森林火災(zāi)突發(fā)性強(qiáng)、破壞性大，如何在廣袤復(fù)雜的林區(qū)實(shí)現(xiàn)高效監(jiān)測與快速響應(yīng)，一直是全球林業(yè)管理的難題。隨著遠(yuǎn)距離無線數(shù)字微波技術(shù)的成熟，這一技術(shù)正以超視距傳輸、全天候穩(wěn)定、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)勢，成為森林防火領(lǐng)域的“千里眼”與“順風(fēng)耳”，為生態(tài)安全筑起智慧防線。

 

森林多分布于山地、峽谷等復(fù)雜地形，傳統(tǒng)有線布設(shè)施工困難且成本高昂。遠(yuǎn)距離無線數(shù)字微波技術(shù)通過定向傳輸與自適應(yīng)組網(wǎng)能力，可跨越50-100公里的距離，在制高點(diǎn)架設(shè)基站后，配合高精度云臺與長焦透霧鏡頭，實(shí)現(xiàn)半徑10公里范圍內(nèi)的火情識別。

 

一、什么是遠(yuǎn)距離無線數(shù)字微波？

微波是頻率介于300MHz至300GHz的電磁波，該頻段頻帶寬，能承載大量信息。遠(yuǎn)距離無線數(shù)字微波借助微波進(jìn)行通信時，首先會將語音、圖像、數(shù)據(jù)等信息，通過信源編碼轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號；隨后，采用調(diào)制技術(shù)把數(shù)字信號加載到微波載波上，讓微波信號的幅度、頻率或相位，按照數(shù)字信號的規(guī)律變化；經(jīng)功率放大后，由天線將信號發(fā)射出去。接收端天線捕捉到微波信號，經(jīng)低噪聲放大、解調(diào)，從微波載波中還原出原始數(shù)字信號，再通過信源解碼恢復(fù)信息。

 

二、遠(yuǎn)距離無線數(shù)字微波設(shè)備組成?

天線：天線是發(fā)射和接收微波信號的關(guān)鍵設(shè)備。拋物面天線因增益高、方向性強(qiáng)，在遠(yuǎn)距離無線數(shù)字微波通信中較為常用，能有效增強(qiáng)信號強(qiáng)度，減少信號損耗。?

 

微波收發(fā)信機(jī)：負(fù)責(zé)將基帶數(shù)字信號調(diào)制到微波載波上發(fā)射出去，并在接收端將微波信號解調(diào)為基帶數(shù)字信號。?

 

電源設(shè)備：為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)，在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，太陽能、風(fēng)能等可再生能源供電設(shè)備應(yīng)用廣泛。

 

三、遠(yuǎn)距離無線數(shù)字微波主要優(yōu)勢

1. 數(shù)字?jǐn)U頻抗干擾  

采用5.8G開放頻段的數(shù)字?jǐn)U頻微波技術(shù)，通過智能濾波與信道優(yōu)化，可抵御雨雪、雷電等自然干擾，即使在惡劣的環(huán)境下，仍能保持20Mbps以上的高帶寬傳輸。

 

2. 超遠(yuǎn)距高精度定位  

結(jié)合GIS地理信息系統(tǒng)與云臺角度回傳數(shù)據(jù)，微波傳輸網(wǎng)絡(luò)可將火點(diǎn)定位誤差控制在百米級。例如某邊防項(xiàng)目配備的60倍光學(xué)變焦鏡頭，配合微波回傳的實(shí)時影像，可清晰識別6-10公里外的人員活動軌跡。

 

3. 綠色能源與智能運(yùn)維  

前端設(shè)備采用太陽能供電與自動溫控設(shè)計，在-50℃至80℃極端環(huán)境下持續(xù)工作，而冠航物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)橋的“一鍵還原”專利技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障自修復(fù)，降低山區(qū)人工維護(hù)成本。

 

4. 建設(shè)成本相對較低

相比于鋪設(shè)光纖等有線通信方式，遠(yuǎn)距離無線數(shù)字微波無需挖掘地面、鋪設(shè)線纜，大大降低了建設(shè)成本，尤其在地理?xiàng)l件復(fù)雜的區(qū)域，其優(yōu)勢更為明顯。

 

四、無線微波在森林防火中的典型場景應(yīng)用

（1）四川洪雅林場：微波傳輸構(gòu)建全天候監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)?

四川洪雅縣國有林場依托遠(yuǎn)距離數(shù)字微波技術(shù)，構(gòu)建了覆蓋全林區(qū)的智能監(jiān)測系統(tǒng)。自 2019年起，林場在10個重點(diǎn)區(qū)域部署云臺攝像機(jī)和卡口球機(jī)，通過微波鏈路將實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)回傳至森林防火指揮中心。該系統(tǒng)利用微波傳輸距離遠(yuǎn)的特性，在復(fù)雜山地環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了無死角覆蓋，單個監(jiān)控點(diǎn)可覆蓋半徑數(shù)公里范圍。?

技術(shù)優(yōu)勢：采用拋物面天線增強(qiáng)信號強(qiáng)度，結(jié)合太陽能供電系統(tǒng)保障偏遠(yuǎn)點(diǎn)位持續(xù)運(yùn)行，解決了傳統(tǒng)有線傳輸施工難度大、成本高的問題。?

應(yīng)用效果：通過微波實(shí)時回傳的雙光譜視頻，值班人員可24小時識別煙火特征，精準(zhǔn)定位火點(diǎn)。系統(tǒng)運(yùn)行以來，林場實(shí)現(xiàn)連續(xù)61年無較大森林火災(zāi)，監(jiān)測效率較人工巡護(hù)提升70%。?

 

（2）武漢新洲區(qū)：微波組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)立體防控?

武漢新洲區(qū)在徐古林區(qū)部署的 “云科技” 監(jiān)控系統(tǒng)，創(chuàng)新融合遠(yuǎn)距離數(shù)字微波與智能傳感技術(shù)。系統(tǒng)在林區(qū)入口設(shè)置微波感應(yīng)語音提示器，當(dāng)人員車輛經(jīng)過時自動觸發(fā)聲光預(yù)警，同時通過微波鏈路將數(shù)據(jù)同步至指揮中心。

技術(shù)方案：構(gòu)建 “空天地人” 立體監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，地面監(jiān)控點(diǎn)通過微波傳輸視頻數(shù)據(jù)，無人機(jī)巡航畫面實(shí)時回傳，形成多層次監(jiān)測體系。系統(tǒng)采用抗干擾能力強(qiáng)的數(shù)字調(diào)制技術(shù)，在復(fù)雜電磁環(huán)境中保持穩(wěn)定傳輸。?

應(yīng)用成效：相比傳統(tǒng)人工巡護(hù)，該系統(tǒng)將火情發(fā)現(xiàn)時間縮短至5分鐘內(nèi)，建設(shè)成本較鋪設(shè)光纖降低 60%。2022 年投入使用后，成功攔截違規(guī)用火行為 30 余起，實(shí)現(xiàn)“打早、打小、打了”的防控目標(biāo)。