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基于物联网的安全预警技术研究及应用

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      1.课题来源与背景: 1)项目研究可获得物联网在重要安全领域的商用化关键共性技术突破,对促进国家物联网新兴战略性产业发展具有重要意义。本项目研究的“基于物联网的安全预警技术研究及应用”,旨在通过深入研究城市轨道交通消防安全和林业生态安全领域的技术现状、发展趋势、面临的问题和关键技术,利用我国物联网产业政策优势和技术上国际同发优势,结合项目研究团队较好的前期研究基础,实现物联网在重要安全应用领域的商用化关键共性技术的突破。 2)项目研究可获得城市轨道交通消防安全领域的物联网应用重要关键技术突破,填补国内空白,促进行业技术与应用跨越式发展。目前,世界范围内的早期火灾探测技术均为吸入式烟雾光电探测,通过主动吸入早期初燃产生的烟雾微粒来识别火灾的发生,主要技术掌握在国外技术发达国家。而事实上,早期吸入式烟雾探测技术并不完全适合于城市轨道交通消防安全领域。本项目研究,将实现对城市轨道交通领域中早期初燃火灾的快速探测与准确识别,并运用无线传感网技术,分别在隧道、车站、车厢、主变电站等场所构建局域无线传感网火灾监控与预警系统。 3)项目研究可获得林业生态安全领域的物联网应用重要关键技术突破,填补国内空白,彻底变革完全依靠人工巡护的管理模式。森林防盗,是林业生态安全保护的重要内容之一,仅次于森林防火。由于森林地域较广、野外环境差,一般信息化技术难于有效实施。本项目研究,将实现低成本、高效率、全覆盖的物联网森林防盗监控与预警,建立起由林场、各级林业部门分级管控的全国性物联网安全预警平台,彻底摆脱人工巡护的困难局面,促进林业生态安全保护的技术创新与管理创新。 4)项目研究的关键技术突破对城市轨道交通消防安全技术进步及相关学科发展意义重大。本项目研究将针对我国城市轨道交通这一高速发展行业的消防安全应用,着力突破早期红外火灾探测及无线传感组网预警等重要关键技术,研制出早期红外火灾探测器、消防安全预警终端、物联网消防安全预警系统等产品,构建一个局域无线传感组网监控、广域物联组网预警的消防安全管控平台。 2.技术原理及性能指标: 提出了一种森林火灾监测与防控系统及其控制方法,实现了森林火灾监测与防控系统集成方法创新;提出了一种红外光谱人工智能模式识别算法模型,实现了森林早期火灾探测方法创新;提出了一种全向声音人工智能模式识别算法,实现了林业安全监测与预警技术创新;提出了一种传感网路由协议算法,实现了适应野外环境传感网的组网、路由及通信。 3.技术的创造性与先进性: 1)科技创新:2012年5月17日,教育部科技查新工作站(L02)的科技查新报告。查新结论为“综上所述,在国内公开的文献中,除本查新项目外,未见具有创新点1~4的森林火险灾传感网监测及预警系统报道。”注:该查新报告中查新的“创新点1~4”,正是本项目主要创新点的1~4。 2)研究了森林背景下的链锯盗伐声音识别方法及相关识别设备。实现高实时性、低成本、高识别率的森林盗伐监控与预警,彻底摆脱人工巡护的困难局面,促进林业生态安全保护的技术创新与管理创新。该项研究获得林业生态安全领域的关键技术突破,填补国内空白,实现我国林业安全保护技术的跨越式发展。此外,研究对声源识别技术领域的人工智能、模式识别的理论发展和技术进步具有重要意义。 4.技术的成熟程度,适用范围和安全性: 本项目针对林业生态防盗安全应用领域,通过对安全预警物联网共性关键技术的研究、早期红外火灾探测技术研究和声源防盗探测技术研究,实现了森林防盗行为探测技术的重要突破,研制出了适用于林业生态防盗安全物联网产品。通过关键技术研究,实现了林业生态防盗安全领域的无线传感网商用化的重要技术突破,形成了林业生态安全领域的自主知识产权,填补了国内空白。通过关键技术研究,研制出了林业生态防盗安全领域的物联网商用产品,推进了产业化发展,对促进我国物联网战略性产业发展在优先领域的应用起到良好的示范作用。 5.应用情况及存在的问题: 由于对项目的实际应用推广情况的定位不够精确,因此在项目产品的主要目标市场交通、林业、景区、电力、石化等应用领域,并没有并针对不同的应用领域作差异化细分,形成系列化产品,因此未能达到建立不同应用领域的物联网应用服务平台。 6.历年获奖情况: 1)2012年6月19日,重庆市科学技术委员会认定项目成果之一的“JTG-HW型火焰探测器”为重庆市高新技术产品(证书号12A219)、重庆市重点新产品(战略新兴产业)(产品编号2012-1-127)。 2)2009年8月,项目成果之一的GIS预警系统实用性很强受到中央电视台气象频道、重庆卫视、重庆晚报、重庆晨报、重庆商报等媒体高度关注。