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野生珍稀动植物保护防护系统与自然保护区组网解决方案

 ​ 中国正在向绿色、环保、可持续转型,保护生态环境与生物多样性就是保护生产力,改善生态环境就是发展生产力。良好生态环境是最公平的公共产品,是最普惠的民生福祉。我们要建设的现代化是人与自然和谐共生的现代化,既要创造更多物质财富和精神财富以满足人民日益增长的美好生活需要,也要提供更多优质生态产品以满足人民日益增长的优美生态环境需要。

 

  习近平总书记指出:“生物多样性关系人类福祉,是人类赖以生存和发展的重要基础。”人类的生存和发展,离不开健康的生态系统,生态兴则文明兴。要加快建立以国家公园为主体的自然保护地体系,有效保护野生动物栖息地、迁徙通道;不断完善相关法律法规,严格监管,严厉打击滥捕滥猎违法犯罪行为,斩断非法利益链。
  国家公园或自然保护区大都地处偏远的山地、林地、荒漠、河流或者湿地等地方,这些地区的保护不但对于保持生物的多样性起着至关重要的作用,在气候调节、生态屏障、旅游开发与发展经济等诸多方面也有着重要的意义。当下,如何利用现代化的科技做好林地、湿地、山地等自然保护区的保护工作,成为保护珍稀野生动植物和生态环境的首要问题。
  经调查,全国各地的国家公园和自然保护区大都大大小小建设了部分监控、监测系统,但因投资有限且建设难度太高,都难以形成规模,完全不能满足全面监控和防护的需要。分析其原因,主要有如下几点难题使得野生珍稀动植物保护网络化监控系统建设难以实现:
  1、地域广:山地、林地等自然保护区的特点,越是人迹罕至的地方,越需要监控或收集生态信息,信息点位分散,相邻信息点之间间隔几十公里很正常,用常规方式建设监控保护系统,建设成本过高,并且极易遭到破坏,甚至根本无法实现。
  2、系统多:各类信息收集,需要不同的系统配合(双光谱视频监控、野保相机、周电子桩等),但是针对数据传输方面,难以统一,需要重复建设多种链路解决传输,经济性大打折扣。
  3、维护难:在地广人稀的保护区内,信息点位分布又分散,如果不采用品质过硬的设备,仅后期维护跑现场都是一笔非常大的开支,不仅浪费大量人工和时间,系统的使用效果还大打折扣。
  具体来说,自然保护区内部署监控、监测系统,最主要难点就是终端信息点的联网,还有设备野外环境长期使用的供电问题。随着太阳能及风力发电系统的成熟和普及,供电问题在很多地方都可以解决了,但如何联网一直是此类系统难以落地的最大难题。有没有高性价比解决方案能解决自然保护区的联网问题呢?
  采用城市内常用的光缆为主的组网方式,在自然保护区是完全行不通的,主要原因是:
  1)、农户协调困难
  无论埋管安装或者立杆架设光缆,都需要与沿途的村庄和农户协调,埋管铺设需要建设竖井用于维护,立杆则更是需要与途径地块农户协商才能完成。而今村庄和农户的协调越来越困难,除了越来越高昂的一次性建设费用以外,有些农户还会提出每年支付“租金”,不付清费用甚至会有极端情况出现,破坏光缆。
  2)、光缆易遭破坏
  立杆架设光缆相对埋管安装成本稍低,但是由于架空明线很容易被过往车辆剐断,造成系统断网事故;即使埋管在地下,也有可能因为村镇施工挖沟等造成光缆损坏,造成短时甚至长时间的断网。自然灾害(山洪、泥石流等)也会导致光缆的破坏,还有人为原因导致的光缆电缆断网,如遭到不法分子的盗窃割断。而且因为地处偏僻,一旦遭到破坏,其修复的难度更大、成本更高、耽误时间也更长。
  3)、造价高昂
  光缆本身的材料成本其实并不高,但是挖沟埋管安装或者立杆架设的成本却因为人工成本、租用挖沟机吊车等方面成本的上升而逐年上升,动辄每公里几万元的建设成本,推高了系统整体造价。在山地、林地和湿地自然保护内铺设光缆,暂不论政策是否允许,其造价可能是城市建设成本的数倍,动辄几万元每公里的高昂的代价不是IT系统可承受的。
  4)、施工周期长
  光缆挖沟埋管安装或者立杆架设施工的难度非常大,特别是在农村及偏僻的野外地区,动辄数月数年的施工时间,可能项目还未交付前面铺设的光缆就已经损坏。
  综上所述,采用光缆这种方式其实是造价高、周期长,还不利于后期的使用和维护,造成整个系统可靠性和可用性下降。很显然,自然保护区与国家公园这种环境条件,无线通信系统的优势明显——施工周期短、部署容易、费用较低且更方便升级扩容与维护。
  可能有人会担心无线系统的可靠性,其实,无线通信系统和光通信系统一样,都有优劣之分,都有高中低端配置,真正专业的无线通信系统同样可靠稳定,甚至比光缆链路更可靠!并且,使用无线技术无疑是成本最低、最快速而高效的解决方案,但使用哪种无线技术才是本项目最合适的方案呢?
  使用现在热门的“无线公网技术—4G\5G”技术来组网,对于自然保护区来说是完全无法实现的。熟悉自然保护区环境的用户可能非常有体会,受制于接入局限(运营商基站覆盖效果)、带宽局限(运营商基站接入能力)、费用高企(流量包计费长期使用是无法承受的)、安全问题(公网接入)等,4G\5G是无法应用于这种项目的。
  无线技术的另一分支——WiFi技术迅猛发展,使其成为理想的局域网延伸系统,但利用2.4G\5.8G WiFi系统作为组建城域网方案,它也有着先天的不足:通信距离太短、视频容量不足,根本无法满足自然保护区的组网需求。
  新竹科技结合多年景区、公园、水利、石油等行业野外区域无线组网经验,总结了最适合自然保护区野生动植物保护使用的无线专网方案。方案的核心是iMAX 5G无线城域网专网的应用:
  iMAX无线城域网系统设计的目标就是解决室外环境超远距离网络互联的,各系列设备通信距离都很远。其中,作为野外通讯骨干网的有iMAX-6000,作为接入网的有iMAX-8000多个系列等。同时,还有室外特种WiFi双模网关iMAX-AGC600系统,可为信息点现场附近几百米范围内多种WiFi终端信息提供WiFi连接。
  *通信距离:可视条件下,即使是最小型集成天线的iMAX 5G专用通信系统,边缘接入点对多点覆盖模式下,也可以轻松实现半径10公里甚至30公里的覆盖需求;点对点模式,最远可达100公里。优越的通讯距离,能完美解决自然保护区内地域广、点位分散等联网问题。
  *兼容性好:基于通用性最广泛TCP/IP协议接口,可为野外信息点(视频、数据与语音等)其他各种平台或系统提供开放的接口,即插即用。同时也可以针对没有IP网络接口的平台提供各种转换协议设备,友好地解决多种信息系统多接口难统一的问题。
  *性价比高:iMAX无线城域网系统是一次性投资,没有后期的租金、流量费等,在自然保护区网络建设上有着光缆同等的可靠性和稳定性,成本却是光缆成本的1/5、1/10甚至更低,性价比非常高。
  *稳定性好:产品的设计经过多年水利、水务、港口、森林防火、石油开采等野外项目的考验,适用于自然保护区和国家公园。基于室外高低温、防水防雷的保护措施,避免低端设备带来的点位多维护难的问题,使整个系统长年稳定运行。
  最主要的是,iMAX无线城域网系统是结合用户实际需求而量身定制的“高度定制化”系统,量体裁衣的模式最大化地消除了不确定性,可以保证用户使用的可靠性、安全性和实用性。通过iMAX无线城域网系统,不但可以满足基本的宽带网络联网,还可以承载高清视频监控、实时监测数据、语音广播驱离、野保相机接入、火灾及山洪预警等多种业务,这将改变了传统的野外监控信息的获取方式。建设自然保护区野外监控管理无线专网系统,对众多相关单位都有好处,例如:
  1)、生物保护:科研人员可以在线获取监控、监测视频和数据,实时查看监控点的生物高清视频图像,对保护区的保护动物、保护植物进行研究和保护。
  2)、资源保护:自然保护区的管理保卫人员通过实时的视频监控与环境监测,及时发现污染、盗猎盗伐、环境破坏、自然灾害等问题,及时处置降低灾害破坏程度。
  3)、防灾减灾:应急管理部门可以通过视频监控及时发现保护区内的火灾隐患和火情,调动人力物力及时灭火,以免火灾造成更严重的损失。也可以发现山洪、泥石流等自然灾害隐患,及时处置,保护周边人民群众的生命及财产安全。
  4)、景区管理:很多自然保护区(湿地、山地)本身还是旅游景区,但如果不加强游人管理,部分游客的不文明行为可能对保护区的生态环境构成威胁。景区管理处或旅游局管理人员可以通过本系统构建“数字景区”系统,提升景区管理的现代化、科技化水平。
  新竹科技的无线城域网专网组网解决方案是一套多网合一、多重功能的方案,解决了自然保护区IT系统建设最难解决的基础性问题——联网难题,堪称是自然保护区IT系统建设的****选择。
  以自然保护区视频监控系统为例,典型自然保护区监控系统示意图如下

 

 

  综上所述,保护珍稀动植物资源功在当代、利在千秋,建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计。自然保护区监控与防护管理系统可为自然保护区提供全天时、全天候、不间断的科学化、系统化、实时化、可视化的综合管理科学手段,新竹科技的无线城域网专网解决方案可针对具体用户的环境条件、需求实际来做具体设计。针对具体需求,欢迎客户来电咨询洽谈。