该地区森林火灾预防体系具有重要的理论和实践意义。

1 高桥林场概况

高桥林场为国有林场,位于甘肃省陇南市徽县高桥镇,属秦岭南坡嘉陵江上游流域,地势南北高、中间低,海拔在1 400~1 800 m,山体坡度一般在30°~45°,年平均气温12 ℃,年均降水量730 mm,降雨多集中在6—9月,年平均日照时间1 562 h。高桥林场森林资源丰富,总经营面积43 535 hm2,森林覆盖率81.48%,天然分布的乔灌木种类超过400种,人工引种栽培品种50种以上,林区常见树种有锐齿槲栎、茅栗、华山松、油松及椴树等。

近年来,受气候暖干化影响,高桥林场林地地温明显升高,林下细小可燃物含水率普遍偏低,林火风险较高。尤其是自天然林资源保护工程实施以来,高桥林场持续开展大规模国土绿化,森林资源总量快速增加,林下可燃物积累加快,森林火灾风险等级高,一旦发生森林火灾,扑救难度很大。同时,受传统生产方式和祭祀习俗的影响,高桥林场周边部分地区“烧荒”“烧秸秆”“烧地头”及上坟祭祖、焚香烧纸等现象仍有发生。此外,随着近年来生态自驾游兴起,进入林区的游客显著增多,野外吸烟、野炊烧烤等易引发火灾的行为也屡禁不止,林区火源管理难度大。自然、人为等多方面因素相互交织,极大地增加了森林火灾发生风险。

2 卡口视频监控系统在高桥林场森林火灾防控中的应用价值

2.1 提高工作效率,节约成本

在高桥林场森林火灾防控中应用卡口视频监控系统,可显著提高工作效率,还能有效节约成本。基于在林区主要出入口安装的高清摄像头,卡口视频监控系统可对进出林区人员、车辆进行实时监控和自动记录。这种智能化的监管方式可极大地减轻传统人工值守的工作负担,将有限的人力资源更加合理地分配到其他关键防火岗位上。同时,卡口视频监控系统具备全天候、无间断工作的特性,克服了人工值守易疲劳、易分心的弊端,大幅提升了监管的连续性和有效性。从经济角度来看,尽管初期安装成本较高,但长期运营中,卡口视频监控系统的维护成本远低于持续的人工值守支出。此外,卡口视频监控系统的人体感应功能可以快速识别可疑行为和潜在火险,及时向管理人员发出预警,从而实现早发现、早处置,最大限度地降低森林火灾发生的可能性和潜在损失。

2.2 严防火源上山,防患于未“燃”

在防火期内,严防火源上山是高桥林场森林火灾防控工作的重中之重,尤其在森林火灾发生风险较高的区域,采取有效措施防患于未“燃”显得尤为重要。基于在林区主要出入口设置高清摄像头,结合人工智能和大数据分析技术,卡口视频监控系统能够实时监测进入林区的人员、车辆,由附近的防火人员进行防火检查,严防火源上山,提高火源管控的精准度和效率,遏制人为火灾的发生。此外,卡口视频监控系统的存在本身就具有强大的威慑作用(摄像头及其语音提醒),能够有效降低游客和周边居民携带火源进入林区的意愿。

3 高桥林场卡口视频监控系统的组成部分和主要功能

高桥林场布设的卡口视频监控系统主要由5部分组成,分别为摄像头、通信模块、太阳能电池板、支撑系统及远程接收装置。其中,摄像头用于捕获监控范围内的影像资料,同时具备远程语音功能;通信模块支持蓝牙通信和4G通信模式,可实现对摄像头的远程控制及对讲;太阳能电池板用于给摄像头和通信模块供电;支撑系统用于满足摄像头、通信模块和太阳能电池板的安装需求;远程接收装置由远程手机系统控制、远程电脑平台系统组成,为林场工作人员提供交互功能。

当前,高桥林场卡口视频监控系统主要包括两方面功能。1)对监测区域的全天候高清视频录像,林场工作人员可通过远程手机系统或远程电脑平台系统控制监控,实现实时查看、回放、对讲等功能,可及时发现并制止违规上山、违规用火等行为,减少森林火灾发生风险。2)起到森林防火宣传功能,监控系统可以显示发光二极管(Light Emitting Diode,LED)文字,支持MP3音频格式的录音,同时具备人体感应功能,可自动对进入林区的人员进行森林防火宣传、监控。

4 卡口视频监控系统在高桥林场森林火灾防控中应用存在的问题

4.1 监控覆盖率低

目前,卡口视频监控系统在高桥林场森林火灾防控中的应用仍面临着监控覆盖率偏低的问题。当前,高桥林场共在重要沟口和路段安装了20个卡口视频宣传监控点,但相对于林场总经营面积而言,这一数量显然不足以实现全面覆盖。高桥林场现有卡口视频监控点主要集中在主要出入口和交通要道,而对于一些偏远或次要的林区通道,监控覆盖仍存在明显空白。监控覆盖不全面使得部分偏远路口仍有无关人员上山,导致一些潜在的火险隐患无法及时发现和处置。同时,由于地形复杂和植被茂密,高桥林场部分区域存在监控盲区,影响了卡口视频监控系统作用的发挥。此外,高桥林场现有卡口视频监控点的密度不足以实现对进出林区人员和车辆的全面监控和追踪,也制约了卡口视频监控系统在森林防火宣传教育方面的作用发挥,无法让更多进入林区的人员接受及时有效的防火提醒和教育。

4.2 发展资金短缺

高桥林场在卡口视频监控系统的应用过程中面临着严重的资金短缺问题,严重制约了系统的扩展和升级。卡口视频监控系统初始投资成本高昂是一个主要制约因素。高质量的监控设备、通信模块和太阳能供电系统的采购和安装需要大量资金,而高桥林场现有的预算往往难以满足这些需求。同时,卡口视频监控系统的维护和更新也需要持续的资金投入。随着技术的迭代和设备的老化,定期的维护、升级和替换成为确保卡口视频监控系统有效运行的必要条件,这进一步加重了高桥林场的财政负担。此外,为了充分发挥卡口视频监控系统的作用,还需要投资开发配套的软件、数据存储和分析平台等,专业人员培训等方面也需要额外的资金支持。资金短缺不仅限制了卡口视频监控点的数量和覆盖范围,还影响了卡口视频监控系统的整体性能和功能的完善。

4.3 与其他防火监测系统整合不足

将卡口视频监控系统与现有的防火监测预警系统(高山林火监控)、地面巡逻、空中侦察(无人机)等多维度监测手段有效整合,实现信息共享和快速响应,是提高高桥林场防火能力的重要途径。但当前高桥林场卡口视频监控系统与其他防火监测系统整合不足,信息孤岛现象明显,各系统之间缺乏统一的数据标准和共享机制,导致信息难以有效流通和整合。例如,卡口视频监控系统捕获可疑人员或车辆信息后,地面巡逻队伍处置不够及时,错失了及时干预的机会。同时,现有卡口视频监控系统的信息化程度仍不高,未能与地理信息系统、火险天气预报系统相结合,难以实现森林防火可视化、智能化管理。

5 对策

5.1 扩大监控覆盖范围

提高监控覆盖率,优化监控点布局,将是高桥林场改进和完善卡口视频监控系统的重要方向。对高桥林场进行全面的地形和交通分析,确定关键位置和森林火灾高风险区域,特别是在偏远和次要的林区通道,增设卡口视频监控点,填补监控空白,扩大监控覆盖范围。同时,提高卡口视频监控点的密度,构建密集的监控网络,全面监控进出林区的人员和车辆。此外,采用具备夜视、热成像、长距离传输能力的先进监控技术和设备,克服地形复杂和植被茂密带来的挑战,减少监控盲区。

5.2 加大资金投入力度

针对卡口视频监控系统发展存在的资金短缺问题,高桥林场应积极争取政府补助、社会捐赠和企业赞助,设立专项基金用于卡口视频监控系统的建设和维护。同时,通过技术创新降低运营成本,如采用更高效的太阳能供电系统减少电力消耗,采购性价比高的设备,开发智能分析软件减少人力需求等。此外,建立长效的资金管理机制,设立专门的项目管理团队,负责监控系统的规划、实施和评估,以及定期进行成本效益分析,调整投资策略,确保资金的合理分配和高效利用。

5.3 加强与其他防火监测系统的融合

为提升防火监测的整体效能,必须加强卡口视频监控系统与其他防火监测系统的整合。高桥林场可开发一套综合的监测平台,建立统一的数据标准和共享机制,集成卡口视频监控、地面巡逻、空中侦察等多种数据源,确保各系统间的信息能够无缝对接和实时交换,并引入高级数据分析工具,如机器学习算法、人工智能分析等,以自动识别火灾风险,提供全面的防火态势感知,提高火灾监测预警的准确性和时效性。同时,强化跨部门协作,建立联动机制,一旦卡口视频监控系统检测到可疑情况,立即通知地面巡逻队、空中侦察力量及其他周边可调动的资源,做到迅速响应,防止火情蔓延。此外,将卡口视频监控系统与地理信息系统、火险天气预报系统等整合,实现动态监测和智能决策,全面提升林场的防火管理水平。

6 结语

通过对高桥林场的详尽剖析,深入探讨了卡口视频监控系统在森林火灾防控中的应用价值,并分析了其在高桥林场森林火灾防控中的应用情况及存在的问题,同时提出了解决对策。卡口视频监控系统通过实时监控林区出入口,可有效提升森林火灾防控工作效率和管理精度,在关键时期严防火源上山,在预防人为火灾发生方面发挥重要作用。但卡口视频监控系统也存在监控覆盖率不足、资金投入不足、与其他监测系统整合不够等问题,亟待进一步完善和优化。未来,高桥林场应进一步扩大卡口视频监控覆盖范围,加大资金投入力度,加强与其他防火监测系统的融合,充分发挥卡口视频监控系统在高桥林场森林火灾防控中的独特优势,为维护区域森林资源安全贡献力量。

参考文献:

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[2] 吴月圆,舒立福,王明玉.近年澳大利亚森林火灾综述[J].温带林业研究,2024,7(1):42-46.

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[4] 王浩丹.森林火灾应对措施浅析[J].山西林业,2023(5):10-11.

[5] 赵文化,张月维,石艳军,等.基于Himawari和FY4卫星实时监测森林火灾蔓延初探[J].森林防火,2024,42(2):1-8.

[6] 陶佰睿,张艺弛,苗凤娟,等.基于物联网技术森林火灾防控系统设计[J].东北林业大学学报,2014,42(8):141-144.

[7] 黄伟.基于VR技术的森林火灾视频监控系统设计[J].农机化研究,2024,46(10):218-222.

[8] 赵会通,王小静,姚富海.视频监控在庆阳市森林草原火灾高风险区的应用探究[J].农业科技与信息,2022(15):125-128.

[9] 王梦犀,张冠湘,朱国飞,等.南方地区林火视频监控系统设计:以石柱县森林火灾高风险区为例[J].绿色科技,2020(6):226-229.

(责任编辑:刘宁宁)

作者简介:贺树荣(1990—),本科,工程师,研究方向为林业。E-mail:pvpy258@163.com。

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