利用二維碼技術主動監(jiān)測森林火險方法研究

摘要：基于林區(qū)村莊輸電線路的線桿，收集線桿的點位信息，形成二維碼回歸點位。運用智能手機的微信小程序，形成線桿點位信息數(shù)據(jù)庫。當森林存在火險隱患時，通過大眾參與掃碼報警，實現(xiàn)對森林火災潛在隱患的管理。關鍵詞：二維碼；輸電線路；森林火險森林火災在于預防[1]，輸電線路的潛在火災風險是森林防火工作中的一部分[2]。可運用智能手機的微信小程序，利用無處不在的微信掃碼，實現(xiàn)對森林火災潛在隱患的管理。二維碼中包含整個電線桿的各類信息以及周邊植被的信息，可以實時掃碼獲取電線桿的各類有效信息，提供實時掃碼上傳預警信息功能，匯總林火隱患信息，更加有效進行森林林火潛在隱患的管理。一、二維碼監(jiān)測服務系統(tǒng)功能（一）信息采集收集林區(qū)村莊輸電線路布設信息，包括線路走向、長度、電壓等級、供電范圍等。對每條線路上的線桿、轉接桿、變壓器等供電設施進行詳細調(diào)查，確定每一個監(jiān)測點的位置，并在每個監(jiān)測點處張貼二維碼管理標牌。每個二維碼中包含該監(jiān)測點的管轄責任單位、主管責任人、聯(lián)系電話、線路信息、電桿編號、經(jīng)緯度等內(nèi)容以及周邊植被的類型、密度、高度、干濕程度等信息。這些信息通過微信小程序上傳到管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，形成一個完整的信息采集網(wǎng)絡，為后續(xù)的監(jiān)測預警、火情研判、撲火指揮等工作提供數(shù)據(jù)支撐。（二）現(xiàn)場設備為了構建基于二維碼的潛在森林林火隱患管理系統(tǒng)，需要制作一定數(shù)量的二維碼掛牌，作為監(jiān)測點的標識和信息載體，二維碼掛牌的制作和安裝要求如下。材料選擇：二維碼掛牌以不銹鋼材料制成，具有耐久性強、防火防水、不易褪色等特點，適合在戶外長期使用。制作工藝：二維碼用激光刻蝕的方法刻在不銹鋼板上，保證二維碼的清晰度和識別率。同時，不銹鋼板上還刻有相關公眾號信息及文字，方便用戶了解和關注該系統(tǒng)的功能和動態(tài)。二維碼內(nèi)容：每個二維碼中包含該監(jiān)測點的管轄責任單位、主管責任人、聯(lián)系電話、線路信息、電桿編號、經(jīng)緯度等內(nèi)容以及周邊植被的類型、密度、高度、干濕程度等信息。這些信息通過微信小程序上傳到管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，形成一個完整的信息采集網(wǎng)絡，為后續(xù)的監(jiān)測預警、火情研判、撲火指揮等工作提供數(shù)據(jù)支撐。安裝位置：二維碼掛牌固定在電力設施上（桿、塔）或者周邊醒目之處，確保標牌牢固、清晰、易于掃描。（三）數(shù)據(jù)采集為了構建基于二維碼的潛在森林林火隱患管理系統(tǒng)，需要建立一個有效的數(shù)據(jù)采集和傳輸機制，保證隱患和火情的及時發(fā)現(xiàn)和上報。數(shù)據(jù)采集的主要方式有兩種：主動巡護和被動報警。主動巡護：指由專業(yè)的巡護人員定期對核心區(qū)的輸電線路進行巡查，檢查每個監(jiān)測點的二維碼掛牌是否完好以及周邊植被的狀況是否正常[3]。巡護人員可以使用微信小程序掃描每個監(jiān)測點的二維碼，獲取該監(jiān)測點的基本信息，并與管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫進行比對，確認是否有數(shù)據(jù)更新或異常。如果發(fā)現(xiàn)有隱患或火情，巡護人員可以通過微信小程序提交報警，包括事件類型、位置、時間、描述、照片等信息，管理系統(tǒng)會根據(jù)事件的緊急程度和處理狀態(tài)，進行相應的響應和指揮。被動報警：指由非專業(yè)的路人或其他人員在發(fā)現(xiàn)電力設施存有隱患或者發(fā)生火情時，主動用手機對不銹鋼掛牌上的二維碼進行掃碼，并提交報警。這種方式可以擴大數(shù)據(jù)采集范圍和頻率，提高隱患和火情的發(fā)現(xiàn)率和及時率。被動報警的流程與主動巡護類似，只是報警人員不需要進行數(shù)據(jù)比對，只需掃碼并提交報警事件即可。管理系統(tǒng)會對報警事件進行審核和驗證，防止虛假或重復報警，同時進行相應的響應和指揮。（四）數(shù)據(jù)傳輸報警人使用手機將報警信息通過4G/5G網(wǎng)絡提交到服務器，報警信息中包含報警人電話、位置、描述、現(xiàn)場照片、電力設施編號等。無線網(wǎng)絡：報警人使用手機將報警信息可以通過4G/5G網(wǎng)絡提交到服務器，報警信息中包含了報警人電話、位置、描述、現(xiàn)場照片、電力設施編號等。服務器收到報警信息后，會進行驗證和分析，根據(jù)事件的緊急程度和處理狀態(tài)，進行相應的響應和指揮。報警人電話：報警人的手機號碼，用于與報警人進行聯(lián)系和確認以及發(fā)送報警結果和反饋。位置：報警人所在的地理位置，可以通過手機的定位功能自動獲取，也可以手動輸入或選擇。位置信息包括經(jīng)度、緯度、海拔等坐標數(shù)據(jù)以及具體的地名、地址等描述信息。位置信息用于確定報警事件的發(fā)生地點以及安排最近的撲火隊伍和設備。事件描述：報警人對報警事件的簡要描述，包括事件的類型、原因、規(guī)模、危害等信息。描述信息用于判斷報警事件的緊急程度和處理狀態(tài)以及制定合適的撲火方案和措施?，F(xiàn)場照片：報警人拍攝的報警事件現(xiàn)場照片，用于直觀展示報警事件的情況以及輔助描述信息的解釋和驗證。現(xiàn)場照片還可以通過人工智能識別技術，分析報警事件的特征和參數(shù)以及周邊植被的類型、密度、高度、干濕程度等信息。電力設施編號：報警人掃描的不銹鋼掛牌上的二維碼中包含電力設施的編號，用于確定報警事件的發(fā)生位置和范圍以及與管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫進行比對，獲取該監(jiān)測點的管轄責任單位、主管責任人、聯(lián)系電話、線路信息、經(jīng)緯度等內(nèi)容以及周邊植被的類型、密度、高度、干濕程度等信息。（五）監(jiān)控服務器為了構建基于二維碼的潛在森林林火隱患管理系統(tǒng)，需要建立一個強大的監(jiān)控服務器，負責存儲、處理和分析各個電力設施的基本信息和報警信息。數(shù)據(jù)庫管理：監(jiān)控服務器端使用關系型數(shù)據(jù)庫來存儲各個電力設施的基本信息，包括桿塔形狀、所屬單位（責任人）、管護人、管護人電話、桿塔編號等。這些信息通過微信小程序上傳到管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，形成一個完整的信息采集網(wǎng)絡，為后續(xù)的監(jiān)測預警、火情研判、撲火指揮等工作提供數(shù)據(jù)支撐。報警軟件：監(jiān)控服務器端運行報警軟件，接收來自報警人的報警信息，包含報警人電話、位置、描述、現(xiàn)場照片、電力設施編號、報警日期時間等。報警軟件將這些信息與數(shù)據(jù)庫中電力設施（桿塔）數(shù)據(jù)相對應，保存報警事件。報警軟件還可以進行驗證和分析，根據(jù)事件的緊急程度和處理狀態(tài)，進行相應的響應和指揮。數(shù)據(jù)分析：監(jiān)控服務器端提供報警歷史記錄下載與分析功能，可以對報警事件進行統(tǒng)計、分類、排序、篩選、查詢等操作，以便于了解報警事件的發(fā)生頻率、分布、原因、影響等情況以及評估報警系統(tǒng)的效果和效率。數(shù)據(jù)分析可以使用可視化工具來展示，以便于觀察和理解數(shù)據(jù)的變化和趨勢。（六）二維碼及小程序為了構建基于二維碼的潛在森林林火隱患管理系統(tǒng)，需要制作一種專有的二維碼，用于標識每個監(jiān)測點的電力設施，并攜帶相關的信息。這種二維碼可以通過微信小程序掃描，跳轉到對應的小程序頁面，實現(xiàn)隱患和火情的報警和查詢功能。二維碼制作：根據(jù)前期科研人員對電力設施進行的實地調(diào)研結果，通過小程序參數(shù)制作平臺制作包含設備唯一標識（必須）、位置信息（必須）、防火責任人（可選）、設備責任人（可選）等的專有二維碼。設備唯一標識用于區(qū)分不同電力設施的編號，位置信息用于確定電力設施的地理坐標，防火責任人和設備責任人用于聯(lián)系和協(xié)調(diào)相關人員。這些信息可以通過小程序參數(shù)制作平臺的模板功能，批量生成和導出二維碼圖片。二維碼安裝：將制作好的二維碼掛牌固定在電力設施上（桿、塔）或者周邊醒目之處，確保標牌牢固、清晰、易于掃描。為了能方便可靠掃碼，根據(jù)二維碼牌離路的遠近，二維碼大小尺寸會有所調(diào)整。如果牌離路比較遠，二維碼尺寸就需要大一點，反之則小。小程序開發(fā)：開發(fā)一個專用的微信小程序，用于實現(xiàn)基于二維碼的潛在森林林火隱患管理系統(tǒng)的功能。小程序的主要功能包括：掃描二維碼，獲取電力設施的基本信息和周邊植被的信息、提交報警事件、查詢報警歷史記錄、查看報警統(tǒng)計分析等。小程序使用：用戶可以通過微信掃一掃功能，掃描電力設施上的二維碼，進入小程序的對應頁面，實現(xiàn)隱患和火情的報警和查詢功能。二、主動掃碼實時上報預警潛在森林林火隱患事件該功能可以實現(xiàn)利用手機微信“掃一掃”，獲取該電線桿各類信息的功能。電線桿的基本信息：桿塔形狀、所屬單位（責任人）、管護人、管護人電話、桿塔編號、高度、經(jīng)度、維度、海拔信息等。電線桿周圍植被信息：喬木、灌木、枯落物等信息。周圍植被數(shù)據(jù)來源于森林二類調(diào)查數(shù)據(jù)，隨著調(diào)查的不斷進行，會對電線桿周圍的植被信息進行不間斷更新，保證掃描出的信息為最新數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會對比周圍的喬木高度以及電線桿高度。該功能可以實現(xiàn)人員在路過電線桿時，如果發(fā)現(xiàn)可能導致發(fā)生林火的因素或者直接發(fā)現(xiàn)火情，可以掃描電線桿上的二維碼，進行預警信息或林火信息的填寫，報警人使用手機將報警信息通過4G/5G網(wǎng)絡提交到服務器，報警信息中包含報警人電話、位置、描述、現(xiàn)場照片、電力設施編號等。終端人員收到信息之后，會立即派出相應人員進行相應處理，系統(tǒng)提供報警歷史記錄下載與分析功能。三、該方法的優(yōu)缺點（一）網(wǎng)點密集，便于火險監(jiān)測報警森林火災大部分都是人為造成[4]。2004年，國家實施“村村通”系統(tǒng)工程，包括公路、電力、生活和飲用水、電話、網(wǎng)絡等。通電是其中之一，有人居住的地方，就會有輸電線路。因此，本文所指的二維碼監(jiān)測點是基于輸電線路的線桿點位，與人員居住密集性相關，便于火情及隱患的監(jiān)測和報警。（二）掃碼報警便捷一旦遇到森林火災，很多人會慌亂，不知該如何處理，可能一時忘記報警電話，或忘記打電話報警。本文中提到的報警二維碼就張貼在輸電線桿上很顯眼的位置，時刻提醒人們“有情況從這里報警”。因此，該方法是一種即便捷又高效的報警方法[5]。（三）維護費用低該方法是通過微信小程序來實現(xiàn)大數(shù)據(jù)的聯(lián)通和互動，不需要大型設備，更不需要輸電維護和保養(yǎng)維護，所需要的費用只有微信小程序的年費。同時，該小程序可以覆蓋整個區(qū)域[6]。（四）挖掘了森林火險潛在參與人員我國南方很多林區(qū)在推行“防火碼”，在進入森林的路口進行掃碼登記，一旦發(fā)生火災，便于梳理人為火災的責任人[7]。本文所指的二維碼報警方法與南方的“防火碼”對比，減少了數(shù)據(jù)篩選過程，直接實現(xiàn)掃碼報警