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當前位置:首頁 解決方案與產品 行業應用解決方案 煤礦監控應用解決方案

煤礦監控應用解決方案

一、概述

隨著我國對煤礦安全生產工作的日益重視,煤礦安全生產視頻監控系統也越來越突出的體現了其重要地位。因為煤礦的生產現場均為井下作業,遠離地面,地形復雜,光線較暗,環境惡劣,且井下的有害、有毒、易燃易爆氣體較多,所以極易發生安全事故。


遠程視頻監控系統的出現,有效地解決了地面監控安全管理人員對井下作業情況的實時掌握,不僅能直觀的監視和記錄井下工作現場的安全生產情況,而且能盡早發現事故隱患及時處理,防患于未然,也能為事后分析事故提供相關的第一手錄像資料。因此遠程視頻監控系統是現代煤礦安全生產監測監控系統的重要組成部分。當前一些煤礦使用的視頻監控系統都是早期的模擬監控,性能和穩定性不高?,F在隨著網絡技術和計算機技術的發展,基于TCP/IP協議的IP網的應用得到廣泛普及。高速寬帶主干網的建成和各地區高速接入系統的迅速發展,促進了基于IP技術的各種視頻通信應用,如網絡遠程視頻監控系統的發展。所以在煤礦安全監控系統中引入現代網絡遠程視頻監控系統將是一種趨勢。從技術和管理的角度出發,煤礦系統聯網安全監測已是必然趨勢。TCP/IP網絡監控監控系統采用的是網絡通信方式,煤礦控制中心服務器可隨時向各個分站提取數據,并在服務器上進行數據存儲、報警、顯示、打印。


二、系統優勢

原有煤礦企業多數采用的是模擬視頻信號,具有很大的局限性:首先,有線模擬視頻信號的傳輸對距離十分敏感,當傳輸距離大于一定距離(通常最遠只有1000米)時,視頻及控制信號容易產生衰減、畸變、延時等,并且易受干擾,使整套系統實際應用價值降低,從而無法發現細微事故隱患;其次,有線模擬視頻監控無法聯網,只能以點對點的方式監視現場,并且使布線工程量加大,不利于系統日后長時間的整體維護和升級;最后,有線模擬視頻信號數據的存儲會耗費大量的存儲介質,查詢取證時十分煩瑣不易篩選有力證據。


網絡視頻監控系統的優點正好克服了模擬閉路電視監控的局限性:首先,數字化視頻可以在計算機網絡(局域網或廣域網)上傳輸圖像數據,基本上不受距離限制,信號不易受干擾,可大幅度提高圖像品質和穩定性;其次,數字視頻可利用計算機網絡聯網,網絡帶寬可復用,無須重復布線;另外,數字化存儲成為可能,經過壓縮的視頻數據可存儲在磁盤陣列中或保存在光盤中,查詢十分簡便快捷。


另外,網絡視頻監控系統提供數據接口,把煤礦運輸的稱重環節,通過科學的數據采集手段,將重量數據與視頻數據結合,直觀的現實貨車運煤的實際數據。


三、系統組成

根據現有先進技術及應用環節的現場條件,我們采用網絡視頻監控系統,該系統基于嵌入式Web服務器,系統采用VXWORKS操作系統,安全可靠,獲得較好的網絡視頻傳輸。在外部環境上,在全局各礦都構建了一個以光纖為傳輸媒介的千兆以太局域網,可以實現語音和視頻的快速傳輸,這為基于嵌入式Web服務器的網絡視頻監控的應用提供了良好的條件。


此外,煤礦還提出希望能將視頻監控的圖像采集設備的功能更加強大,不僅能實現在弱光條件下視頻的采集,而且還要實現在長距離遂道中微光甚至無光條件下的視頻圖像采集,因此在本系統中率先引用了系列SSK激光夜視儀,一臺設備便能實現遠距離(紅外燈無法達到的距離)零光照條件下的視頻采集,該設備在井下零光照時視頻采集面積范圍廣,監控距離遠,從根本上解決了在煤礦內的多點監控的布線復雜和視頻采集設備多不易檢修的問題。


系統考慮到煤礦安全涉及因素較多,所以與視頻監控系統的配套應用系統還有煙霧感應報警系統、易燃易爆氣體報警系統、排水流量監測報警系統,為了使各個系統有機結合更好的為煤礦安全生產服務,視頻監控系統與各報警系統均有聯動功能,即當某一個的報警系統的某一點出現報警信號,視頻監控的相關監控攝像頭將自動轉向報警信號發出點進行實時錄像采集,與此同時地面監測安全管理中心的主機頁面將跳出報警點的視頻圖像并伴有蜂鳴報警聲音,使地面安全管理工作人員第一時間發現安全隱患及時報與井下工作人員排除險情避免事故的發生。


整體煤礦安全系統結構如下圖:


四、監控前端


井下夜視儀及攝像機的視頻輸出通過BNC連接到網絡視頻服務器,然后通過RJ45接頭將網絡視頻服務器連接到網絡,再為網絡視頻服務器設置一個IP地址,就可以依托已有的快速局域網,實現在局域網的任何地方,授權用戶都可以利用瀏覽器來觀看井下的工作情況。


各類報警器的信號輸出也是通過相關輔助設備連接到網絡視頻服務器上。


網絡視頻服務器包含一個內置的WEB服務器,它可以增強傳統監視系統的性能,并為在一個安全的內部網甚至互聯網上發布監控圖像提供了網絡連通性。視頻攝像機的管理、配置和監控——所有的這些都只須在你的指尖通過Microsoft IE的標準WEB瀏覽器來完成。


五、監控中心


地面安全管理中心主要由監控服務器、監控客戶終端等組成。主要完成礦區現場圖像接收與顯示,用戶登錄管理,優先權的分配,控制信號的協調,圖像的實時監控,錄像的存儲、檢索、回放、備份、恢復等。


在廠區網絡上配置一臺監控服務器,安裝中心服務器監控軟件,中心服務器前端對各變電站的攝像機、視頻服務器進行管理,后端對所有的上網用戶進行管理,同時擔負錄像報警等眾多功能。在值班室安裝一到數臺監控客戶機,監控用戶首先登陸監控服務器,輸入用戶名密碼,獲得相應的授權后,即能訪問到前端的攝像機,同時也可以安裝一臺大屏幕顯示器(或背部投影機、等離子顯示器等),利用系統軟件的強大功能,可以在大屏幕上同時顯示出1/4/6/8/9/10/16個攝像機的畫面。系統也可以采用常規的電視墻顯示方式。


系統能夠對各礦區,所有關地磅數據、圖像進行監控和監視,以便能夠實時、直接地了解和掌握各礦區第情況,并及時對發生的情況做出反應。


監控服務器功能強大,可以同時管理數十個礦區系統和數十個甚至是上百個在線用戶,在以后礦區擴容時,調度中心無須增加硬件設備投入;系統能夠對數十個活動視頻圖像的同時接收、滿足所有在線客戶的轉發申請;系統具有完善的錄像服務:人工錄像、計劃錄像和報警錄像,可存儲、檢索、備份和恢復大量的圖像數據庫文件;具有強大的錄像回放能力,可以根據用戶網上提交的申請獨立地為用戶提供錄像的檢索和回放,可以同時響應大量的用戶申請;系統也具有完善的用戶認證機制(用戶名、密碼、前端系統密碼、優先級)機制,強大的中心協調機制(并發申請、圖像轉發、錄制申請,并發控制協調等),整個系統基于先進的軟件平臺,符合標準和未來發展方向。


六、小結


系統采用成熟WEB技術,系統為用戶提供了良好的人機界面,客戶端通過瀏覽器方式訪問系統。網絡上的任何一臺微機/筆記本電腦只要安裝了監控系統的客戶端圖像控件之后,即可成為一個功能完備的監控客戶終端??蛻艨梢噪S時隨地查看所需要的現場圖像和地磅數據。系統可以以多畫面顯示現場圖像,并能任意控制鏡頭。對于地磅的數據系統則以曲線,柱狀圖和表格等的形式直觀表現,如果需要還能通過計算機與前端的工作人員對話?! ?


隨著TCP/IP技術各個領域都得到發展和應用,基于IP技術的嵌入式Web服務器視頻監控系統必將在煤礦井下安全生產監控及報警上得到更廣泛的應用,并會影響到整個礦井安全監測系統的發展方向。



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