现代化防火技术护青山常绿
《森林防火视频监控系统技术规范》6月1日起实施

谭 婧/ 编辑 陈 伟/ 图

说法档案
文件名称:《森林防火视频监控系统技术规范》
发布部门:国家林业局
修订时间:2016年6月1日

“以预防为主,从源头有效控制火情不 发生或发生后不成灾,做到‘早发现、早 控制、早扑灭’,是提高森林防火的有效 途径。”
枝繁叶茂一百年,化为灰烬一瞬间。新近发生的加拿大、俄罗斯森林火灾令人揪心,熊熊烈火遮天蔽日,也再一次将森林防火拉进人们的视线。火灾是森林最危险的敌人,它会给森林带来最具有毁灭性的后果,是林业最可怕的灾害。在全球森林资源总量不断下滑的形势下,我国森林总量、森林面积持续增长,人工林面积世界第一,为绿色化发展和可持续发展作出了重要贡献。然而林业建设来之不易,保护起来更难,因此森林防火工作一直是国家林业局的重点工作之一。
森林火灾防治仍属于世界性难题,因此,以预防为主,从源头有效控制火情不发生或发生后不成灾,做到“早发现、早控制、早扑灭”,是提高森林防火的有效途径。近年来,我国广泛使用森林防火视频监控系统,在实际应用中提高了监测水平,但由于存在标准的缺失,部分设备投入使用效果并不理想。
为此,国家林业局发布《森林防火视频监控系统技术规范》(以下简称《规范》),于2016 年6 月1 日正式实施。《规范》实施后,能够促进森林防火视频监控系统技术迈上新的台阶,实现森林火灾快速、有效监控的需求,推进森林防火的信息化、科学化、现代化水平。

品质参差不齐急需行业规范

过去10 年,世界森林大火不断,与我国森林火灾下降的成绩形成鲜明对比。其中一个重要的经验就是,我国重视提高森林防火信息化水平,一直在努力向高科技手段转化。其中,森林防火视频监控在我国“十二五”期间开展的试点中,展现出了先进科技的特殊优势,有效破解传统监测手段无法解决的
多种难题。实践证明,布设森林防火视频监测体系是提高预报准确度的有效手段,也是森林火灾防控的坚强护盾。
如今市面上的森林防火视频监控系统功能多样,但由于没有统一的设计、生产及应用标准,这些硬件设备可谓参差不齐、品质不一,这给系统建设的统一性和适用性,以及未来全国森林防火视频监控的互联互通都带来了障碍。基于这样的现状,本次实施的《规范》弥补了视频监控系统在森林防火应用中无技术标准的缺失,满足了森林防火“打早、打小、打了”的方向,规范市场竞争秩序,进一步完善我国森林防火的标准化体系。
据初步统计,近20 多年来制定或正在制定的与森林防火有关的各类标准、规范已有69 个。这次与《规范》一同发布的还有《森林火险预警信号分级及标识》《雷击森林火灾调查与鉴定规范》《森林火灾信息处置规范》等11 项林业行业标准。
这些标准不仅解决了森林防火工作的“燃眉之急”,也破解了森林防火许多领域标准的“真空状态”,成为提高森林防火科学管理水平、发挥标准对现代森林防火管理和建设的保障。

三项要求保障“及时有效准确”

“打早,打小,打了”,一直是我国森林防火工作追求的方向。森林防火视频监控的核心就是解决“早期发现、有效识别、准确定位”3 个关键技术问题。本次出台的《规范》实施意图在“防”,在制定上也充分体现了“及时”“有效”“准确”的森林防火工作要求。
及时——全监控区域巡航周期不大于30 分钟。有研究表明,能够及时发现火情的最长时间不能超过30 分钟。从技术角度来看,如果以覆盖半径15 公里来说,目前市场上有些设备能够做到在20 分钟内完成有效识别,所以将巡航周期确定为30 分钟是比较合适的。这一规定是为了杜绝发现火情时间过长,从而错过最佳扑救时机,给森林资源造成更大的损失。
有效——漏报率不大于1%;万公顷日误报次数不大于3。森林防火视频监控系统应能有效过滤雾、霾、雪、云、阴影、光线等干扰因素,准确而有效地识别烟、火后进行报警。但是,目前烟火自动识别能力还没能做到“完美”,会存在漏报和误报现象。随着前端防火视频监控点的增多,如果误报率不能得到有效控制,整个系统就将无法使用。假设系统每天工作8 小时、1000 个视频监控点每个点误报10 次,用户单位每分钟就需要处理20 多次报警。所以,设立如此严格的指标是为了兼顾现有技术水平且满足森林防火业务需要,使误报率在实际操作中趋近于“零”。值得注意的是,两项指标中有任何一个指标不能满足,都有可能给森林防火带来不可估量的损失。
准确——定位误差不大于100 米。林区地形复杂,发生林火后定位的准确度特别重要,尤其是在森林面积较大的区域发生火灾,对火点位置的判断,将直接影响到扑救人员能否选择正确的扑火路径、合理调配周围扑火资源以及掌控最佳的扑火时间。原则上来说火点定位精度一定是误差越小越好,但因设备生产加工、工程安装等因素的限制,无法做到百分百的精确。因此此次明确定位精度优于100 米的指标,既满足报警火点的定位功能,又符合实际生产实施。

两种设备全天候识别火情

在森林防火视频监控系统工作时,如果没有很好的设备精度和良好的光学成像系统相结合使用,再好的设备也很难做到优秀的识别能力。对此,本次《规范》提出森林防火视频监控系统应具有可见光烟火和红外烟火自动识别能力。这是因为,可见光系统图像清晰、分辨率较高、成本低,与人眼视觉基本一致。而且它在白天监测距离远,对烟雾较敏感,能早期发现火情。但是它在浓雾、夜晚以及高照度天气条件下,很难完成远距离对烟的识别和强光及火光的判别。另一种非制冷红外热像仪则在夜间判断火的能力较好,透雾能力也优于可见光,但对烟的识别不够敏感。因此,为了能全天候地完成森林防火监测与预警,森林防火视频监控系统需配备可见光与红外热像仪的两种设备,实现对烟、火全天候地交叉确认识别。
《规范》中还规定了系统组成及一般性技术要求、系统主要技术指标等其他内容,每项技术要求都有特定意义。如在前端设备指标要求上,考虑前端监控设备所处环境大多恶劣,相比传统监控产品来说其机械强度、防护等级和使用寿命均会受到严峻考验,标准制定小组经过讨论调研,了解大部分产品的实际情况,在标准制定过程中对相关指标都进行了必要规定。
专家们还认为,外观设计成球形的结构设计理念较好,不仅能够使设备运行更平稳、恶劣环境下使用寿命更长,而且抗风阻能力更好。另外,专家建议图像识别尽可能前置,避免受图像压缩、传输网络不稳定和恶劣天气的影响。

引导防火产品优胜劣汰

没有《规范》之前,防火业务部门存在困惑,设备的选择没有参考。特别是我国现有的森林防火视频监控设备多数是由城市安防系统设备转化而来,有些产品只解决了“看”的问题,离达到“早期发现、有效识别、准确定位”的关键技术要求还有差距,在某种程度上仍然要靠人的感官来判断,误报率和漏报率较高。这也造成了运行成本高,却使用效益不高,甚至给应急处置带来难题等尴尬境地。当然,单单制订行业标准是不够的。标准与标准化虽只有一字之差,但含义却大不相同,标准化不仅包含着标准制定本身,更在于实施和应用。有了《规范》就相当于提高了行业的门槛,给符合实际应用的产品带来了发展前景,也推动了那些不符合行业标准的产品被市场淘汰,谁的产品满足标准要求,谁就能有较好的服务市场。可以预见,《规范》必然会带来森林防火视频监控系统应用的“大浪淘沙”。
《规范》填补了行业在该领域标准规范上的空白,解决了行业无标准可依的问题,对推动森林防火技术升级具有重要意义。不仅如此,该《规范》实施后,森林防火项目建设不但从申报、初设、建设、监督、审查及验收各阶段都有据可依,而且项目整体预算支出绩效管理也有章可循,促进项目质量和管理水平的提升。据了解,“十三五”期间国家还将继续对森林防火加大投入,为林业治理现代化和森林防火治理现代化营造出“最佳秩序”。