日全盲紫外森林防火智能報(bào)警系統(tǒng)

1、“日全盲紫外森林防火智能報(bào)警系統(tǒng)”一、潛在應(yīng)用領(lǐng)域1、防止森林火災(zāi)的重要意義森林資源是重要的陸地生態(tài)系統(tǒng)主體，是構(gòu)成自然生態(tài)環(huán)境的基本自然物質(zhì)要素，發(fā)揮著涵養(yǎng)水源、保持水土、防風(fēng)固沙、凈化空氣、降低噪音、降溫增濕、調(diào)節(jié)氣候等作用。據(jù)國(guó)務(wù)院新聞辦公室公布的第六次全國(guó)森林資源清查結(jié)果顯示，我國(guó)現(xiàn)有森林面積 1.75億公頃，森林覆蓋率已恢復(fù)至 18.21，人均森林面積 0.132公頃，森林蓄積量124.56億立方米，人均森林蓄積量9.421立方米。雖然我國(guó)的森林資源保護(hù)和建設(shè)工作已經(jīng)取得一些成就，但是森林資源保護(hù)和發(fā)展的問(wèn)題依然十分突出：總量不足，我國(guó)森林覆蓋率僅相當(dāng)于世界平均水平的 61.52%，

2、居世界第130位，人均森林面積不到世界平均水平的1/4，居世界134位，人均森林蓄積量不到世界平均水平的16，居世界第122位。因此，森林資源對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)十分珍貴。森林資源是重要資源財(cái)富，世界各國(guó)都將森林的保護(hù)提高到生存的高度認(rèn)識(shí)。對(duì)森林造成破壞最大的莫過(guò)于森林火災(zāi)，森林火災(zāi)不僅燒毀森林植被，影響林木生長(zhǎng)和更新。破壞森林結(jié)構(gòu)，危害生態(tài)平衡，它還燒毀林區(qū)設(shè)施，破壞森林經(jīng)濟(jì)，造成人民生命財(cái)產(chǎn)的重大損失。因此，防止森林火災(zāi)對(duì)國(guó)家和人民有著重大的意義。2、森林火災(zāi)的危害森林火災(zāi)是林火在失去人為控制后，在森林開(kāi)放系統(tǒng)內(nèi)，自由蔓延和擴(kuò)展，給森林生態(tài)系統(tǒng)和人類(lèi)帶來(lái)一定損失的破壞性燃燒。其突發(fā)性強(qiáng)，對(duì)森林生態(tài)系

3、統(tǒng)及森林生態(tài)平衡影響較大且破壞力較強(qiáng)。森林火災(zāi)發(fā)生后，往往造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，它向大氣中釋放各種溫室氣體，從而對(duì)全球環(huán)境和氣候變化產(chǎn)生很大的影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球平均每年發(fā)生森林火災(zāi)22萬(wàn)多次，年均受害面積達(dá)640萬(wàn)公頃，占全球森林面積的0.18左右。如何防止森林火災(zāi)，已經(jīng)是全世界難以應(yīng)對(duì)的課題。森林火災(zāi)產(chǎn)生的巨大破壞作用表現(xiàn)如下：燒毀林木：森林火災(zāi)燒死燒傷林木和林下植物資源，使林木蓄積量和植被數(shù)量減少，對(duì)森林生長(zhǎng)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞。遭受火災(zāi)的森林很難恢復(fù)原貌，常常被灌叢取代。污染空氣：森林本身具有凈化空氣的作用，每公頃樹(shù)林每天約釋放氧氣350千克，吸收二氧化碳460千克，然而森林火災(zāi)卻能產(chǎn)生大量

4、的二氧化碳、一氧化碳等氣體，造成空氣污染，危害人類(lèi)健康。水土流失：森林具有良好的涵養(yǎng)水源和水土保持能力，森林火災(zāi)的發(fā)生大大削弱了森林的這種功能。森林火災(zāi)后往往伴發(fā)著水土流失，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引發(fā)山洪暴發(fā)、泥石流等自然災(zāi)害。物種多樣性減少：森林火災(zāi)不僅直接燒傷、燒死野生動(dòng)物，而且破壞其賴(lài)以生存的環(huán)境。很多野生動(dòng)物因森林遭到破壞而滅絕或處于瀕危。社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失：森林為人類(lèi)提供了工業(yè)原料、燃料、飼料、肥料及油料，火災(zāi)發(fā)生后會(huì)造成最直接的經(jīng)濟(jì)損失。3、我國(guó)森林防火形勢(shì)我國(guó)是世界上森林火災(zāi)比較嚴(yán)重的國(guó)家。統(tǒng)計(jì)資料表明，僅2005年全國(guó)就發(fā)生森林火災(zāi)11542起，受害森林面積 73701.3公頃，傷亡152人，全

5、國(guó)投人撲救森林火災(zāi)經(jīng)費(fèi)達(dá)13412萬(wàn)元。近年來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展, 我國(guó)的森林防火減災(zāi)形勢(shì)也更加嚴(yán)峻。全球氣候異常、溫度上升，干旱、高溫、大風(fēng)或極端低溫凍害等異常天氣增多，使我國(guó)發(fā)生森林火災(zāi)的危險(xiǎn)性也將越來(lái)越大，森林防火減災(zāi)面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)；隨著造林綠化加快，森林面積特別是易著火的幼林面積逐年增加，林內(nèi)可燃物增多，火險(xiǎn)等級(jí)升高，森林防火任務(wù)和難度不斷加大；隨著退耕還林和天然林保護(hù)工程的全面展開(kāi)，林區(qū)的林情日趨復(fù)雜，火源管理難度越來(lái)越大；隨著林區(qū)旅游開(kāi)發(fā)和山區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，進(jìn)入林區(qū)的人員增多，加之傳統(tǒng)的燒荒、燒田埂、燒灰積肥等農(nóng)事用火很難從根本上改變，拜墳祭祖、燒香點(diǎn)燭、燃放鞭炮等習(xí)俗根深蒂固，野

6、外火源管理的難度將進(jìn)一步加大。這些都給森林防火工作帶來(lái)新的挑戰(zhàn)。目前我國(guó)森林防火工作總體上還處于一個(gè)較低水平，預(yù)防上死看死守。指揮上憑老經(jīng)驗(yàn)，撲救上人海戰(zhàn)術(shù)。還沒(méi)有形成一套對(duì)森林火災(zāi)的監(jiān)測(cè)、預(yù)警、應(yīng)急一整套切實(shí)可行的方案，還有待于認(rèn)真研究和探索。因此，降低火險(xiǎn)、加強(qiáng)早期預(yù)警、加強(qiáng)應(yīng)對(duì)與處置仍是我國(guó)森林火災(zāi)管理的重點(diǎn)。4、森林防火潛在目標(biāo)市場(chǎng)體量森林防火智能探測(cè)系統(tǒng)最直接的目標(biāo)客戶(hù)包括：各省市國(guó)營(yíng)林場(chǎng)及各大森林公園（包括國(guó)家級(jí)、省級(jí)）。就國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示：現(xiàn)今我國(guó)擁有國(guó)營(yíng)林場(chǎng)計(jì)4507個(gè)、國(guó)家級(jí)森林公園761處、省級(jí)森林公園995處、我國(guó)目前共有國(guó)家級(jí)森林公園760余處。關(guān)于國(guó)營(yíng)林場(chǎng)森林

7、防火智能系統(tǒng)的市場(chǎng)接受度，據(jù)與行業(yè)內(nèi)較為資深的企業(yè)重慶海普市場(chǎng)部經(jīng)理的交流，現(xiàn)階段國(guó)營(yíng)林場(chǎng)安裝或意愿安裝智能防火系統(tǒng)的企業(yè)不足三成。根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)海搜，目前已經(jīng)安裝智能監(jiān)控防火系統(tǒng)的國(guó)家級(jí)森林公園的數(shù)量在40家左右，從海搜數(shù)據(jù)上來(lái)看，安裝或意向安裝森林防火智能系統(tǒng)的公園僅占全國(guó)森林公園的百分之五點(diǎn)二。但通過(guò)進(jìn)一步的抽樣調(diào)查，在全國(guó)范圍內(nèi)隨機(jī)抽出38家森林公園，發(fā)現(xiàn)其安裝或意圖安裝森林火災(zāi)智能監(jiān)控系統(tǒng)的公園有17家，智能監(jiān)控系統(tǒng)安裝或意向安裝比例超過(guò)百分之四十。長(zhǎng)三角地區(qū)這一比例尤高，超過(guò)五成。這就意味著在全國(guó)范圍內(nèi)，國(guó)家森林公園的意向或已安裝森林火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)的比例要高于國(guó)有林場(chǎng)10個(gè)百分點(diǎn)。5、森

8、林防火產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模由于森林火災(zāi)頻繁發(fā)生，造成巨大的人員傷亡與經(jīng)濟(jì)損失，各國(guó)對(duì)森林防火產(chǎn)業(yè)投入不斷加大，相關(guān)設(shè)備銷(xiāo)售額度不斷攀升，2006年全球森林防火產(chǎn)業(yè)銷(xiāo)售額1.24億美元，2007年達(dá)到1.37億美元增幅達(dá)到了10.6%,截至到2010年，全球森林防火設(shè)備銷(xiāo)售額每年的增長(zhǎng)率超過(guò)百分之十。如下圖所示：我國(guó)森林保有量占世界森林總量的百分之五，森林火災(zāi)次數(shù)每年超過(guò)1萬(wàn)次（十一五期間），我國(guó)森林防火產(chǎn)業(yè)近年來(lái)也有長(zhǎng)足的增長(zhǎng)，以2006年為例，全國(guó)森林防火產(chǎn)業(yè)工業(yè)生產(chǎn)值為4.6億元，到2010年其工業(yè)生產(chǎn)值增長(zhǎng)至6.8億元。具體見(jiàn)下表：下圖為產(chǎn)業(yè)盈利水平示意圖：鑒于我國(guó)林業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模相當(dāng)龐大，林業(yè)產(chǎn)

9、值在整個(gè)國(guó)家gdp中占有相當(dāng)比重，且每年因森林火災(zāi)造成重大直接/間接經(jīng)濟(jì)損失、人員傷亡，森林防火（預(yù)警監(jiān)測(cè)）市場(chǎng)體量較大，產(chǎn)業(yè)處于上升階段，存在高額商業(yè)利益，極具開(kāi)發(fā)的潛力。二、現(xiàn)有產(chǎn)品的技術(shù)路線(xiàn)（設(shè)備）森林防火是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程，涉及面較為廣泛，其概念包括森林火情預(yù)警、森林火情監(jiān)測(cè)、火災(zāi)的撲滅手段（設(shè)備）。每一種技術(shù)或概念既有相聯(lián)又有區(qū)別：森林火情預(yù)警：所謂火情預(yù)警是指在森林火災(zāi)實(shí)際發(fā)生前，對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的處理，如天氣的問(wèn)題、森林的干燥度、風(fēng)力的等級(jí)等，測(cè)算出近期森林火災(zāi)發(fā)生的概率。當(dāng)然，因雷擊造成的森林火災(zāi)時(shí)可以通過(guò)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行預(yù)測(cè)的，如美國(guó)/加拿大地面雷擊火監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（后文有詳細(xì)介紹）森

10、林火情監(jiān)測(cè)：森林火情監(jiān)測(cè)是指利用各種技術(shù)手段（如飛機(jī)巡航、紅外云臺(tái)監(jiān)測(cè)）對(duì)森林進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)火情發(fā)生時(shí)及時(shí)告警并持續(xù)監(jiān)測(cè)，以引導(dǎo)消防人員進(jìn)行撲救。森林火災(zāi)撲救手段：森林火災(zāi)撲滅手段多樣，既有高技術(shù)含量的林業(yè)飛機(jī)撒水/撒化學(xué)劑、發(fā)射滅火彈等也有一般性技術(shù)含量的手段如便攜式的風(fēng)力滅火機(jī)、各型號(hào)的割灌機(jī)等。公司目前所從事的為森林火情告警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，就現(xiàn)階段而言該領(lǐng)域按照技術(shù)難度（復(fù)雜程度）依次可分為：衛(wèi)星監(jiān)測(cè)、飛機(jī)（紅外）監(jiān)測(cè)、飛機(jī)（微波）監(jiān)測(cè)、地波雷達(dá)監(jiān)測(cè)、地面紅外云臺(tái)監(jiān)測(cè)、地面雷擊火監(jiān)測(cè)、地面視頻監(jiān)測(cè)等。五、公司紫外波段的技術(shù)背景日盲紫外波段（240-285nm）是光學(xué)研究領(lǐng)域的高峰，世界各

11、國(guó)不少研究機(jī)構(gòu)都希望在此方面有所突破，但就目前而言，真正實(shí)現(xiàn)突破并投入實(shí)際應(yīng)用的只有以色列公司及江蘇五維科技。日盲紫外波段，波長(zhǎng)約在240-285nm，該波段光子由太陽(yáng)發(fā)出后經(jīng)地球大氣層時(shí)，被臭氧層所吸收，因此在地球表面，自然情況下無(wú)此光源信號(hào)。日盲紫外波段（光源信號(hào)）具有特殊的性質(zhì)，如極強(qiáng)的破霧性、抗干擾能力等。基于以上種種特殊的性質(zhì)，該波段紫外探測(cè)技術(shù)可應(yīng)于多項(xiàng)領(lǐng)域。日前，該技術(shù)已成功應(yīng)用于電力巡線(xiàn)，對(duì)高壓線(xiàn)及輸變電設(shè)施的“電暈”進(jìn)行探測(cè)計(jì)數(shù)，相關(guān)的產(chǎn)品已投入市場(chǎng)，成績(jī)斐然。紫外波段探測(cè)技術(shù)對(duì)高溫物體相當(dāng)敏感，可應(yīng)用于森林火災(zāi)告警監(jiān)控，根據(jù)浦口實(shí)驗(yàn)的結(jié)果顯示，利用現(xiàn)有電暈探測(cè)模塊的探測(cè)器對(duì)

12、1立方米的火源進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在同一水平位置其有效距離可達(dá)到1.3公里，如將其置于高處，視角不受地形或遮蔽物的影響，探測(cè)距離應(yīng)該會(huì)有進(jìn)一步的提升。相對(duì)于現(xiàn)有森林火災(zāi)告警及監(jiān)控常見(jiàn)的設(shè)備紅外探測(cè)器而言，紫外探測(cè)器的優(yōu)點(diǎn)在于具有極強(qiáng)的破霧性和抗干擾能力，對(duì)多霧多雨的森林環(huán)境來(lái)說(shuō)，紫外探測(cè)器可以在環(huán)境上持續(xù)工作不受干擾。最為關(guān)鍵的一點(diǎn)是：日盲紫外探測(cè)模塊的森林火災(zāi)告警監(jiān)控系統(tǒng)的“虛警率”遠(yuǎn)低于同類(lèi)紅外產(chǎn)品。（紅外產(chǎn)品對(duì)溫度依賴(lài)度過(guò)高，在夏天氣溫高的情況下，極易出現(xiàn)誤報(bào)的現(xiàn)象）六、相關(guān)建議基于上一階段森林防火（監(jiān)控告警系統(tǒng)）相關(guān)資料的搜集分析，我們可以作出如下判斷：衛(wèi)星監(jiān)測(cè)（告警）森林火災(zāi)是目前科技含量最高

13、、復(fù)雜度最強(qiáng)、監(jiān)控范圍最廣的技術(shù)手段。衛(wèi)星監(jiān)控（森林火災(zāi)）一般是由國(guó)家政府層面來(lái)實(shí)施，五維科技作為公司來(lái)說(shuō)，不具備該項(xiàng)能力，也與公司目標(biāo)不符，我們不予考慮。飛機(jī)（無(wú)人機(jī)）林業(yè)巡航（監(jiān)測(cè)）作為機(jī)動(dòng)、高效的森林火災(zāi)監(jiān)控手段，在發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用較為常見(jiàn)，特別是美國(guó)及加拿大，由于飛機(jī)巡航成本較高，現(xiàn)階段我國(guó)絕大部分地區(qū)不宜采用此種手段，但值得注意的是，如將“日全盲紫外森林防火智能報(bào)警系統(tǒng)”應(yīng)用于中小型無(wú)人機(jī)上，其飛行成本相對(duì)低廉，存在潛在的市場(chǎng)。（注：沈陽(yáng)林業(yè)局防火辦已用無(wú)人機(jī)拍攝的方式進(jìn)行森林火災(zāi)監(jiān)測(cè))根據(jù)調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)較為主流的森林火災(zāi)監(jiān)控告警系統(tǒng)一般采取固定云臺(tái)的方式，比較主流的技術(shù)有：紅

14、外探測(cè)、視頻監(jiān)控、智能視頻監(jiān)控（煙霧識(shí)別市場(chǎng)接受度不高）。在與行業(yè)內(nèi)的廠(chǎng)家接觸過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)，目前市場(chǎng)對(duì)森林火災(zāi)監(jiān)控告警系統(tǒng)的接受度還有待提高，據(jù)海普公司業(yè)務(wù)經(jīng)理的介紹，國(guó)內(nèi)國(guó)有林場(chǎng)安裝或有意向安裝的企業(yè)不足3成。最主要的因素在于價(jià)格。比較而言，國(guó)家公園特別是知名景區(qū)對(duì)該技術(shù)的接受度相對(duì)高一些（前文已涉及）希望湖北易瓦特科技有限公司所研發(fā)的日盲紫外森林防火監(jiān)控系統(tǒng)可以考慮采取多模塊設(shè)置，至少有紅外模塊。有兩個(gè)理由：其一、雙模塊設(shè)置（紫外、紅外），兩個(gè)模塊交錯(cuò)使用，在紅外模塊可以有效進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)開(kāi)啟紅外模式，霧天、高溫等天氣時(shí)開(kāi)啟紫外模式，這樣可大大提高系統(tǒng)的使用壽命；其二、雙模塊設(shè)置可提高市場(chǎng)的接受度，作為一個(gè)新技術(shù)，市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的接受度到底有多高值得考慮，而在現(xiàn)有常見(jiàn)、成熟的技術(shù)上疊加新的技術(shù)可的規(guī)避一些市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。