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1、智慧矿山系统解决方案智慧矿山系统解决方案2017-1-171目 录第1章背景与需求81.1行业背景81.2需求分析91.2.1前端需求91.2.2中心需求9第2章设计思路122.1指导思想122.2设计原则132.3设计标准142.3.1防爆产品标准142.3.2建筑行业标准142.4设计目标15第3章系统总体设计173.1系统拓扑图173.2系统组成183.2.1前端子系统183.2.2传输子系统183.2.3监控中心183.3总体描述183.3.1煤矿监控中心193.3.2上级监控中心193.3.3地面、井下前端系统193.4功能设计193.4.1实时视频监控193.4.2智能视频分析20
2、3.4.3录像存储功能203.4.4电子地图203.4.5录像回放203.4.6远程配置维护213.4.7 B/S方式访问213.5系统特点213.5.1高清监控技术213.5.2防爆技术223.5.3物联网传感技术243.5.4智能分析技术25第4章前端系统设计264.1前端系统概述264.2视频监控系统284.2.1常规视频监控284.2.2智能视频监控294.3隔爆本安型摄像机304.3.1产品图片304.3.2防爆型式及防爆标志304.3.3工作电压及工作电流304.3.4要技术指标314.3.5传输性能314.4高清监控产品324.4.1高清网络球机324.4.2高清网络半球384.
3、4.3高清网络摄像机424.5环境监测监控系统464.5.1动力环境主机464.5.2温度传感器474.5.3甲烷传感器474.5.4水浸传感器484.6出入口控制系统494.6.1出入口安装示意图494.6.2高清照片抓拍功能494.6.3车辆牌照自动识别功能504.6.4数据查询/备份/维护功能514.6.5视频预览514.6.6道闸软件控制514.6.7报警功能514.6.8特殊车辆确认功能524.6.9高清抓拍摄像机524.6.10智能补光灯534.6.11自动道闸534.6.12系统实拍图片544.7门禁管理系统554.7.1系统设计554.7.2门禁应用功能554.7.3系统架构图
4、604.7.4系统网络连接图604.7.5系统发卡管理604.7.6系统管理终端634.8报警系统644.8.1红外对射644.8.2红外双鉴654.9网络系统664.9.1煤矿地面网络交换机664.9.2矿井隔爆本安型交换机69第5章视频传输网络设计715.1传输网络系统建设要求715.1.1传输基本要求715.1.2网络传输带宽要求725.2网络设计规划735.2.1网络IP地址规划735.2.2 VLAN规划745.2.3路由总体规划755.3网络可靠性设计755.3.1传输链路可靠性755.3.2网络设备可靠性755.4网络安全性设计765.5网络管理规划765.5.1网络监控管理76
5、5.5.2应急操作管理775.5.3日常维护管理77第6章监控中心设计786.1监控中心系统组成786.2服务器管理系统786.2.1管理服务器796.2.2流媒体服务器796.2.3接入/报警服务器796.2.4数据库服务器806.2.5工作站806.3人脸分析系统806.3.1人员信息采集和人脸信息数据库建立806.3.2黑名单实时报警、人员布控功能826.3.3抓拍人员信息的查询功能视频管理836.3.4人脸识别系统服务器要求836.4人流量分析系统846.4.1人流量分析系统服务器要求846.5周界智能分析系统856.5.1穿越虚拟警戒墙检测856.5.2区域入侵检测866.5.3徘徊
6、检测866.5.4智能周界防范布防区域876.6全景拼接系统876.6.1实时流拼接功能876.6.2全景拼接系统服务器要求886.7存储系统896.7.1 CVR存储模式896.7.2存储配置916.8解码系统946.8.1视频综合平台946.8.2视频综合平台B10956.8.3视频综合平台B20996.9保障系统1036.9.1视频质量诊断系统1036.9.2短信报警模块106第7章大屏系统介绍1077.1系统设计1077.1.1视频实时预览1077.1.2视频拼接显示1087.1.3分割显示1097.1.4开窗显示1097.1.5开窗漫游叠加显示1107.1.6 PC信号上墙显示110
7、7.2 LCD拼接屏1117.2.1 LCD显示单元优势1117.2.2推荐产品DS-D2060NH1157.3 DLP拼接屏1177.3.1 DLP显示单元优势1177.3.2推荐产品DS-D1080EH123第8章平台软件设计1278.1平台总体架构1278.1.1基础平台层1288.1.2平台服务层1288.1.3业务层1288.1.4应用层1288.2平台关键技术1288.2.1中间件技术1298.2.2构架/构件技术1298.2.3工作流技术1298.2.4 XML和Web Services技术1308.3平台模块1308.4平台功能1318.4.1通用业务功能1318.4.2基础管
8、理功能1368.4.3扩展业务功能1408.5平台运行环境1448.5.1硬件环境1448.5.2软件环境1458.6平台性能指标145第1章 背景与需求1.1 行业背景煤炭被人们誉为黑色的金子，工业的食粮，它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一。煤炭由于储量巨大，加之科学技术的飞速发展，煤炭汽化等新技术日趋成熟并得到广泛应用，煤炭必将成为人类生产生活中的无法替代的能源之一。由于大部分矿层均远离地表，需采用地下开采的方式，而煤矿就是人类在开掘富含有煤炭的地质层时所挖掘的合理空间。2012年以来连续发生了“7.28”三门峡陕县支建煤矿井下透水抢险救援事故、“8.17”新汶矿业集团华源公司煤矿
9、井下透水救援事故、“12.5”洪洞县瑞之源煤业重大煤矿井下瓦斯救援事故、“1.16”禹州市大仝煤业有限公司井下透水救援事故等重大事件，严重威胁到了人们的生命安全，造成了巨大的损失。如何保障煤矿的安全有效的开采与生产，成为人们迫切关注的焦点。煤矿上出现的安全事故可能会造成大量人身伤亡、财产损失，一直以来党中央、国务院对此都很重视。中华人民共和国安全生产法中第三条明确规定：安全生产管理，坚持安全第一、预防为主的方针。同时国家安全监管总局也明确要求在全国煤矿建立并完善安全避险“六大系统”（监测监控、人员定位、紧急避险、压风自救、供水施救和通信联络），保障煤矿的安全生产。始终坚持科学发展、安全发展理念
10、，始终贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”方针，采取一系列重大举措，完善法制、增加投入、加强监管，推动中国煤炭工业和煤矿安全生产状况持续改进。视频监控作为一种客观的、成熟的、稳定的安全监督手段已经为能源行业所认可，能够在煤矿安监方面起到巨大作用。目前视频监控的前沿技术智能分析，对煤矿违规生产、人员记录、危险区域防范等可以起到有效的预警作用，变事后追查为事前预警，能够为保护国家财产、人民的生命财产安全起到至关重要的作用。1.2 需求分析煤矿监控有其自身的独特需求，目前已知的监察需求内容如下：1.2.1 前端需求1) 能够对煤矿地面、井下均进行视频图像采集；井下需要满足防爆本安等级、低照度等要求;
11、地面需要使用720P以上分辨率高清摄像机进行图像采集。2) 地面区域出入口需要配置出入口车牌抓拍摄像机和道闸系统，要求能够实现黑白名单功能，车牌识别摄像机一旦识别到黑名单车牌，煤矿监控中心需要弹出报警提示并联动录像。3) 地面区域各类建筑进出门需安装门禁系统，通过门禁卡权限控制进出人员，并且对门禁刷卡信息（刷卡人姓名、刷卡时间等）和对应视频做叠加，部分区域如不设置门禁，则需安装红外双鉴探测器对人员进行检测并实现自动开启移动门，对应的摄像机需要进行实时录像。4) 地面区域周界需安装红外对射，实现周界防范的需求，周界红外对射被触发时需要联动对应区域摄像机弹出视频画面并要求联动对应周界区域的声光报警
12、器发出警报。5) 井下区域区域要求实现现场环境的监测，包括现场温度、水浸、甲烷等环境量信息，并能针对温度等数据进行阈值报警，报警需联动视频弹出画面并联动录像，综合视频监管系统需要针对环境量历史数据进行统计、曲线描绘等数据分析功能。1.2.2 中心需求1) 煤矿监控中心需采用人脸识别分析服务器实现对下井人员人脸识别和抓拍分析，并可实现黑白名单功能，对应人员如不在规定的人员库则需报警并弹出抓拍的照片和现场视频信息。2) 煤矿监控中心需通过智能分析服务器对前端采集的图像进行智能分析，对园区周界、禁止闯入区域进行智能分析，当出现报警时，煤矿监控中心需要弹出报警提示并联动录像。3) 煤矿监控中心需采用人
13、流量统计服务器对下井人员和出井人员进行人流量统计，以便获取进出矿井的实际人数。4) 煤矿监控中心需采用全景拼接服务器对煤矿前端采集回来的多个画面进行画面全景拼接功能。5) 上级/煤矿监控中心需采用DLP或LCD拼接屏显示前端网络视频信号，拼接屏幕要求通过视频综合平台实现前端视频信号的解码上墙、拼接、漫游、开窗等功能。6) 煤矿监控中心需配置高性能磁盘阵列，实现对前端视频的存储和报警触发的视频存储。上级监控中心可按需配置高性能磁盘阵列，对重要视频信息进行备份存储。7) 上级/煤矿监控中心需配置高性能管理服务器、流媒体服务器、数据库服务器、级联服务器安装综合视频监管系统，通过综合视频监管系统实现对
14、整个煤矿所有前端网络摄像机的视频画面查看和管理，对客户端以及监控中心各类服务器、网络存储、视频综合平台等其他所有设备进行管理和配置。8) 综合视频监管系统需要具备权限管理，不同装置客户端用户需配置不同权限，对可以查看的视频有所限制。9) 系统需要实现同一图像多级，多点同时观看，有利于统一指挥和多级多点同时监管。10) 上级监控中心配置短信猫，对于重要的报警要求能够联动报警发送短信给相关领导。11) 上级监控中心需要使用视频质量诊断系统对前端设备图像质量进行智能分析，对视频图像的清晰度（图像模糊）、噪声干扰（雪花点、条纹、滚屏）、亮度异常（过量、过暗）、偏色、画面冻结、视频丢失、云台失控等常见摄像机故障进行检测。以上视觉直接观看现场远比查看数据的信息量更多。由于能远程进行“实地”观看，在一定程度上可以大大减少现场监察的成本，极大提高现场监察的次数和“偶然性”，减少被监察对象在现场监察前提前做准备的机会。第2章 设计思路2.1 指导思想在设计煤矿安全视频监控系统时，我们采取了“数字视频监控”理念，打造一套先进的视频监控系统。“先进性”不仅带来技术、产品、系统上的革新，也带来系统平均成本下降和“
