當前背景

國內(nèi)密集的高壓輸電線網(wǎng)保障了千家萬戶的供電，然而絕大部分線路需要穿過林區(qū)，而森林火災(zāi)對高壓輸電線路構(gòu)成重大威脅，因此，高壓輸電線路也是林業(yè)部門實施森林火災(zāi)撲救時需要考慮的重要因素之一。森林火災(zāi)往往具有突發(fā)性的特點，這就需要森林撲火工作應(yīng)該具備快速反應(yīng)的能力，爭取把森林火災(zāi)撲滅在萌芽狀態(tài)，所以快速、準確、成熟的森林防火預(yù)警系統(tǒng)必不可少。

關(guān)鍵要素

山林防火預(yù)警裝置需要具備以下五點要素：

1、傳感輸電線路附近半徑5公里的立體空間范圍內(nèi)的火源熱輻射值以及火源的坐標，進行相應(yīng)存儲，并將測量結(jié)果通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綘顟B(tài)監(jiān)測代理或狀態(tài)監(jiān)測主站；

2、具備自動采集功能，按設(shè)定時間間隔自動采集火源熱輻射值以及火源的坐標，最大采集間隔應(yīng)不大于5分鐘；在監(jiān)測到超過設(shè)定熱幅值閥值時，具備報警的功能；

3、具備數(shù)據(jù)合理性檢查分析功能，對采集數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，自動識別并剔除干擾數(shù)據(jù)，應(yīng)能循環(huán)存儲至少30天的火源熱輻射值以及火源的坐標數(shù)據(jù)。

4、輸出的火源熱輻射值和火源的坐標數(shù)據(jù)以及通信接口和應(yīng)用層數(shù)據(jù)傳輸，需要符合《南方電網(wǎng)輸電線路狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)通信規(guī)約》。

5、裝置為近紅外、中紅外、可見光掃描三合一式裝置，裝置的紅外探測器應(yīng)能準確識別光譜范圍3～5μm的林火紅外輻射。

紅外探測器作為該裝置的接受信號端，其性能參數(shù)直接決定了整套設(shè)備的實地效果，波蘭VIGO針對此應(yīng)用，于16年9月召開并邀請深圳市唯銳科技有限公司參與了對應(yīng)項目的研討大會，唯銳科技總經(jīng)理張觀鳳先生對智能電網(wǎng)監(jiān)管的探測需求做出了詳細的介紹，經(jīng)過討論與會人員一致認為3-5μm碲鎘汞探測器可完美實現(xiàn)各項參數(shù)要求，碲鎘汞探測器采用多級半導(dǎo)體制冷，響應(yīng)頻率大于1.00E+06Hz，光譜范圍覆蓋3-5μm，截止波長大于4.7μm，光敏芯片受到紅外輻射時電導(dǎo)率會發(fā)生變化，在施加一定偏置電流的條件下，其輸出的電信號會隨紅外輻射強度的變化而改變，能夠?qū)崿F(xiàn)對火焰輻射的紅外線快速、精準的實施探測。

應(yīng)用環(huán)境

由于該裝置需要在狂風、暴雨、冰凍等惡劣自然環(huán)境及強電磁環(huán)境中運行，其工作穩(wěn)定性、可靠性不應(yīng)受到明顯影響，需要適用的環(huán)境條件如下：

最高環(huán)境溫度：    +70oC；

最低環(huán)境溫度：    -30oC；

環(huán)境相對濕度：  5%～95%（20℃）

海拔：          0～3000m；

覆冰厚度：           20mm；

大氣壓力范圍：55kPa～110kPa；

基于該應(yīng)用條件范圍下，整套設(shè)備要能夠全天候（包括霧霾天氣）不分晝夜的24小時工作，需在不超過5分鐘的時間內(nèi)即可完成對線路附近半徑5公里區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的突發(fā)山火（明火或是暗火）進行自動搜索、自動發(fā)現(xiàn)和自動定位。

信號處理

Vigo探測器輸出的火源信號經(jīng)通信接口接到山火監(jiān)測管理分析后臺軟件，可顯示線路附近360度高清晰度的全景電子地形圖，結(jié)合山火監(jiān)測數(shù)據(jù)可實現(xiàn)將山火發(fā)生的具體位置在全景電子地形圖上準確的標示出來，并可任意設(shè)置或圈定需要監(jiān)測的區(qū)域或是不需要監(jiān)測的區(qū)域。同時具有聲光報警提示和短信提示等多種預(yù)警方式，當線路發(fā)生山火時，系統(tǒng)應(yīng)自動將監(jiān)測到的山火發(fā)生時間、地點等相關(guān)信息發(fā)送不受人數(shù)限制的特定人群。