晨驭科技‖MCNet · 全分布式森林消防指挥中心解决方案

　　一直以来，森林火灾扑救就是一个世界性的难题。2018年美国加利福尼亚州发生山火，过火面积超过15万英亩;2019年澳大利亚山林大火持续燃烧整整四个月，直接经济损伤超过五十亿;2020年我国四川西昌市突发森林火灾，造成1000余公顷森林被毁，19名地方扑火人员英勇牺牲……

　　林火具有突发性强、危害性大，处置救助较为困难等多个特点，对森林生态系统和人类生活都会造成巨大的伤害。晨驭科技作为高新技术企业，以分布式音视频处理算法为核心、有线和无线网络技术为架构、通讯与集成电路领域专家团队为主干，自主研发推出MCNet集分交互式可视化综合管理平台 ，为森林防火应急指挥中心提供一体化音视频系统解决方案，搭建集中、高效、统一的灭救指挥平台。

　　灾 前 预 警 01

　　“打早、打小、打了”是我国森林火灾的应急方针，即预防为主、打防结合、积极消灭。为此，森林防火应急指挥中心必须搭建完善的林火视频监控系统，辅助与各类终端传感器、终端报警器，对森林中的任何异常情况实行有效预警。

　　1.1 森林火灾视频监控

　　烟雾作为火灾初期最为明显的特征之一，是森林防火中最为重要的监控目标。不同于城市监控，由于森林覆盖面积广，且受到日夜温差、光照强度、湿度、风力风向等气候因素影响，林火烟雾在形成初期运动缓慢，轮廓模糊，又或与雾气相互混淆，时常难以分辨。这就对森林防火应急指挥中心的图像处理系统，以及大屏拼接系统提出了空前的严苛要求。毕竟哪怕是对一缕烟雾的误判，其结果也可能会造成几千公顷森林资源的焚毁。

　　为有效实现国家相关应急指挥部门对森林火灾的立体监控与有效预防，晨驭科技采用MCNet分布式拼接融合系统，为 应急指挥中心搭建小间距LED拼接显示屏 ，支持包括VGA/SDI/DVI/HDMI/4K/8K等在内的全种类信号，RTSP/ONVIF/TS等格式协议码流接入，以及海量IPC高清解码上屏显示与轮巡，能够将来自地面巡护队、瞭望塔监控摄像头、航空护林飞机、无人机，乃至各类高低轨遥感卫星所拍摄的视频图像，一并接入指挥中心显控系统之中，为应急指挥中心搭建可容纳海量信号源的立体式森林火情监控平台。

　　森林防火应急指挥中心对于监控图像的第二大严苛要求就是高帧率与高同步性。目前，我国对疑似林火烟雾的研判主要基于帧间差分法、光流法与背景差分法，深压缩技术在此过程中易导致图像帧数的丢失，影响观察员对林火的准确判断。

　　晨驭科技凭借业内领先的8K/16K全帧率无损超高清图像处理技术 ，为应急指挥中心实现视频信号的全帧率无损处理与实时上屏显示;纳秒级动态图像精准同步技术，确保图像显示无撕裂、信号切换无闪屏，为指挥中心观察员判断林火隐患提供超清完整的图像依据。

　　1.2 林区数据“一张图”

　　林火智能监测的目的，在于第一时间为应急指挥中心提供火情信息服务，及时发现森林火情、定位起火地点、确定火势大小及发展趋势，其内容涵盖3S、红外热成像、传感器监测等多个方面，是森林火灾智能监测系统保障应急处理的核心环节，决定了应急指挥中心对于火情的处置速度。

　　“3S”是森林防火应急指挥中最具代表性的技术之一，由遥感技术(RS)、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)组合应用而成。前两者对森林进行地理、图像方面的数据采集，结合森林中各区域温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、红外二氧化碳传感器等终端设备采集的环境数据，最终汇总至GIS地理信息系统中进行空间化显示。

　　晨驭科技以基于网络的超高分辨率动态底图实现方案，助力森林防火应急指挥中心信息“一张图”建设，采用MCNet分布式系统为GIS、SCADA等行业软件提供点对点的显示平台 ，将各种林区环境大数据与GIS地图相结合，帮助指挥中心观察员对森林进行立体化监控。

　　为实现对森林火灾的快速反应，甚至是同步反应，指挥中心观察员除了人工排查火情监控数据以外，还需对林区实行高度智能化的预警管理机制。MCNet提供基于互联网标准的RestFul API开放式接口，支持TCP/IP协议，能够将各类报警终端一并连入系统之中。一旦监测传回的温湿度、热度和烟雾数据超过阈值，森林防火应急指挥中心就会响起警报，联动GPS定位和GPRS通信模块的网络信息采集终端，在指挥中心小间距LED拼接大屏上自动弹出并放大显示相关监控画面，第一时间发出火情告警，同时为指挥中心提供准确的火点地理位置与相关数据。

　　灾 中 指 挥 02

　　2.1 火场监控图像显示

　　林火多发生在悬崖峭壁谷坡之上，地势险峻、地形复杂，且森林落叶地表积累层厚，林火蔓延速度快，这就对火灾现场的信息采集造成了一定的难度，因此常采用直升飞机航拍、无人机航拍、火场手持单兵装备来实现火场火情图像信息的采集。

　　MCNet分布式图像处理器采用全IP网络化分布式部署 ，系统内所有节点均能独立运行，支持双链路冗余备份机制，以基于FPGA的纯硬件架构实现系统的高稳定、高可靠运行 。此外，系统内所有音视频信号传输均采用全IP数字化技术，在森林防火应急指挥过程中，能够通过国家应急通信部门搭建的有线或无线通信手段，实现受灾现场视频的实时回传，以高达64个单屏开窗数量，在指挥中心拼接大屏上对系统内海量火场图像信号进行高密度追踪监控，帮助上级领导了解林火发展事态。

　　森林火灾危险性高，即便是专业的森林消防队员，如若对林火发展趋势没有足够的了解，贸然进入火场也将面临生命危险。通过PC、Pad、触摸屏等可视化操作终端，指挥中心相关操作员能够对MCNet系统内的所有视频信号，进行一键投屏、无缝切换、图像漫游、画面叠加、自由缩放等多种操作，操作过程自然流程，无黑屏、无卡顿、图像无撕裂，方便指挥官及高层领导全方位了解火灾情况，制定相关扑灭与救援方案。

　　2.2 多部门跨地域协同

　　森林防火应急指挥工作跨度范围广，参与部门多，涉及消防指挥中心、公安指挥中心、高速公路管理指挥中心、民航空中交通指挥中心、应急通信保障中心、气象局、应急管理部航空护林站等多个国家重要部门。

　　为了将分散在不同区域的各部门紧密联结为一个整体，做到应急事态下的高效协调与配合，MCNet分布式处理器运用全IP数字化信号处理技术，将系统内的各类音视频信号转化为IP码流接入网络，实现跨楼层、跨地区乃至跨地域的超远距离信号互联互通，突破信息孤岛，将归属于不同职能的各部门紧密连接为一个整体，做到实时同步的数据信息共享，为应急处置争分夺秒。

　　面对汇总至森林防火应急指挥中心的庞大信息数据，晨驭科技自主研发生产的新一代全数字KVM坐席协作管理系统 ，能够帮助指挥中心坐席员以一套鼠标键盘与显示器，完成对多台远端主机的自由操控，以精细化的权限管理，流畅的操作体验，鼠标漫游、主机瞬切、场景预设等完善的系统功能，实现坐席对大屏、坐席对坐席之间的信号推送与抓取，满足现代化应急管理指挥需求，实现跨部门、跨业务、跨平台的高效协同合作。

　　2.3 专家领导远程会商

　　详细制定森林火灾扑灭与救援专项方案，需要各领域专家及各部门高层领导知悉详细的火情信息，开展会议研讨。为了节约时间、空间成本，同时最大限度集结多方力量，使其能够方便快捷地进行交流沟通，MCNet集分交互式可视化综合管理平台以8K@60Hz超高画质、极低延时的高保真语音视频通话，为应急指挥中心搭建稳定可靠的多方视频会议系统。

　　MCNet分布式系统精准唇音同步技术，提供“面对面”的会议体验。系统支持文档、图片、画面、视频等资料与会议图像的同屏展示 ，图像漫游、画面叠加与自由缩放等图像操控，为参加者提供灵活的窗口布局。专家领导在会议进程中，可实时调取火情数据与监控信号上屏显示，时刻掌握火情最新态势，对森林火灾应急处置工作中人员调度、资源分配、救灾监测、支援分配等问题展开精准研判和指挥调度。

　　灾 后 清 理 03

　　火灾扑救后，为避免火灾地区的复燃，森林防火应急指挥中心依旧需要对森林进行密切监控。然而此时部署在森林各区域传感器大多已被焚毁，森林植被也发生了天翻地覆的变化，急需使用航拍与遥感技术重绘山林地貌，确定火场面积与林木受损情况，同时寻找着火原因，方便进行火灾灾后清理工作。

　　针对森林火灾灾后工作，一方面，调查员可以通过MCNet分布式处理器的录播存储功能，快捷调取火灾发生时的视频图像，对图像资料开展细致化的分析与研讨;另一方面，通过大屏镜像功能，调查员在会议室、研讨室等处的任意显示终端上，也能同步查看森林航拍图像、遥感影像地图等与主屏图像同步一致的60Hz等比例实时画面，方便调查员对比灾前、灾后图片、影像及地图资料，确定着火原因，提高灾后事故调查效率。