森林火災(zāi)突發(fā)性強(qiáng)、破壞性大,如何在廣袤�(fù)雜的林區(qū)�(shí)�(xiàn)高效�(jiān)�(cè)與快速響�(yīng),一直是全球林業(yè)管理的難題。隨著遠(yuǎn)距離�(wú)�(xiàn)�(shù)字微波技�(shù)的成�,這一技�(shù)正以超視距傳�、全天候穩(wěn)�、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)�(shì),成為森林防火領(lǐng)域的“千里�”�“順風(fēng)�”,為生態(tài)安全筑起智慧防線(xiàn)�
森林多分布于山地、峽谷等�(fù)雜地�,傳�(tǒng)有線(xiàn)布設(shè)施工困難且成本高�。遠(yuǎn)距離�(wú)�(xiàn)�(shù)字微波技�(shù)通過(guò)定向傳輸與自適應(yīng)組網(wǎng)能力,可跨越50-100公里的距�,在制高�(diǎn)架設(shè)基站�,配合高精度云臺(tái)與長(zhǎng)焦透霧鏡頭,實(shí)�(xiàn)半徑10公里范圍�(nèi)的火情識(shí)��
一�什么是�(yuǎn)距離�(wú)�(xiàn)�(shù)字微��
微波是頻率介�300MHz�300GHz的電磁波,該頻段頻帶�,能承載大量信息。遠(yuǎn)距離�(wú)�(xiàn)�(shù)字微波借助微波�(jìn)行通信�(shí),首先會(huì)將語(yǔ)�、圖�、數(shù)�(jù)等信�,通過(guò)信源編碼�(zhuǎn)�?yōu)�?shù)字信�(hào);隨�,采用調(diào)制技�(shù)把數(shù)字信�(hào)加載到微波載波上,讓微波信號(hào)的幅�、頻率或相位,按照數(shù)字信�(hào)的規(guī)律變�;經(jīng)功率放大后,由天�(xiàn)將信�(hào)�(fā)射出�。接收端天線(xiàn)捕捉到微波信�(hào),經(jīng)低噪聲放�、解�(diào),從微波載波中還原出原始�(shù)字信�(hào),再通過(guò)信源解碼恢復(fù)信息�
二��(yuǎn)距離�(wú)�(xiàn)�(shù)字微��(shè)備組�?
天線(xiàn):天�(xiàn)是發(fā)射和接收微波信號(hào)的關(guān)鍵設(shè)�。拋物面天線(xiàn)因增益高、方向性強(qiáng),在�(yuǎn)距離�(wú)�(xiàn)�(shù)字微波通信中較為常�,能有效增強(qiáng)信號(hào)�(qiáng)度,減少信號(hào)損��?
微波收發(fā)信機(jī):負(fù)�(zé)將基帶數(shù)字信�(hào)�(diào)制到微波載波上發(fā)射出�,并在接收端將微波信�(hào)解調(diào)為基帶數(shù)字信�(hào)�?
電源�(shè)�:為系統(tǒng)提供�(wěn)定的電力供應(yīng),在一些偏�(yuǎn)地區(qū),太�(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源供電設(shè)備應(yīng)用廣��
���(yuǎn)距離�(wú)�(xiàn)�(shù)字微�主要�(yōu)�(shì)
1. �(shù)�?jǐn)U頻抗干擾
采用5.8G�(kāi)放頻段的�(shù)�?jǐn)U頻微波技�(shù),通過(guò)智能濾波與信道優(yōu)�,可抵御雨雪、雷電等自然干擾�即使�惡劣的環(huán)境下,仍能保�20Mbps以上的高帶寬傳輸�
2. 超遠(yuǎn)距高精度定位
�(jié)�GIS地理信息系統(tǒng)與云�(tái)角度回傳�(shù)�(jù),微波傳輸網(wǎng)�(luò)可將火點(diǎn)定位誤差控制在百米級(jí)。例如某邊防�(xiàng)目配備的60倍光�(xué)變焦鏡頭,配合微波回傳的�(shí)�(shí)影像,可清晰�(shí)�6-10公里外的人員活動(dòng)軌跡�
3. 綠色能源與智能運(yùn)�
前端�(shè)備采用太�(yáng)能供電與自動(dòng)溫控�(shè)�(jì),在-50℃至80℃極端環(huán)境下持續(xù)工作,而冠航物�(lián)�(wǎng)�(wǎng)橋的“一鍵還�”�(zhuān)利技�(shù),可�(shí)�(xiàn)�(yuǎn)程故障自修復(fù),降低山區(qū)人工維護(hù)成本�
4. 建設(shè)成本相對(duì)較低
相比于鋪�(shè)光纖等有�(xiàn)通信方式,遠(yuǎn)距離�(wú)�(xiàn)�(shù)字微波無(wú)需挖掘地面、鋪�(shè)�(xiàn)�,大大降低了建設(shè)成本,尤其在地理?xiàng)l件復(fù)雜的區(qū)�,其�(yōu)�(shì)更為明顯�
四��(wú)�(xiàn)微波在森林防火中的典型場(chǎng)景應(yīng)�
�1�四川洪雅林場(chǎng):微波傳輸構(gòu)建全天候監(jiān)�(cè)�(wǎng)�(luò)?
四川洪雅縣國(guó)有林�(chǎng)依托�(yuǎn)距離�(shù)字微波技�(shù),構(gòu)建了覆蓋全林區(qū)的智能監(jiān)�(cè)系統(tǒng)。自 2019年起,林�(chǎng)�10�(gè)重點(diǎn)區(qū)域部署云�(tái)攝像�(jī)和卡口球�(jī),通過(guò)微波鏈路將實(shí)�(shí)�(jiān)�(cè)�(shù)�(jù)回傳至森林防火指揮中�。該系統(tǒng)利用微波傳輸距離�(yuǎn)的特性,在復(fù)雜山地環(huán)境中�(shí)�(xiàn)了無(wú)死角覆蓋,單�(gè)�(jiān)控點(diǎn)可覆蓋半徑數(shù)公里范圍�?
技�(shù)�(yōu)�(shì):采用拋物面天線(xiàn)增強(qiáng)信號(hào)�(qiáng)度,�(jié)合太�(yáng)能供電系�(tǒng)保障偏遠(yuǎn)�(diǎn)位持�(xù)�(yùn)�,解決了傳統(tǒng)有線(xiàn)傳輸施工難度�、成本高的問(wèn)題�?
�(yīng)用效果:通過(guò)微波�(shí)�(shí)回傳的雙光譜視頻,值班人員�24小時(shí)�(shí)別煙火特�,精�(zhǔn)定位火點(diǎn)。系�(tǒng)�(yùn)行以�(lái),林�(chǎng)�(shí)�(xiàn)連續(xù)61年無(wú)較大森林火災(zāi),監(jiān)�(cè)效率較人工巡�(hù)提升70%�?
�2�武漢新洲區(qū):微波組�(wǎng)�(shí)�(xiàn)立體防控?
武漢新洲區(qū)在徐古林區(qū)部署� “云科技” �(jiān)控系�(tǒng),創(chuàng)新融合遠(yuǎn)距離�(shù)字微波與智能傳感技�(shù)。系�(tǒng)在林區(qū)入口�(shè)置微波感�(yīng)�(yǔ)音提示器,當(dāng)人員�(chē)輛經(jīng)�(guò)�(shí)自動(dòng)觸發(fā)聲光�(yù)�,同�(shí)通過(guò)微波鏈路將數(shù)�(jù)同步至指揮中��
技�(shù)方案:構(gòu)� “空天地人” 立體�(jiān)�(cè)�(wǎng)�(luò),地面監(jiān)控點(diǎn)通過(guò)微波傳輸視頻�(shù)�(jù),無(wú)人機(jī)巡航�(huà)面實(shí)�(shí)回傳,形成多層次�(jiān)�(cè)體系。系�(tǒng)采用抗干擾能力強(qiáng)的數(shù)字調(diào)制技�(shù),在�(fù)雜電磁環(huán)境中保持�(wěn)定傳��?
�(yīng)用成效:相比傳統(tǒng)人工巡護(hù),該系統(tǒng)將火情發(fā)�(xiàn)�(shí)間縮短至5分鐘�(nèi),建�(shè)成本較鋪�(shè)光纖降低 60%�2022 年投入使用后,成功攔截違�(guī)用火行為 30 余起,實(shí)�(xiàn)“打早、打小、打�”的防控目�(biāo)�