一种基于森林火险的森林可燃物湿度自动调节系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于森林火险的森林可燃物湿度自动调节系统及其方法，该系统包括：自动喷洒装置、自动气象站、火险计算和判别装置。该种基于森林火险的可燃物湿度自动调节方法包括建立自动气象站，自动气象站将获得的数据传到火险计算与判别装置等等步骤。本系统和方法将森林火险自动计算装置与自动喷洒装置相联接，自动对需要调节可燃物湿度的区域进行调控，根据火险等级，可燃物干燥程度及火灾发生的危险性自动喷洒不同强度的水雾。
【专利说明】一种基于森林火险的森林可燃物湿度自动调节系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明专利涉及森林防火【技术领域】，尤其涉及一种基于森林火险的森林可燃物湿度自动调节系统及方法。
【背景技术】
[0002]森林可燃物是森林燃烧的基本条件，天气异常与森林可燃物变化相结合，森林火灾发生危险性有增加的趋势。森林火灾的发生和蔓延与可燃物尺寸、结构、组成、理化燃烧特性、载量、含水率等密切相关。可燃物的空间分布特征与森林火灾为行为特征密切相关，包括可燃物的水平分布和垂直分布，以及不同空间分布下的载量分布，对于火行为的强度和燃烧类型均有不同程度的影响。火险等级是表示火发生或潜在发生、蔓延和产生破坏作用的一个定量指标，可燃物湿度是影响森林火灾发生危险程度的最直接指标，可燃物越干燥，越容易被引燃，火蔓延速度越快，火强度越大。
[0003]怎么来预防森林火险的发生，目前还没有很好的方法，特别是利用可燃物湿度来控制火险的方法。
【发明内容】
[0004]本发明的系统基于自动气象站采集气象信息，基于气象信息对实时火险进行计算，一旦火险达到危险程度，则自动启动可燃物湿度调节装置进行洒水，根据不同的火险等级，启动不同的洒水强度，使得可燃物湿度控制在一个安全的范围。本装置适用于森林公园、森林保护重点区域、公路两侧等有资金投入保障的区域。
[0005]以往的可燃物管理措施多使用人工清理、机械清除、计划火烧等方法进行综合管理，现有的喷洒装置多用于农林的灌溉，如果用于可燃物湿度调控则需要根据经验进行人工调节。本系统将森林火险自动计算装置与自动喷洒装置相联接，自动对需要调节可燃物湿度的区域进行调控，根据火险等级，可燃物干燥程度及火灾发生的危险性自动喷洒不同强度的水雾。
[0006]为了达到预防火险的目的，本发明采用以下技术方案:
[0007]该种基于森林火险的森林可燃物湿度自动调节系统包括:自动喷洒装置、自动气象站、火险计算和判别装置，所述自动喷洒装置安装布设在森林保护重点区域，自动气象站与火险计算判别装置连接，火险计算和判别装置与自动喷洒装置连接，自动气象站获取气象信息，包括影响火险的相关因子，自动气象站将获取的气象信息传递给火险计算和判别装置，火险计算和判别装置根据不同区域采取的信息计算出火险发生的概率、可燃物干燥程度及火灾发生的危险性，并对该区域的火险进行分级，如果达到危险程度，火险计算和判别装置向自动喷洒装置发出火险信息，自动喷洒装置接受到信息后，根据不同的火险等级、可燃物干燥程度及火灾发生的危险性自动喷洒不同强度的水雾。
[0008]火险计算和判别装置计算火发生概率的方法时，可以使用国家森林火险等级系统的算法，也可以采用国外其他的算法。[0009]在一定区域内如果火险达到一定标准，达到较高森林火灾发生的危险程度，根据火险分级采取不同的喷洒强度，使得周边可燃物湿度保持在安全的范围。
[0010]优选的，所述自动气象站获取气象信息是从每日天气预报来获得。
[0011]优选的，所述基于森林火险的可燃物湿度自动调节系统还包括火险计算精度装置，自动气息站根据每日天气预报获取气象信息，包括影响火险的相关因子，火险计算精度装置对相关因子进行空间插值，以此来提高火险计算精度。如果为了简化计算过程，也可以不进行空间插值。
[0012]优选的，自动喷洒装与火险计算机和判别装置通过有线或者无线相连接。随着无线技术的发展，采用无线相连接这样可以避免了在地下预埋线路或者在空中架设线路。
[0013]该种基于森林火险的可燃物湿度自动调节方法，包括如下步骤:
[0014]步骤一、建立自动气象站，获得在森林保护重点区域影响火险的相关因子，包括气温、降水、相对湿度、风速、风向等；
[0015]步骤二、自动气象站将获得的数据传到火险计算与判别装置；
[0016]步骤三、火险计算与判别装置根据不同区域采取的信息计算出火险发生的概率、可燃物干燥程度及火灾发生的危险性，并对该区域的火险进行分级；火险计算和判别装置计算火发生概率的方法时，可以使用国家森林火险等级系统的算法，也可以采用国外其他的算法。
[0017]步骤四、如果火险计算与判别装置对该区域的火险达到设定的级别，火险计算与判别装置向布设在森林保护重点区域自动喷洒装置发出信号；
[0018]步骤五、自动喷洒装置接受到信息后，根据不同的火险等级、可燃物干燥程度及火灾发生的危险性自动喷洒不同强度的水雾。
[0019]在一定区域内如果火险达到一定标准，达到较高森林火灾发生的危险程度，根据火险分级采取不同的喷洒强度，使得周边可燃物湿度保持在安全的范围。
[0020]优选的，所述步骤一中自动气象站获得气象信息是从每日的天气预报中获得。
[0021]优选的，所述步骤一中获得气象信息后对不同气象因子进行空间插值，从而提高火险的计算精度。
[0022]优选的，所述步骤五中火险计算与判别装置向布设在森林保护重点区域自动喷洒装置发出信号是通过无线发出的。
[0023]本发明的有益效果在于:
[0024]本系统和方法将森林火险自动计算装置与自动喷洒装置相联接，自动对需要调节可燃物湿度的区域进行调控，根据火险等级，可燃物干燥程度及火灾发生的危险性自动喷洒不同强度的水雾。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本发明一种基于森林火险的森林可燃物湿度自动调节系统实施例的系统示意图；
[0026]图2为本发明一种基于森林火险的森林可燃物湿度自动调节系统实施例采用无线传输的系统示意图；
[0027]图3是本发明一种基于森林火险的森林可燃物湿度自动调节方法实施例的方法流程示意图；
[0028]图4是本发明一种基于森林火险的森林可燃物湿度自动调节方法实施例的增加了空间插值步骤的方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0030]实施例一，从图1得知，该种基于森林火险的森林可燃物湿度自动调节系统包括:自动喷洒装置1、自动气象站2、火险计算和判别装置3，所述自动喷洒装置为多个，安装布设在森林保护重点区域，自动气象站2与火险计算判别装置3连接，火险计算和判别装置3与自动喷洒装置I连接，自动气象站2获取气象信息，包括影响火险的相关因子，自动气象站2将获取的气象信息传递给火险计算和判别装置3，火险计算和判别装置3根据不同区域采取的信息计算出火险发生的概率、可燃物干燥程度及火灾发生的危险性，并对该区域的火险进行分级，如果达到危险程度，火险计算和判别装置3向自动喷洒装置I发出火险信息，自动喷洒装置I接受到信息后，根据不同的火险等级、可燃物干燥程度及火灾发生的危险性自动喷洒不同强度的水雾。
[0031]所述基于森林火险的可燃物湿度自动调节系统还包括火险计算精度装置4，该火险计算精度装置4可以与火险计算和判别装置3是一体的。自动气息站I本实施例根据每日天气预报获取气象信息，包括影响火险的相关因子，火险计算精度装置对相关因子进行空间插值，以此来提高火险计算精度。如果为了简化计算过程，也可以不进行空间插值。
[0032]火险计算和判别装置计算火发生概率的方法时，可以使用国家森林火险等级系统的算法，也可以采用国外其他的算法。
[0033]实施例二，如图2，自动喷洒装与火险计算机和判别装置通过无线相连接。其他设备没有发生变化，所以设备标示也一样。随着无线技术的发展，采用无线相连接这样可以避免了在地下预埋线路或者在空中架设线路。
[0034]实施例三，如图3，使用时，为一种基于森林火险的可燃物湿度自动调节方法，该方法包括如下步骤:
[0035]步骤一 101、建立自动气象站，获得在森林保护重点区域影响火险的相关因子，包括气温、降水、相对湿度、风速、风向等；本实施例中，自动气象站获得气象信息是从每日的天气预报中获得。
[0036]步骤二 102、自动气象站将获得的数据传到火险计算与判别装置；
[0037]步骤三103、火险计算与判别装置根据不同区域采取的信息计算出火险发生的概率、可燃物干燥程度及火灾发生的危险性，并对该区域的火险进行分级；
[0038]步骤四104、如果火险计算与判别装置对该区域的火险达到设定的级别，火险计算与判别装置向布设在森林保护重点区域自动喷洒装置发出信号；
[0039]步骤五105、自动喷洒装置接受到信息后，根据不同的火险等级、可燃物干燥程度及火灾发生的危险性自动喷洒不同强度的水雾。
[0040]实施例四，如图4得知，该实施例与实施例三基本相同，只是在步骤一中获得气象信息后对不同气象因子进行空间插值，从而提高火险的计算精度。
[0041]该方法包括如下步骤:[0042]步骤一 101、建立自动气象站，获得在森林保护重点区域影响火险的相关因子，包括气温、降水、相对湿度、风速、风向等；本实施例中，自动气象站获得气象信息是从每日的天气预报中获得。
[0043]步骤二 102、获得气象信息后对不同气象因子进行空间插值，从而提高火险的计算精度
[0044]步骤三103、自动气象站将获得的数据传到火险计算与判别装置；
[0045]步骤四104、火险计算与判别装置根据不同区域采取的信息计算出火险发生的概率、可燃物干燥程度及火灾发生的危险性，并对该区域的火险进行分级；
[0046]步骤五105、如果火险计算与判别装置对该区域的火险达到设定的级别，火险计算与判别装置向布设在森林保护重点区域自动喷洒装置发出信号；
[0047]步骤六106、自动喷洒装置接受到信息后，根据不同的火险等级、可燃物干燥程度及火灾发生的危险性自动喷洒不同强度的水雾。
[0048]以上实施例三和实施例四中火险计算与判别装置向布设在森林保护重点区域自动喷洒装置发出信号是通过无线发出的。
[0049]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种基于森林火险的森林可燃物湿度自动调节系统，其特征在于，该系统包括:自动喷洒装置、自动气象站、火险计算和判别装置，所述自动喷洒装置安装布设在森林保护重点区域，自动气象站与火险计算判别装置连接，火险计算和判别装置与自动喷洒装置连接，自动气象站获取气象信息，包括影响火险的相关因子，自动气象站将获取的气象信息传递给火险计算和判别装置，火险计算和判别装置根据不同区域采取的信息计算出火险发生的概率、可燃物干燥程度及火灾发生的危险性，并对该区域的火险进行分级，如果达到危险程度，火险计算和判别装置向自动喷洒装置发出火险信息，自动喷洒装置接受到信息后，根据不同的火险等级、可燃物干燥程度及火灾发生的危险性自动喷洒不同强度的水雾。
2.如权利要求1所述的一种基于森林火险的森林可燃物湿度自动调节系统，其特征在于，所述自动气象站获取气象信息是从每日天气预报来获得。
3.如权利要求1所述的一种基于森林火险的森林可燃物湿度自动调节系统，其特征在于，所述基于森林火险的可燃物湿度自动调节系统还包括火险计算精度装置，自动气息站根据每日天气预报获取气象信息，包括影响火险的相关因子，火险计算精度装置对相关因子进行空间插值，以此来提高火险计算精度。
4.如权利要求1所述的一种基于森林火险的森林可燃物湿度自动调节系统，其特征在于，自动喷洒装与火险计算机和判别装置通过有线或者无线相连接。
5.一种基于森林火险的森林可燃物湿度自动调节方法，其特征在于，该方法包括如下步骤: 步骤一、建立自动气象站，获得在森林保护重点区域影响火险的相关因子，包括气温、降水、相对湿度、风速、风向等； 步骤二、自动气象站将获得的数据传到火险计算与判别装置； 步骤三、火险计算与判别装置根据不同区域采取的信息计算出火险发生的概率、可燃物干燥程度及火灾发生的危险性，并对该区域的火险进行分级； 步骤四、如果火险计算与判别装置对该区域的火险达到设定的级别，火险计算与判别装置向布设在森林保护重点区域自动喷洒装置发出信号； 步骤五、自动喷洒装置接受到信息后，根据不同的火险等级、可燃物干燥程度及火灾发生的危险性自动喷洒不同强度的水雾。
6.如权利要求5所述的一种基于森林火险的森林可燃物湿度自动调节方法，其特征在于，所述步骤一中自动气象站获得气象信息是从每目的天气预报中获得。
7.如权利要求5所述的一种基于森林火险的森林可燃物湿度自动调节方法，其特征在于，所述步骤一中获得气象信息后对不同气象因子进行空间插值，从而提高火险的计算精度。
8.如权利要求5所述的一种基于森林火险的森林可燃物湿度自动调节方法，其特征在于，所述步骤五中火险计算与判别装置向布设在森林保护重点区域自动喷洒装置发出信号是通过无线发出的。
【文档编号】G05D22/02GK103885471SQ201410057157
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年2月20日 优先权日:2014年2月20日
【发明者】王明玉, 舒立福, 赵凤君, 田晓瑞 申请人:中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所