煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案

1、煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案近年來，煤礦事故頻頻發(fā)生，如何加強(qiáng)安全生產(chǎn)，提高預(yù)警和事后搜救工作效率，擺到了國家各級主管部門和領(lǐng)導(dǎo)的面前。在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展、能源供應(yīng)緊張的形勢下，如何處理好保證安全和提高產(chǎn)量的關(guān)系，需要深入研究，發(fā)展不能以犧牲環(huán)境和生命為代價。為此，如何正確處理安全與生產(chǎn)、安全與效益的關(guān)系，如何準(zhǔn)確、實時、快速履行煤礦安全監(jiān)測職能，有效進(jìn)行礦工管理，保證搶險救災(zāi)、安全救護(hù)的高效運作顯得尤為重要和緊迫。我們認(rèn)為提升安全生產(chǎn)信息化管理水平，加強(qiáng)以災(zāi)害預(yù)防、搜救為主要目標(biāo)的安全生產(chǎn)長效機(jī)制，是我國安全生產(chǎn)工作的必由之路。在此環(huán)境下浙江大華技術(shù)股份有限公司率先推出適用于煤礦的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，

2、本系統(tǒng)從視頻監(jiān)控、信號傳輸、中心控制、遠(yuǎn)程監(jiān)管等各方面提出全方位的解決辦法，可以實現(xiàn)井下監(jiān)控中心、地、市煤礦安全監(jiān)控指揮中心與省局監(jiān)控指揮中心聯(lián)網(wǎng)，使煤礦安全管理工作向科學(xué)化、規(guī)范化、數(shù)字化管理軌道邁進(jìn)，提高煤礦安全管理水平。利用遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，地面監(jiān)控人員可以直接對井下情況進(jìn)行實時監(jiān)控，不僅能直觀的監(jiān)視和記錄井下工作現(xiàn)場的安全生產(chǎn)情況，而且能及時發(fā)現(xiàn)事故，防患于未然，也能為事后分析事故提供有關(guān)的第一手圖像資料。另外，煤礦監(jiān)管部門可以從省部管理中心遠(yuǎn)程監(jiān)看井下狀況，提出整改方法，減少事故隱患，因此新天安遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)將是保障礦井安全生產(chǎn)的重要組成部分。需求分析在我國，采煤機(jī)械化程度僅為45

3、%,礦工隊伍很大一部分是文化水平較低、培訓(xùn)時間有限的農(nóng)民工，甚至存在井下抽煙等嚴(yán)重違章現(xiàn)象，在高度危險的作業(yè)環(huán)境中，極易發(fā)生事故，造成重大傷亡。我們在分析近期幾個煤礦發(fā)生的特大事故時發(fā)現(xiàn)：1）地面與井下人員的信息溝通不及時；2）地面人員難以及時動態(tài)掌握井下人員的分布及作業(yè)情況；3）一旦煤礦事故發(fā)生，搶險救災(zāi)、安全救護(hù)的效率低，搜救效果差。目前，煤礦井下作業(yè)因為遠(yuǎn)離地面，地形復(fù)雜，環(huán)境惡劣與地面人員間溝通不便，如果利用遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，地面監(jiān)控人員則可以直接對井下情況進(jìn)行實時監(jiān)控，不僅能直觀的監(jiān)視和記錄井下工作現(xiàn)場的安全生產(chǎn)情況，而且能及時發(fā)現(xiàn)事故，防患于未然，也能為事后分析事故提供有關(guān)的第一手

4、圖像資料。同時要求上級有關(guān)監(jiān)管部門可以通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程查看進(jìn)行狀況，提出整改方法。煤礦監(jiān)控系統(tǒng)需要滿足以下功能要求： 視頻監(jiān)控設(shè)備滿足煤礦行業(yè)防爆、隔爆等級國家標(biāo)準(zhǔn)； 可以實現(xiàn)各級部門聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，指揮終端、中心控制室以及上級領(lǐng)導(dǎo)終端可通過語音對講對煤礦開采企業(yè)進(jìn)行遠(yuǎn)程指揮； 系統(tǒng)具有特定的視頻效果：以礦井為單元，將一路或多路視頻信號進(jìn)行圖像預(yù)覽和錄像。 系統(tǒng)具有實時日期和時鐘視頻疊加功能：對礦井全程視頻圖像進(jìn)行實時日期和時鐘預(yù)覽和錄像，保證采礦過程的完整性和真實性。其日期和時鐘在畫面中的顯示方式和顯示位置可根據(jù)現(xiàn)場實景進(jìn)行位置調(diào)整。 系統(tǒng)具有單畫面、多畫面和全屏等多種顯示方式，預(yù)覽顯示畫面在多畫面顯

5、示方式下，其顯示位置可進(jìn)行人為調(diào)整。 系統(tǒng)具有錄像效果調(diào)節(jié)功能、網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量，保證其圖像在局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)上都能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸。 系統(tǒng)具有音、視頻實時網(wǎng)絡(luò)瀏覽功能，每路圖像可允許多個網(wǎng)絡(luò)客戶端同時進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)瀏覽。 系統(tǒng)具有錄像資料轉(zhuǎn)制vcd、dvd光盤存儲功能，便于資料的保存和資料審閱的便捷。 系統(tǒng)具有對剩余硬盤空間顯示和容量不足警示功能，提供線性和循環(huán)錄像兩種模式。 系統(tǒng)具有客戶端對錄像資料的檢索、管理和回放。 系統(tǒng)具有通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)上級領(lǐng)導(dǎo)與礦井監(jiān)控中心工作人員進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)會話的功能，從而保障指揮的有效性和實時性。 系統(tǒng)具有易安裝性和易維護(hù)性。 系統(tǒng)具有操作簡單，界面簡潔，功能直觀明確。系統(tǒng)組成整個系

6、統(tǒng)基于廣州萊克電子有限公司專門針對煤礦系統(tǒng)開發(fā)的dh-600數(shù)字圖像監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。搭建系統(tǒng)平臺的核心設(shè)備網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器dh-nvs1604c及客戶端軟件dh-600都由廣州萊克電子有限公司自主開發(fā)設(shè)計根據(jù)用戶實際情況，結(jié)合我司設(shè)計經(jīng)驗以及前期對一些煤礦企業(yè)的施工經(jīng)驗作了以下系統(tǒng)設(shè)計。工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)由攝像設(shè)備、和視頻服務(wù)器（具有監(jiān)控主機(jī)、硬盤錄像功能）等設(shè)備構(gòu)成。后臺視頻服務(wù)器的各種信號輸入接口滿足煤礦終期建設(shè)規(guī)模要求。工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)可分為主站監(jiān)控層、終端層（分為井上部分、井下部分）及遠(yuǎn)端監(jiān)控中心，終端層的用攝像機(jī)作系統(tǒng)的前端單元負(fù)責(zé)采集各監(jiān)視點的視頻信號，并將視頻信號壓縮編碼傳送到控制

7、室室內(nèi)的視頻監(jiān)控中心。這樣工作人員就可以在控制室的圖像控制臺或圖像監(jiān)視器來監(jiān)視各種設(shè)備的運行狀況。同時，工作人員也可以通過圖像控制機(jī)對前端的攝像機(jī)發(fā)布控制命令，對圖像進(jìn)行諸如取景、定位、光圈大小、聚焦遠(yuǎn)近和變倍等操作。遠(yuǎn)端監(jiān)控中心通過局域網(wǎng)獲取前端煤礦圖像，并且在登錄權(quán)限滿足的情況下具備前端煤礦礦井等擁有的一切管理操作功能。根據(jù)線纜技術(shù)參數(shù)和我方施工經(jīng)驗可以保證現(xiàn)場圖像傳輸?shù)那逦群涂刂菩Ч虼司聰z像機(jī)信號通過光纖以及光端機(jī)傳輸，其它井上攝像設(shè)備通過光纜及視頻光端機(jī)結(jié)合視頻電纜、控制線與系統(tǒng)連接，視頻、控制信號的傳輸都采用屏蔽電纜。此外，圖像監(jiān)視系統(tǒng)應(yīng)具有和煤礦內(nèi)其它監(jiān)控系統(tǒng)接口的功能，運

8、行值班人員在監(jiān)控主機(jī)上操作時，可直接在監(jiān)視器觀看相應(yīng)設(shè)備的狀況這樣可以進(jìn)一步提高運行人員操作設(shè)備時的可靠性和安全性。布置在井上的攝像設(shè)備包括高速智能球機(jī)、紅外槍機(jī)、嵌入式紅外半球攝像機(jī)、等，布置于井下的攝像機(jī)設(shè)備為煤礦專用防爆攝像儀，該設(shè)備內(nèi)置超低照度攝像機(jī)、視頻光端機(jī)，可直接通過光纜傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。系統(tǒng)核心設(shè)備是網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器dh-nvs1604c，圖像信號的接收、編碼、發(fā)送；云臺鏡頭控制信號的發(fā)送；報警信號的接收；以及系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理都由它完成。網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器可接入內(nèi)部傳輸網(wǎng)，送到煤礦企業(yè)mis上,通過在監(jiān)控主機(jī)上安裝客戶端軟件就可實現(xiàn)對前端設(shè)備的管理監(jiān)控。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)整個系統(tǒng)有井上視頻采集、井下

9、視頻采集、監(jiān)控中心控制室和遠(yuǎn)程視頻監(jiān)看指揮系統(tǒng)三部份組成，遠(yuǎn)程指揮終端可通過網(wǎng)絡(luò)訪問監(jiān)控中心的數(shù)字視頻服務(wù)器監(jiān)看井上、井下視頻，還可以使用雙向?qū)χv向煤礦企業(yè)進(jìn)行遠(yuǎn)程指揮。由于煤礦企業(yè)一般都有自己的井下檢測設(shè)備，我公司的數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器具有友好的程序接口，可以和煤礦企業(yè)自有設(shè)備完美結(jié)合起來。銀源煤礦工業(yè)電視分為井上和井下監(jiān)控。井下的防爆攝像儀通過光纖傳輸?shù)降孛婵刂浦行牡木W(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器上，井上的攝像機(jī)信號直接通過視頻同軸電纜連接到網(wǎng)路視頻服務(wù)器。通過中心視頻服務(wù)器對網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器進(jìn)行配置。局域網(wǎng)內(nèi)用戶可以通過授權(quán)察看或者錄像。企業(yè)相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)具有最高權(quán)限，通過最高權(quán)限可以對相關(guān)人員進(jìn)行網(wǎng)內(nèi)授權(quán)。

10、監(jiān)控客戶端以及中心視頻服務(wù)器通過交換機(jī)和網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器連接，煤礦系統(tǒng)用戶輸入系統(tǒng)分配地用戶名和密碼就可進(jìn)入安全監(jiān)視系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)操作。1、監(jiān)控前端圖像監(jiān)視系統(tǒng)可分為主監(jiān)控層和終端層，終端層的用攝像機(jī)作系統(tǒng)的前端單元負(fù)責(zé)采集各監(jiān)視點的視頻信號，并將視頻信號壓縮編碼傳送到控制室室內(nèi)的視頻監(jiān)控中心。這樣工作人員就可以在控制室的圖像控制臺或圖像監(jiān)視器來監(jiān)視各種設(shè)備的運行狀況。同時，工作人員也可以通過圖像控制機(jī)對前端的攝像機(jī)發(fā)布控制命令，對圖像進(jìn)行諸如取景、定位、光圈大小、聚焦遠(yuǎn)近和變倍等操作。2、主監(jiān)控層主監(jiān)控層配置1臺中心視頻管理服務(wù)器，監(jiān)控主機(jī)通過中心交換機(jī)與網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器聯(lián)網(wǎng)，在監(jiān)控主機(jī)上可以實現(xiàn)

11、實時監(jiān)視。模擬視頻信號從網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的視頻或vga輸出口輸出，通過直接操作視頻服務(wù)器可對前端攝像機(jī)進(jìn)行操作，并能接收顯示各路報警信號。網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器可接入內(nèi)部傳輸網(wǎng)，送到煤礦企業(yè)mis上,通過在配置的客戶機(jī)上安裝客戶端軟件就可實現(xiàn)對前端設(shè)備的管理監(jiān)控。3、終端層煤礦專用攝像機(jī)煤礦井下環(huán)境惡劣：第一、煤礦內(nèi)坑道沒有光線，且不能使用紅外射燈，需要使用低照度攝像機(jī)；第二、坑道內(nèi)只有660v、127v兩種電壓，需要考慮電源轉(zhuǎn)換；第三、井下空氣中瓦斯和粉塵含量較高，容易發(fā)生爆炸，所以必須使用經(jīng)過煤安認(rèn)證的隔爆防護(hù)罩。針對井下的復(fù)雜環(huán)境，綜合考慮各種因素，我們選擇常州裕華的kba121b型礦用本安型光纖

12、攝像儀，該機(jī)內(nèi)置具有黑夜之鷹”稱號的星光級渥太克wat-902h攝像機(jī)，配備4.5-10mm高品質(zhì)手動調(diào)焦、自動光圈鏡頭，它可以在僅有一點星光的環(huán)境中,就可以達(dá)到白天的效果，免于安裝紅外燈，其最低照度僅為0.00031UX,但可以達(dá)到570線高清晰畫面效果。攝像儀防護(hù)罩采用全不銹鋼構(gòu)造，密封性能好，并且防腐、防塵、防水，可裝定焦鏡頭，已經(jīng)通過煤安隔爆等級認(rèn)證d級標(biāo)準(zhǔn)，適用于有瓦斯或煤塵爆炸危險的煤礦井下。防護(hù)罩內(nèi)安裝一臺單路視頻光端機(jī)用于視頻傳輸，同時內(nèi)置127v轉(zhuǎn)12v的電源適配器可以滿足井下的電力使用標(biāo)準(zhǔn)，符合集中供電的要求。煤礦井道中采用光纜進(jìn)行視頻傳輸，因為使用光信號傳輸杜絕了以往傳統(tǒng)

13、視頻線纜傳輸產(chǎn)生的電信號，減少隱患，而且光纖傳輸距離很長，可達(dá)30km，便于煤礦企業(yè)合理布線設(shè)置監(jiān)控中心。地面高速智能球機(jī)智能球機(jī)采用了英國dational的dat-sd6005高速一體化智能球機(jī)產(chǎn)品，內(nèi)部帶有溫控設(shè)備，在寒冷天氣來臨時，攝像機(jī)將自動切換加熱裝置，已達(dá)到低溫環(huán)境下的監(jiān)視要求；球機(jī)具有預(yù)置點功能，當(dāng)現(xiàn)場發(fā)生報警時，通過軟件的聯(lián)動設(shè)置，球機(jī)會自動轉(zhuǎn)動到報警發(fā)生地，調(diào)節(jié)鏡頭進(jìn)行監(jiān)視。dational智能球機(jī)配合我公司的網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器可實現(xiàn)三維智能定位功能，鼠標(biāo)輕輕一點就可將監(jiān)視對象自動定位到屏幕中心，并通過鼠標(biāo)的拖拽可實現(xiàn)被監(jiān)視物體的任意放大和縮小。地面紅外攝像機(jī)地面彩色紅外槍機(jī)以及

14、地面彩色紅外嵌入式半球攝像機(jī)我方選用具有高性價比的攝像機(jī)，產(chǎn)品均自帶紅外燈、防塵、防雨，完全可以滿足煤礦工業(yè)電視監(jiān)控要求。系統(tǒng)實現(xiàn)前端攝像機(jī)信號通過bnc頭直接從攝像機(jī)后端輸出，經(jīng)過視頻線syv75-5-1傳輸至中心機(jī)房的網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的視頻輸入端。云臺轉(zhuǎn)動、攝像機(jī)鏡頭變倍聚焦的控制信號由網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的rs485口輸出，通過控制線rvvp2X1.殘輸至云臺鏡頭解碼器和球機(jī)解碼板。通過解碼輸出控制信號到云臺和攝像機(jī)，從而實現(xiàn)對前端設(shè)備的控制?？紤]到煤礦特殊環(huán)境，所有線纜采用具有阻燃性能的產(chǎn)品,并加機(jī)械保護(hù)。在煤礦主機(jī)房主要配置三臺網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器dh-nvs1604和以及交換機(jī)、監(jiān)控主機(jī)等中心設(shè)

15、備。網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器放置在機(jī)房監(jiān)控室內(nèi)，所有前端設(shè)備信號都接入網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器。攝像機(jī)視頻信號直接接入到監(jiān)控后臺系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，控制線與網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的rs485口連接。網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器可控制球機(jī)的上下、左右轉(zhuǎn)動和放大縮小，以及聚焦、光圈等。整體起到全方位監(jiān)控作用，使用戶能得到合適的視角和大小可變的畫面。設(shè)備自身帶有網(wǎng)絡(luò)接口，系統(tǒng)可通過100m口輸出接入交換機(jī)再與煤礦局域網(wǎng)通道相連，實現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。為了實現(xiàn)系統(tǒng)所有攝像點24小時錄像的要求，保存7天或1個月以上的錄像時間（報警錄像），根據(jù)接入攝像機(jī)數(shù)量在各臺網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器中配置了2塊500g硬盤。用戶可通過在網(wǎng)絡(luò)客戶端或服務(wù)器上直接調(diào)用、備份

16、錄像文件，實現(xiàn)對像文件瀏覽和管理。電纜布線和設(shè)備的抗干擾要求1、電纜根據(jù)電力系統(tǒng)對電纜的特殊要求（阻燃、防火、防小動物），工程中使用的控制電纜、視頻電纜和電源電纜為阻燃電纜，對高壓電磁場有良好的屏蔽作用。電纜可以在500kv（含500kv）以下電壓等級的煤礦或電力行業(yè)中消除環(huán)境中高電場、高磁場等一些干擾因素對系統(tǒng)造成的影響。2、管件戶外埋地電纜加套熱鍍鋅管，電纜溝內(nèi)電纜加套pvc管，室內(nèi)電纜加套pvc梢。tvs3、設(shè)備的抗干擾要求為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，在電源接口處，采用自恢復(fù)保險絲、器件、防雷器件等多種保護(hù)措施；在通信接口處，采用防設(shè)備內(nèi)置雷器件等多種保護(hù)措施；在其他輸入輸出接口處，也都采

17、用內(nèi)置防雷器件等多種保護(hù)措施；另外，各種地線完全隔離和設(shè)備的外殼進(jìn)行接地。遠(yuǎn)端監(jiān)控中心1、結(jié)構(gòu)說明中心交換機(jī)連接了網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器以及中心管理服務(wù)器和監(jiān)控主機(jī)等設(shè)備，中心管理軟件安裝在中心管理服務(wù)器上面，直接對網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器以及客戶端進(jìn)行配置以及對客戶端用戶授權(quán)。中心交換機(jī)可以接入到煤礦系統(tǒng)局域網(wǎng)或者廣域網(wǎng)，遠(yuǎn)端用戶通過訪問中心視頻管理服務(wù)器，可以查看或記錄煤礦監(jiān)控點的情況。遠(yuǎn)端客戶也可以通過web瀏覽實現(xiàn)實時的監(jiān)控。2、軟件說明以下簡要說明軟件相關(guān)特點，詳細(xì)軟件功能特點見6.11“軟件系統(tǒng)”。1）軟件運行于WINOOWs98/2000平臺，具備一定的兼容性，無論采用何種編碼方式，均可在WINO

18、OWs98/2000平臺上運行；軟件提供的各項操作、控制功能（圖像切換、攝像機(jī)動作、報警設(shè)置和撤消）等直觀易懂，使用方便；用戶操作的監(jiān)控終端采用WINOOWs系統(tǒng)平臺，全中文界面，人機(jī)交互性能好，使用方便、簡單，只要通過點擊鼠標(biāo)器就可實現(xiàn)控制，也可用操縱桿進(jìn)行控制。2）系統(tǒng)軟件可根據(jù)用戶要求完善各項管理功能。3）系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展性，無論同一前端的監(jiān)控點數(shù)量增刪、同一系統(tǒng)的前端數(shù)量增刪、終端用戶數(shù)量的增刪，都留有足夠空間，隨時可以根據(jù)用戶的需要進(jìn)行擴(kuò)展。 可隨時增加攝像機(jī)等前端監(jiān)控設(shè)備。 可方便擴(kuò)充遠(yuǎn)程數(shù)字圖像編碼器的數(shù)量。 在連網(wǎng)的相關(guān)科室的計算機(jī)終端上只要系統(tǒng)授權(quán)，增加相應(yīng)的軟件或用web瀏覽器即可具有遠(yuǎn)程圖像監(jiān)視的各種功能。 支持web方式監(jiān)控：采用web服務(wù)器技術(shù)，