森林火災(zāi)的危害不容小覷，一方面，森林火災(zāi)能燒毀成片的森林，降低森林的更新能力，使森林蓄積下降，生長受到嚴重影響。例如，1987 年的大興安嶺特大森林火災(zāi)，燃燒了 27 個晝夜，過火面積 133 萬公頃，燒毀的森林相當于整個海南省的森林面積，造成 213 人死亡，226 人受傷，5.6 萬多災(zāi)民無家可歸。另一方面，森林火災(zāi)還會引起水土流失、使下游河流水質(zhì)下降、造成空氣污染，威脅人民生命財產(chǎn)安全。

（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

 

  傳統(tǒng)的森林防火主要依靠人工巡護等方式，存在很多局限性。首先，受人力和物力的限制，難以實現(xiàn)對廣大林區(qū)的全面覆蓋。其次，傳統(tǒng)方式對火情的發(fā)現(xiàn)和反應(yīng)速度較慢，往往在火災(zāi)已經(jīng)形成一定規(guī)模后才能察覺，錯過了最佳的撲救時機。例如，部分地區(qū)群眾森林防火意識不足，燒荒、燒田埂、燒灰積肥等農(nóng)事用火屢禁不止，防火工作意識還不夠強。此外，火災(zāi)撲救能力也有待提高，科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，森林防火工作必須與時俱進，積極引進現(xiàn)代化的科技成果，以先進的防火理念和防火設(shè)備開展防火救火工作。目前森林消防的主力仍是專業(yè)的消防隊伍，必須加強消防隊伍的建設(shè)，實現(xiàn)撲火專業(yè)化，提高撲火戰(zhàn)斗力。同時，森林防火資金投入不足也是一個問題，應(yīng)努力實現(xiàn)資金多渠道投入，多方籌措解決森林防火經(jīng)費，建立森林防火多層次、多元化、多主體的社會化投入機制以及森林火災(zāi)有償防控和救助模式。

  二、無線微波傳輸?shù)膬?yōu)勢
    1. 施工方便造價低，圖像實時傳輸清晰

無線微波傳輸在森林防火中展現(xiàn)出諸多優(yōu)勢。首先，其施工非常方便，無需像有線傳輸那樣進行大量的挖溝埋渠等繁重工作，大大節(jié)省了人力和時間成本。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，采用無線微波傳輸方案相比傳統(tǒng)有線方案，安裝工期可縮短約 50%。同時，造價低廉，對于資金有限的森林防火項目來說是一個理想的選擇。而且，無線微波傳輸能夠?qū)崿F(xiàn)圖像的實時傳輸，畫面清晰穩(wěn)定，讓監(jiān)控中心的工作人員可以第一時間掌握林區(qū)的情況。例如，在某林區(qū)的森林防火監(jiān)控項目中，采用無線微波傳輸后，監(jiān)控畫面的清晰度和實時性得到了極大的提升，為及時發(fā)現(xiàn)火情提供了有力保障。

 

 2. 可根據(jù)不同條件配置功率，遇障礙物可采用中繼系統(tǒng)

無線微波傳輸?shù)念l率可選 L 波段、S 波段、Ku 波段等，能夠根據(jù)傳輸距離的遠近以及現(xiàn)場自然條件的不同，靈活配置功率大小。這樣可以確保在各種復(fù)雜的地形和環(huán)境下都能實現(xiàn)穩(wěn)定的信號傳輸。當遇到障礙物阻擋的情況時，還可采用微波中繼（圖像 / 數(shù)據(jù)）系統(tǒng)，有效解決信號受阻的問題。例如，在一些山區(qū)林區(qū)，地形復(fù)雜，有山峰、山谷等障礙物，通過合理設(shè)置微波中繼點，成功實現(xiàn)了對整個林區(qū)的全面覆蓋監(jiān)控。

 

 

  3. 設(shè)備穩(wěn)定可靠，適合復(fù)雜環(huán)境

由于森林防火監(jiān)控前端設(shè)備通常身處深山老林等復(fù)雜環(huán)境中，維護極為不便。而無線微波傳輸設(shè)備自身穩(wěn)定可靠，長期工作在潮濕高溫的環(huán)境中也能保持良好的性能。這是因為專業(yè)的微波生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)調(diào)試過程中，不僅需要昂貴的調(diào)試設(shè)備，更重要的是有穩(wěn)定的生產(chǎn)隊伍。小企業(yè)即使勉強生產(chǎn)，也無法保證該產(chǎn)品的質(zhì)量與售后服務(wù)。例如，在某長期處于高濕度環(huán)境的林區(qū)，采用專業(yè)的無線微波傳輸設(shè)備后，多年來運行穩(wěn)定，為森林防火工作提供了持續(xù)可靠的技術(shù)支持。

  三、結(jié)合案例展示

  1. 大理市 “技防 + 人防”，無線微波傳輸開創(chuàng)防火新局面。

  大理市在森林草原防火工作中采取 “技防 + 人防” 的模式。2016 年 3 月完成一期項目，總投資 276.86 萬元，安裝前端高清數(shù)字云臺 7 套，傳輸方式為無線微波傳輸，并在銀橋鎮(zhèn)無為寺、大理鎮(zhèn)中和峰公墓前端卡點各安裝視頻監(jiān)控設(shè)備一套，融合鄉(xiāng)鎮(zhèn)實施有線傳輸前端卡口攝像頭 148 個，覆蓋面達 65%。經(jīng)過各項測試，該系統(tǒng)成效明顯，及時預(yù)警燒荒燒地等野外違規(guī)用火行為 286 起，及時消除了火災(zāi)隱患。此外，大理市還加強了對 50 個雙光譜前端數(shù)字云臺、359 個卡點監(jiān)控攝像頭的值守和維護，保障 1 個市級指揮調(diào)度中心和 7 座無線電微波傳輸基站正常運行，確保火情及時發(fā)現(xiàn)、實現(xiàn)快速處置。實現(xiàn)了地理信息系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的雙向聯(lián)動，為指揮員全面、直觀掌握火場信息提供參考，最大限度實現(xiàn)撲救資源的優(yōu)化配置。

  2. 黑龍江大興安嶺案例，補充無線監(jiān)控系統(tǒng)無死角監(jiān)控。

  黑龍江大興安嶺地區(qū)的塔河縣是中國重要林木生產(chǎn)基地。在黑龍江大興安嶺 — 塔河水廠遠程無線智能控制系統(tǒng)項目中，主站位于監(jiān)控值班室，分站位于水源井旁的設(shè)備室泵房，主站和分站之間可基于電臺式或 GPRS/3G 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方式進行實時通訊。在黑龍江大興安嶺森林防火無線監(jiān)控項目中，在三公里范圍內(nèi)架設(shè)五臺網(wǎng)絡(luò)高清攝像機，在森林管理處接收這五路攝像機信號，對這五路信號進行實時監(jiān)控。按照要求前端每臺攝像機用一臺無線網(wǎng)橋作為發(fā)射，接收端用一臺無線數(shù)字網(wǎng)橋 + 兩個 90 度板狀天線做為接收，可接收前端 5 組攝像機的信號。接收端收到信號后直接通過交換機把信號分出來，再用網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機保存數(shù)據(jù)，再進到顯示器直接顯示。在整個無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)過程中，現(xiàn)場需要把發(fā)射端架設(shè)比較高一點的位置，避開中間的遮擋物，同時做好防雷措施。監(jiān)控設(shè)備分散，供電方案選擇太陽能供電系統(tǒng)，同時配備配套的穩(wěn)壓系統(tǒng)和防水系統(tǒng)。此項目對以前的無線監(jiān)控系統(tǒng)進行補充，盡量做到每個區(qū)域都不留死角。

  四、無線微波傳輸系統(tǒng)架構(gòu)

  1. 前端設(shè)備采集，網(wǎng)絡(luò)傳輸，后端監(jiān)控中心處理。

  在森林防火無線微波傳輸系統(tǒng)中，前端設(shè)備起著至關(guān)重要的作用。前端設(shè)備通常包括 IP 攝像機、耳掛式高清 SDI 攝像機、單兵發(fā)射裝置等采集端設(shè)備，以及紅外熱成像監(jiān)控設(shè)備、普通 200 萬像素監(jiān)控頭、大焦距變鏡頭、室外一體化云臺、太陽能供電系統(tǒng)等。這些設(shè)備安裝在森林制高點，以確保視野寬廣、監(jiān)控面大，能夠覆蓋盡可能大的森林面積。例如，在四川大涼山木里森林防火無線監(jiān)控傳輸案例中，19 個監(jiān)控點位，每個點位有 1 臺紅外熱成像監(jiān)控設(shè)備和 1 臺普通 200 萬像素監(jiān)控頭，總計 38 路監(jiān)控視頻。

 

  網(wǎng)絡(luò)傳輸部分主要采用無線傳輸設(shè)備，常見的有數(shù)字無線網(wǎng)橋和 COFDM 移動視頻傳輸設(shè)備。這些設(shè)備負責(zé)將前端采集到的視頻影像發(fā)送和接收，實現(xiàn)監(jiān)控信號的傳輸。

  后端監(jiān)控中心是整個系統(tǒng)的核心，它接收來自前端的視頻信號，并進行處理、存儲、分析和發(fā)布。后端監(jiān)控中心通常由高清帶屏指揮箱組、硬盤錄像機（NVR）、放大器、接收機、數(shù)據(jù)發(fā)射機、矩陣控制器、監(jiān)視墻、主監(jiān)視器、主 / 分控鍵盤等設(shè)備組成。用戶可在后端監(jiān)控中心實時查看現(xiàn)場圖像、進行云臺控制、錄像及回放、對報警信息進行處理等。

  2. 分點回傳、中繼匯聚，保證傳輸效果完整性。

  為了保證森林防火無線微波傳輸?shù)男Ч暾裕ǔ２捎梅贮c回傳和中繼匯聚的方式。例如在四川大涼山木里案例中，由于各個點位到監(jiān)控中心之間高山較多，采用中繼模式逐個匯聚回傳。先將各點位的監(jiān)控點進行支路匯聚，然后通過干路進行回傳，原則由遠及近進行回傳。

  在實際應(yīng)用中，當監(jiān)控點位之間的距離較遠或存在障礙物遮擋時，可采用微波中繼（圖像 / 數(shù)據(jù)）系統(tǒng)。中繼工作原理是用一個頻點收，用另外一個頻點轉(zhuǎn)發(fā)，有效解決信號受阻的問題。在選擇中繼設(shè)備時，應(yīng)考慮其穩(wěn)定性和可靠性，確保在復(fù)雜的森林環(huán)境中能夠正常工作。

 

  此外，為了確保傳輸效果的完整性，還需要對整個傳輸網(wǎng)絡(luò)進行合理規(guī)劃和布局。根據(jù)地形、距離、信號強度等因素，確定合適的中繼點位置和數(shù)量，以實現(xiàn)對整個林區(qū)的全面覆蓋監(jiān)控。同時，要注意對傳輸設(shè)備的維護和管理，定期檢查設(shè)備的運行狀態(tài)，及時排除故障，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

  五、未來展望

  1. 繼續(xù)發(fā)揮無線微波傳輸優(yōu)勢，提升森林防火水平。

  隨著科技的不斷進步，無線微波傳輸技術(shù)在森林防火領(lǐng)域的應(yīng)用前景將更加廣闊。未來，我們可以進一步優(yōu)化無線微波傳輸設(shè)備的性能，提高圖像傳輸?shù)那逦群头€(wěn)定性，讓監(jiān)控中心的工作人員能夠更加準確地掌握林區(qū)的情況。例如，通過研發(fā)更高分辨率的攝像機和更先進的圖像壓縮技術(shù)，實現(xiàn)超高清視頻的實時傳輸。同時，不斷拓展無線微波傳輸?shù)母采w范圍，爭取實現(xiàn)對更大面積林區(qū)的無死角監(jiān)控。據(jù)統(tǒng)計，目前無線微波傳輸技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn) 10 - 100 公里的傳輸距離，未來有望進一步突破，覆蓋更多偏遠地區(qū)的森林。

  我們還可以結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)，實現(xiàn)對森林火災(zāi)的智能預(yù)警。通過對大量的監(jiān)控圖像數(shù)據(jù)進行分析，建立火災(zāi)預(yù)警模型，及時發(fā)現(xiàn)潛在的火災(zāi)隱患，并自動發(fā)出警報。這樣可以大大提高火情的發(fā)現(xiàn)和反應(yīng)速度，為火災(zāi)撲救爭取更多的時間。此外，利用無線微波傳輸技術(shù)實現(xiàn)與其他防火設(shè)備的聯(lián)動，如自動噴水滅火系統(tǒng)、無人機等，形成更加高效的森林防火體系。

  2. 為保護森林資源、生態(tài)環(huán)境做出更大貢獻。

  森林是地球上最重要的生態(tài)系統(tǒng)之一，保護森林資源對于維護生態(tài)平衡、促進經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有至關(guān)重要的意義。無線微波傳輸技術(shù)在森林防火中的應(yīng)用，為保護森林資源提供了有力的技術(shù)支持。未來，我們將繼續(xù)發(fā)揮無線微波傳輸?shù)膬?yōu)勢，不斷完善森林防火監(jiān)控系統(tǒng)，提高森林火災(zāi)的防控能力。

  通過加強對森林資源的實時監(jiān)控，可以及時發(fā)現(xiàn)非法伐木、盜獵等破壞森林資源的行為，并采取有效的措施進行制止。同時，無線微波傳輸系統(tǒng)還可以對森林病蟲害、野生動物等進行監(jiān)測，為森林生態(tài)系統(tǒng)的保護提供全面的信息支持。此外，隨著全球氣候變化的加劇，森林火災(zāi)的發(fā)生頻率和強度也在不斷增加。無線微波傳輸技術(shù)可以為森林火災(zāi)的研究提供大量的數(shù)據(jù)資料，幫助科學(xué)家更好地了解森林火災(zāi)的發(fā)生規(guī)律和影響因素，為制定更加有效的防火措施提供科學(xué)依據(jù)。

  總之，無線微波傳輸技術(shù)在森林防火領(lǐng)域具有巨大的潛力和廣闊的發(fā)展前景。我們相信，在科技的不斷推動下，無線微波傳輸技術(shù)將為保護森林資源、生態(tài)環(huán)境做出更大的貢獻。