摘要： "本文针对人为火源管理中存在的问题，提出了一种森林防火巡查和人员进山管理系统，具有多模式定位，实时通讯，脱机工作等特点，增加了巡逻的效率与安全性。该系统利用物联网技术实现对现场环境的实时监测，并将其与云端存储、人工智能等技术相结合，实现智能化的决策与指挥。本项目的研究成果将为我国森林火灾的溯源与侦查工作开辟一条新的途径，对提高我国人为火源的控制水平，维护森林资源与人民生命财产安全具有重要意义。
关键词： "林火巡护执法； "人员入山管理； "佩戴设备； "实时数据； "智能化决策
中图分类号： " S 762 " " " " " " " 文献标识码： " A " " " " " " " "文章编号：１００1 － 9499（２０24）04 － 0057 － 03
随着全球气候变暖，人类活动加剧，森林火灾已成为一种全球性的重大自然灾害。我国《森林防火条例》第三条明确指出：“森林防火工作实行预防为主、积极消灭的方针。”2024年由中共中央办公厅和国务院办公厅联合印发的《关于全面加强新形势下森林草原防灭火工作的意见》第11条也强调：“严格火源管控，严格落实用火审批、防火检查、日常巡护等常态化管控手段。”这份意见的实施对于全面提升我国森林草原防灭火工作水平具有重大意义。在林草火灾预防工作中，火源管理尤为关键，其中人为火源管理更是重中之重。因此，为应对当前及未来的森林防火挑战，加强人为火源管控能力、提升火源管控技术水平，已成为森林防火领域研究的重点方向。
加强森林防火巡查监管，加强对进山人员的管理，是森林防火工作的重点。因此，本项目拟研究一种林区人为运动坐标的运动轨迹定位方法，以实现对林火的追踪与侦破。
1 总体设计思路
整套系统共包含三个子系统。一是人员入山管理系统，包括人证识别和车辆识别设备，实现卡口的有效管理，迅速核实身份和信息，增强安全性和便捷性；二是可视化指挥调度系统，专为巡护人员设计，包括单人随身设备和采集站，实现现场数据的实时上传和接收调度指令，同时，指挥中心通过可视化界面实时掌握巡护动态；三是入山人员轨迹查询系统，通过手机APP软件提供轨迹查询功能，不仅节约使用成本，还方便个人管理和资源监管。这三个系统相互独立，可根据需要灵活配置和集成，形成全面高效的森林资源开发利用解决方案。
2 分系统功能与实现手段
2. 1 人员入山管理系统
人员入山管理系统主要用于识别和记录进出检查站、管护站及其他进出林区的必经卡口的人员身份信息和车辆信息，以确保对林区人员的有效管理和安全监控。
综合设计思路方面，该子系统计划通过无缝整合人脸识别与车牌识别系统，实现数据的统一管理与共享。在理想状态下，入山人员应首先通过身份证信息进行验证，随后利用人脸识别技术与身份证照片进行比对，确保身份的真实性。同时，系统需实时监控进出林区的人员和车辆，并自动记录相关信息，以便后续管理与追溯。在数据安全方面，该子系统还需对采集的个人面部信息和车辆信息进行加密处理，以保障数据传输与存储的安全性。
在实现方法上，该子系统已在林区入口安装了人脸识别设备和高清视频摄像头，这些设备利用红外成像技术和高清摄像技术捕捉面部图像和车牌信息。同时，身份证信息通过专用的身份证读卡器进行自动扫描与获取。在数据处理方面，系统运用了模式识别算法和深度学习技术，进行人脸图像与身份证照片的比对，以及车牌号码的自动识别。为提高识别准确率，系统还引入了多模态生物特征识别技术，确保在各种光照和角度条件下都能准确识别。
2. 2 可视化指挥调度系统
可视化指挥调度系统是专为巡护人员和上级管理部门设计的，其核心硬件组成包括单人随身设备和采集站。这些硬件设备通过集成先进的技术，旨在提高巡护工作的效率和安全性，为林区的有效管理和保护提供有力支持。
在硬件设计方面，单人随身设备融合了多模定位技术、实时数据通信、离线工作能力以及耐用性和便携性等特点。设备采用GPS/北斗双模定位系统，确保在各种环境下都能提供准确的定位信息。同时，设备支持公网通信技术，实现数据的实时传输，包括位置数据、音视频资料等，确保上级管理部门能实时掌握巡护情况。此外，设备还具备离线工作能力，在无网络环境下也能记录和存储关键数据，保证数据的完整性。在硬件材料的选择上，我们注重耐用性和防水性能，同时保持设备的轻便和便携性，以适应巡护人员长时间佩戴的需求。
采集站作为数据收集和传输的中枢节点，在系统中发挥着至关重要的作用。它具备高性能的中央处理单元和大容量的存储系统，能够高效处理来自单人随身设备的大量数据。采集站通过自动连接和通信机制，实时接收并预处理巡护数据，包括位置信息、音视频资料等，为上级管理部门提供实时、准确的数据支持。此外，采集站还具备数据转发功能，能够将处理后的数据及时上传至管理中心，实现信息的共享和协同工作。
在完成设计和实施后，可视化指挥调度系统将实现一系列功能。首先，通过单人随身设备的实时定位功能，可以精确掌握巡护人员的位置信息，为快速响应和决策提供有力支持。其次，实时数据通信功能使得巡护人员和管理部门之间能够实时交流和协作，提高工作效率。此外，系统还具备音视频资料的实时上传和存储功能，为后续的案件分析和决策提供有力证据。同时，通过采集站的数据收集和处理功能，管理部门可以获取全面的巡护数据，进行统计分析和趋势预测，为林区的长期管理提供科学依据。
2. 3 入山人员轨迹查询系统
入山人员轨迹查询系统，是一款专为非本地林业工作人员设计的手机app应用软件，旨在记录其入山轨迹。该应用采取弱功能客户端的设计思路，提供简洁、易用的操作界面，同时确保后台运行的稳定性和数据的安全性。
在设计思路上，该APP应能实现自动后台运行功能，用户无需进行复杂操作，即可在后台持续记录用户的移动轨迹。同时，为减少手机电量消耗，APP将引入智能电量管理策略，根据手机电量情况动态调整数据采集和上传频率。在数据传输方面，APP将采用先进的加密技术，确保数据在传输过程中的安全性，防止数据泄露。
在实现方法上，APP采用GPS/北斗双模定位技术，确保轨迹记录的准确性；通过优化数据传输算法，降低数据传输延迟和丢包率；采用先进的加密算法和协议，保障数据在传输和存储过程中的安全性。此外，APP还支持轨迹回放、数据分析等高级功能，为管理部门提供可靠的技术支撑。
3 系统总平台设计与功能整合
林火巡护执法与人员入山管理系统平台是一个集成入山管理系统、可视化指挥调度系统和入山人员轨迹查询系统的应用软件平台。
在平台设计方面，采用了整合与模块化设计思路，构建了统一的管理平台，实现各子系统间的数据共享与协同工作。实时数据采集与处理是系统的基础功能，通过物联网技术实时获取入山人员的身份信息和位置数据，并利用高效算法进行实时处理与分析。同时，采用云存储或分布式数据库技术确保数据的安全存储与高效管理。
在智能化指挥调度方面，系统集成了人工智能技术，能够自动分析数据，为指挥调度提供决策支持。多维数据可视化技术的运用，直观展示了人员位置、移动轨迹、区域风险等信息，增强了指挥调度的直观性和准确性。
在实现方式上，人员入山管理系统通过身份认证与权限控制机制，确保人员身份的真实可靠，并实现入山申请的在线审批与实时管理。可视化指挥调度系统集成了视频监控、通信指挥等功能，实现视频数据的快速检索、回放以及多维数据的融合展示。入山人员轨迹查询系统利用GPS/北斗双模定位技术，实时采集并上传入山人员的位置信息，用户可通过Web界面或移动应用查询和回放轨迹数据。
4 总 结
本文研究了一种林火巡护执法与人员入山管理系统平台。该平台通过整合多模式定位、实时通讯和脱机工作等技术，显著提升了巡逻效率和安全性。同时，该平台也为森林火灾的溯源与侦查开辟了新的途径，进一步提高了人为火源的控制水平，有效维护了森林资源和人民生命财产安全。通过整合与模块化设计，各子系统间的数据实现了共享与协同工作，从而为林火巡护执法与人员入山管理提供了更为可靠的技术支撑。
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