摘要： "本文針對人為火源管理中存在的問題，提出了一種森林防火巡查和人員進(jìn)山管理系統(tǒng)，具有多模式定位，實時通訊，脫機(jī)工作等特點，增加了巡邏的效率與安全性。該系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)對現(xiàn)場環(huán)境的實時監(jiān)測，并將其與云端存儲、人工智能等技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)智能化的決策與指揮。本項目的研究成果將為我國森林火災(zāi)的溯源與偵查工作開辟一條新的途徑，對提高我國人為火源的控制水平，維護(hù)森林資源與人民生命財產(chǎn)安全具有重要意義。

關(guān)鍵詞： "林火巡護(hù)執(zhí)法； "人員入山管理； "佩戴設(shè)備； "實時數(shù)據(jù)； "智能化決策

中圖分類號： " S 762 " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： " A " " " " " " " "文章編號：１００1 － 9499（２０24）04 － 0057 － 03

隨著全球氣候變暖，人類活動加劇，森林火災(zāi)已成為一種全球性的重大自然災(zāi)害。我國《森林防火條例》第三條明確指出：“森林防火工作實行預(yù)防為主、積極消滅的方針?！?024年由中共中央辦公廳和國務(wù)院辦公廳聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于全面加強(qiáng)新形勢下森林草原防滅火工作的意見》第11條也強(qiáng)調(diào)：“嚴(yán)格火源管控，嚴(yán)格落實用火審批、防火檢查、日常巡護(hù)等常態(tài)化管控手段?！边@份意見的實施對于全面提升我國森林草原防滅火工作水平具有重大意義。在林草火災(zāi)預(yù)防工作中，火源管理尤為關(guān)鍵，其中人為火源管理更是重中之重。因此，為應(yīng)對當(dāng)前及未來的森林防火挑戰(zhàn)，加強(qiáng)人為火源管控能力、提升火源管控技術(shù)水平，已成為森林防火領(lǐng)域研究的重點方向。

加強(qiáng)森林防火巡查監(jiān)管，加強(qiáng)對進(jìn)山人員的管理，是森林防火工作的重點。因此，本項目擬研究一種林區(qū)人為運(yùn)動坐標(biāo)的運(yùn)動軌跡定位方法，以實現(xiàn)對林火的追蹤與偵破。

1 總體設(shè)計思路

整套系統(tǒng)共包含三個子系統(tǒng)。一是人員入山管理系統(tǒng)，包括人證識別和車輛識別設(shè)備，實現(xiàn)卡口的有效管理，迅速核實身份和信息，增強(qiáng)安全性和便捷性；二是可視化指揮調(diào)度系統(tǒng)，專為巡護(hù)人員設(shè)計，包括單人隨身設(shè)備和采集站，實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時上傳和接收調(diào)度指令，同時，指揮中心通過可視化界面實時掌握巡護(hù)動態(tài)；三是入山人員軌跡查詢系統(tǒng)，通過手機(jī)APP軟件提供軌跡查詢功能，不僅節(jié)約使用成本，還方便個人管理和資源監(jiān)管。這三個系統(tǒng)相互獨立，可根據(jù)需要靈活配置和集成，形成全面高效的森林資源開發(fā)利用解決方案。

2 分系統(tǒng)功能與實現(xiàn)手段

2. 1 人員入山管理系統(tǒng)

人員入山管理系統(tǒng)主要用于識別和記錄進(jìn)出檢查站、管護(hù)站及其他進(jìn)出林區(qū)的必經(jīng)卡口的人員身份信息和車輛信息，以確保對林區(qū)人員的有效管理和安全監(jiān)控。

綜合設(shè)計思路方面，該子系統(tǒng)計劃通過無縫整合人臉識別與車牌識別系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理與共享。在理想狀態(tài)下，入山人員應(yīng)首先通過身份證信息進(jìn)行驗證，隨后利用人臉識別技術(shù)與身份證照片進(jìn)行比對，確保身份的真實性。同時，系統(tǒng)需實時監(jiān)控進(jìn)出林區(qū)的人員和車輛，并自動記錄相關(guān)信息，以便后續(xù)管理與追溯。在數(shù)據(jù)安全方面，該子系統(tǒng)還需對采集的個人面部信息和車輛信息進(jìn)行加密處理，以保障數(shù)據(jù)傳輸與存儲的安全性。

在實現(xiàn)方法上，該子系統(tǒng)已在林區(qū)入口安裝了人臉識別設(shè)備和高清視頻攝像頭，這些設(shè)備利用紅外成像技術(shù)和高清攝像技術(shù)捕捉面部圖像和車牌信息。同時，身份證信息通過專用的身份證讀卡器進(jìn)行自動掃描與獲取。在數(shù)據(jù)處理方面，系統(tǒng)運(yùn)用了模式識別算法和深度學(xué)習(xí)技術(shù)，進(jìn)行人臉圖像與身份證照片的比對，以及車牌號碼的自動識別。為提高識別準(zhǔn)確率，系統(tǒng)還引入了多模態(tài)生物特征識別技術(shù)，確保在各種光照和角度條件下都能準(zhǔn)確識別。

2. 2 可視化指揮調(diào)度系統(tǒng)

可視化指揮調(diào)度系統(tǒng)是專為巡護(hù)人員和上級管理部門設(shè)計的，其核心硬件組成包括單人隨身設(shè)備和采集站。這些硬件設(shè)備通過集成先進(jìn)的技術(shù)，旨在提高巡護(hù)工作的效率和安全性，為林區(qū)的有效管理和保護(hù)提供有力支持。

在硬件設(shè)計方面，單人隨身設(shè)備融合了多模定位技術(shù)、實時數(shù)據(jù)通信、離線工作能力以及耐用性和便攜性等特點。設(shè)備采用GPS/北斗雙模定位系統(tǒng)，確保在各種環(huán)境下都能提供準(zhǔn)確的定位信息。同時，設(shè)備支持公網(wǎng)通信技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時傳輸，包括位置數(shù)據(jù)、音視頻資料等，確保上級管理部門能實時掌握巡護(hù)情況。此外，設(shè)備還具備離線工作能力，在無網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下也能記錄和存儲關(guān)鍵數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的完整性。在硬件材料的選擇上，我們注重耐用性和防水性能，同時保持設(shè)備的輕便和便攜性，以適應(yīng)巡護(hù)人員長時間佩戴的需求。

采集站作為數(shù)據(jù)收集和傳輸?shù)闹袠泄?jié)點，在系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它具備高性能的中央處理單元和大容量的存儲系統(tǒng)，能夠高效處理來自單人隨身設(shè)備的大量數(shù)據(jù)。采集站通過自動連接和通信機(jī)制，實時接收并預(yù)處理巡護(hù)數(shù)據(jù)，包括位置信息、音視頻資料等，為上級管理部門提供實時、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。此外，采集站還具備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，能夠?qū)⑻幚砗蟮臄?shù)據(jù)及時上傳至管理中心，實現(xiàn)信息的共享和協(xié)同工作。

在完成設(shè)計和實施后，可視化指揮調(diào)度系統(tǒng)將實現(xiàn)一系列功能。首先，通過單人隨身設(shè)備的實時定位功能，可以精確掌握巡護(hù)人員的位置信息，為快速響應(yīng)和決策提供有力支持。其次，實時數(shù)據(jù)通信功能使得巡護(hù)人員和管理部門之間能夠?qū)崟r交流和協(xié)作，提高工作效率。此外，系統(tǒng)還具備音視頻資料的實時上傳和存儲功能，為后續(xù)的案件分析和決策提供有力證據(jù)。同時，通過采集站的數(shù)據(jù)收集和處理功能，管理部門可以獲取全面的巡護(hù)數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)計分析和趨勢預(yù)測，為林區(qū)的長期管理提供科學(xué)依據(jù)。

2. 3 入山人員軌跡查詢系統(tǒng)

入山人員軌跡查詢系統(tǒng)，是一款專為非本地林業(yè)工作人員設(shè)計的手機(jī)app應(yīng)用軟件，旨在記錄其入山軌跡。該應(yīng)用采取弱功能客戶端的設(shè)計思路，提供簡潔、易用的操作界面，同時確保后臺運(yùn)行的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)的安全性。

在設(shè)計思路上，該APP應(yīng)能實現(xiàn)自動后臺運(yùn)行功能，用戶無需進(jìn)行復(fù)雜操作，即可在后臺持續(xù)記錄用戶的移動軌跡。同時，為減少手機(jī)電量消耗，APP將引入智能電量管理策略，根據(jù)手機(jī)電量情況動態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)采集和上傳頻率。在數(shù)據(jù)傳輸方面，APP將采用先進(jìn)的加密技術(shù)，確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性，防止數(shù)據(jù)泄露。

在實現(xiàn)方法上，APP采用GPS/北斗雙模定位技術(shù)，確保軌跡記錄的準(zhǔn)確性；通過優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸算法，降低數(shù)據(jù)傳輸延遲和丟包率；采用先進(jìn)的加密算法和協(xié)議，保障數(shù)據(jù)在傳輸和存儲過程中的安全性。此外，APP還支持軌跡回放、數(shù)據(jù)分析等高級功能，為管理部門提供可靠的技術(shù)支撐。

3 系統(tǒng)總平臺設(shè)計與功能整合

林火巡護(hù)執(zhí)法與人員入山管理系統(tǒng)平臺是一個集成入山管理系統(tǒng)、可視化指揮調(diào)度系統(tǒng)和入山人員軌跡查詢系統(tǒng)的應(yīng)用軟件平臺。

在平臺設(shè)計方面，采用了整合與模塊化設(shè)計思路，構(gòu)建了統(tǒng)一的管理平臺，實現(xiàn)各子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享與協(xié)同工作。實時數(shù)據(jù)采集與處理是系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實時獲取入山人員的身份信息和位置數(shù)據(jù)，并利用高效算法進(jìn)行實時處理與分析。同時，采用云存儲或分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)確保數(shù)據(jù)的安全存儲與高效管理。

在智能化指揮調(diào)度方面，系統(tǒng)集成了人工智能技術(shù)，能夠自動分析數(shù)據(jù)，為指揮調(diào)度提供決策支持。多維數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的運(yùn)用，直觀展示了人員位置、移動軌跡、區(qū)域風(fēng)險等信息，增強(qiáng)了指揮調(diào)度的直觀性和準(zhǔn)確性。

在實現(xiàn)方式上，人員入山管理系統(tǒng)通過身份認(rèn)證與權(quán)限控制機(jī)制，確保人員身份的真實可靠，并實現(xiàn)入山申請的在線審批與實時管理?？梢暬笓]調(diào)度系統(tǒng)集成了視頻監(jiān)控、通信指揮等功能，實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的快速檢索、回放以及多維數(shù)據(jù)的融合展示。入山人員軌跡查詢系統(tǒng)利用GPS/北斗雙模定位技術(shù)，實時采集并上傳入山人員的位置信息，用戶可通過Web界面或移動應(yīng)用查詢和回放軌跡數(shù)據(jù)。

4 總 結(jié)

本文研究了一種林火巡護(hù)執(zhí)法與人員入山管理系統(tǒng)平臺。該平臺通過整合多模式定位、實時通訊和脫機(jī)工作等技術(shù)，顯著提升了巡邏效率和安全性。同時，該平臺也為森林火災(zāi)的溯源與偵查開辟了新的途徑，進(jìn)一步提高了人為火源的控制水平，有效維護(hù)了森林資源和人民生命財產(chǎn)安全。通過整合與模塊化設(shè)計，各子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)實現(xiàn)了共享與協(xié)同工作，從而為林火巡護(hù)執(zhí)法與人員入山管理提供了更為可靠的技術(shù)支撐。

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