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1、一、概述近年来，矿发生事故的数量在不断增加，如何加强安全生产，提高预警和事 后搜救工作效率，摆到了国家各级主管部门和领导的面前。 在经济高速发展、能 源供应紧张的形势下，如何处理好保证安全和提高产量的关系，需要深入研究， 发展不能以牺牲环境和生命为代价。为此，如何正确处理安全与生产、安全与效益的关系，如何准确、实时、快 速履行矿安全监测职能，有效进行矿工管理，保证抢险救灾、安全救护的高效运 作显得尤为重要和紧迫。面对新形势、新机遇和新挑战，国家各级主管部门的领 导对安全生产工作提出了很高的要求和期望。 我们认为提升安全生产信息化管理 水平，加强以灾害预防、搜救为主要目标的安全生产长效机制， 是
2、我国安全生产 工作的必由之路。在此环境下的煤矿数字视频监控系统，本系统从视频监控、信号传输、中心 控制、远程监管等各方面提出全方位的解决办法，可以实现井下监控中心、地、 市矿安全监控指挥中心与省局监控指挥中心联网，使矿安全管理工作向科学化、 规范化、数字化管理轨道迈进，提高矿安全管理水平。利用远程视频监控系统，地面监控人员可以直接对井下情况进行实时监控， 不仅能直观的监视和记录井下工作现场的安全生产情况，而且能及时发现事故苗 子，防患于未然，也能为事后分析事故提供有关的第一手图像资料。另外，矿监 管部门可以从省部管理中心远程监看井下状况，提出整改方法，减少事故隐患， 因此天大天财远程视频监控系
3、统将是保障矿井安全生产的重要组成部分。二、需求分析在美国，矿已实现高度机械化，井下工作人员很少，作业规范，巷道通畅， 一旦发生事故，易于撤离，伤亡不大。而在我国，采煤机械化程度仅为4 5%, 矿工队伍很大一部分是文化水平较低、 培训时间有限的农民工，甚至存在井下抽 烟等严重违章现象。这样的千军万马集中在高度危险的作业环境中，极易发生事 故，造成重大伤亡。我们在分析近期几个矿发生的特大事故时发现：(1) 地面与井下人员的信息沟通不及时；(2) 地面人员难以及时动态掌握井下人员的分布及作业情况；(3) 一旦矿事故发生，抢险救灾、安全救护的效率低，搜救效果差。目前，矿井下作业因为远离地面，地形复杂，
4、环境恶劣与地面人员问沟通不 便，如果利用远程视频监控系统，地面监控人员则可以直接对井下情况进行实时 监控，不仅能直观的监视和记录井下工作现场的安全生产情况，而且能及时发现事故苗子，防患于未然，也能为事后分析事故提供有关的第一手图像资料。同时要求上级有关监管部门可以通过网络远程查看进行状况，提出整改方法。现在一些矿使用的视频监控系统都是早期的模拟监控，性能和稳定性不高， 具有很大的局限性。1 .模拟视频信号容易产生衰耗、畸变、延时，并且易受井下各种设备 干扰，使图像质量下降，用于矿复杂的工作现场时，效果不好。2 .其次，视频信号的传输对距离十分敏感，当传输距离大于几百米时， 不便于系统的维护和升
5、级。3 .最后，传统的模拟视频监控系统，由于可靠性和性能差，灵活性和 扩展性差，查询取证时十分烦琐，难以维护，不能实现多监控中心和多级监 控管理，不适合当前有关领导部门对矿安全生产监督、管理的要求。随着传输技术和计算机技术的发展，数字化的视频传输应用将得到广泛普 及，在矿安全监控系统中引入数字化远程视频监控系统也是大趋势。三、设计依据和原则1、设计依据民用闭路监视电视系统工程技术规范GB50198-94工业电视系统设计规范 GBJ115-87民用建筑电气设计规范 JGJ/T16-92计算机软件开发规范 GB8566-88电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范GB50168-92安全防范工程程序
6、与要求 GA/T75-94矿安全规程2、设计原则任何一个设计方案的最根本前提是用户的需求，而先进、成熟的技术，可靠、灵活的应用，技术发展的趋势和良好的性能/价格比是设计方案的最基本依据。 在不失先进性、成熟性、可靠性、可扩展性的基础上，充分考虑用户的需求，照 顾长远利益，最大限度地保护用户投资。同时系统选择的产品已根据矿安全生产的技术要求和国家安全标准进行独 立设计，完全可以满足矿井下人员监测的自动化和信息化管理要求，同时可充分利用矿井已有的平台资源联网运行，有效节约投资四、系统设计整个系统有井下视频采集、监控中心控制室和网内视频监看指挥系统三部份 组成，网内指挥终端可通过网络访问监控中心的数
7、字主机监看井下视频，还可以使用双向对讲向矿企业进行远程指挥。1、系统示意图考虑到各个监控点的具体情况不同，为了实现监控的功能，我们针对不同的 地点进行摄像机的安装，具体如下：井下10台防爆摄像机：由于环境复杂，光线低，因此采用经过专业认 证的低照度摄像机。2、井下视频采集矿井下环境恶劣：第一、井内坑道没有光线，且不能使用红外射灯，需要使 用低照度摄像机；第二、坑道内只有660V、127V两种电压，需要考虑电源转换； 第三、井下空气中水含量较高，存在爆破情形，为保护摄像设备，应选用隔爆防 水护罩。针对井下的复杂环境，综合考虑各种因素，视频采集我们选择具有“黑夜之 鹰”称号的星光级百利特摄像机，配
8、备Computar H0614FICS-3高档镜头（6mM 动光圈及调焦CS接口），其最低照度仅为，但可以达到540线高清晰画面效果。防护罩选择矿用防爆型，该设备为全金属构造，密封性能好，并且防腐、防 尘、防水，可装定焦镜头，已经通过煤安隔爆等级认证D级标准，适用于有爆炸危险的井下。防护罩内可以安装一台单路视频光端机用于视频传输，同时内置 127 V转12V的电源适配器可以满足井下的电力使用标准，符合集中供电的要求。矿井道中采用光缆进行视频传输，因为使用光信号传输杜绝了以往传统视频 线缆传输产生的电信号，减少隐患，而且光纤传输距离很长，可达30km,便于企业合理布线设置监控中心。3、监控中心控
9、制室视频传输到监控中心后使用接收光端机将光信号还原为视频信号，经过视频 分配器后接入硬盘录像、矩阵进行视频监看，也可以输入到画面分割器使用大屏幕等离子电视监看中心控制室的视频服务器安装一台 836路的数字监控主机，对井下状况进 行实时视频监控和录像，也可以使用TC-8600视频矩阵切换到电视墙上放大监看。硬盘录像机与矩阵的完美结合，不仅能实现监看视频上屏幕墙的问题， 还可 将各自优势特点发挥到极致。超级切换：利用DVR空制图像在屏幕墙上的任意切换，实现矩阵控制平 台与DVRP台的无缝连接，将矩阵系统并入数字网络，提升系统整体性 能网络控制：可同时浏览多达 16台DVR勺不同视频。灵活控制任何一
10、台 视频服务器上的云镜设备完美录像：定时连续录像、动态报警录像、传感器报警录型，具备娴静 的压缩技术，可调压缩比、桢率、录像质量报警联动：报警输入输出联动摄像机电源、灯光，具有报警前5-999秒预录功能抓拍打印：单桢及多桢画面同时抓拍，并将图像保存为JPG/BMPwenjian, 随时打印检索方便：按照文件、日期、时间、监控点、存储盘符进行便捷检索。放大功能：可动态放大正在回放的视频，并可对全部或局部视频进行实时电子放大密码保护：采取密码授权的方式保护系统设置，防止无授权者修改系统。4、远程指挥中心包括若干个指挥终端，安装在各级监管部门，各级领导在自己的办公电脑 上使用IE浏览器访问各矿企业数
11、字监控主机，就可以同时对不同的矿企业分别 进行监看。指挥终端可以在矿企业局域网内，也可以在远端通过Internet或专网进行远程指挥5、系统功能可以实现各级部门联网监控，指挥终端、中心控制室以及上级领导终端可通 过语音对讲对矿开采企业进行远程指挥；矿老板可在家里甚至外地通过互联网进行监控。系统具有特定的视频效果：以矿井为单元，将一路或多路视频信号进行图像 预览和录像。系统具有实时日期和时钟视频叠加功能： 对矿井全程视频图像进行实时日期 和时钟预览和录像，保证采矿过程的完整性和真实性。其日期和时钟在画面中的显 示方式和显示位置可根据现场实景进行位置调整。系统具有单画面、多画面和全屏等多种显示方式
12、，预览显示画面在多画面显 示方式下，其显示位置可进行人为调整。系统具有录像效果调节功能、网络传输质量，保证其图像在局域网和广域网 上都能进行网络传输。系统具有音、视频实时网络浏览功能，每路图像可允许多个网络客户端同时 进行网络浏览。系统具有录像资料转制VCDt盘存储功能，便于资料的保存和资料审阅的便 捷。系统具有对剩余硬盘空间显示和容量不足警示功能，提供线性和循环录像两种模式。系统具有客户端对录像资料的检索、管理和回放。系统具有通过网络实现上级领导与矿井监控中心工作人员进行网络会话的功能，从而保障指挥的有效性和实时性。系统具有易安装性和易维护性。系统具有操作简单，界面简洁，功能直观明确。五、设
13、备选型典型的远程网络监控系统主要由前端设备和后端设备两大部分组成。前、 后端设备有多种构成方式，它们之间的联系（也可称作传输系统）可通过电缆、 光纤等多种方式来实现。1、前端设备前端设备要满足矿防爆安全标准，并且适应井下比较恶劣的环境，在经过深 入考察研究后，我们推荐选择以下产品：gb矿用隔爆型护罩（井下）防爆型式：Exd I （H2）供电电压：AC127世1%工作电流： 200mA环境温度：-20 C -+60C外形尺寸：370（长）x133（宽）x155（高）mm内径尺寸：250（长）x60（宽）x75（高）mm重量：10kg特点：全金属、防腐、防尘、防水、可装定焦镜头、适用于有瓦斯或 煤
14、尘爆炸危险的矿井下。（2）视频光端机产品特点：钢质Q座、自恢复保险开关电源，追求细节完美。超级光学动态范围，允许最大链损 26dB。无电磁干扰，无射频干扰，无地电流。通过机身指示灯状态可判别出线路故障点。独特光功率自适应电路设计，即插即用，使用无需任何调节。采用频率调制方法，降低了重影、抖动及通道间用扰，从而达到极佳的传输质量。可适应多种恶劣的环境。兼容NTSC PAL SECAM种制式。支持通过一根光纤传输八路视频。独立式和插卡式结构。带电热插拔，即插即用。自动恢复过载保护。实时传输。无电磁干扰、无射频干扰、无地电流。表面贴装技术。BNO频连接器。ST、FCt学连接器单模光纤允许最大链损为1
15、8dB (DF刖达29dB)。超级光学动态范围，使用无需调节。2、后端设备(1)监控中心数字控制主机硬件配置：CPU CPU Intel Pentium 1.7 G 以上内存：256Mz上硬盘：40加上显卡：Geforce MX系列网卡：10M/100M PCI网卡功能特点: 最先进的MPEG4视频混合压缩技术图像质量清晰，每小时硬盘空间占有量为 25M川、时100M/小时，通常情况 为75M/小时，甚至更低，可大大节省硬盘空间。可以纯视频压缩，也可以音视频同时混合压缩，支持一路音频实时预览。压缩数据率根据图像质量分为五级：最好、良好、好、一般、稍差。音视频 的缺省参数可由用户设置。音视频完全同步压缩，支持一路音频实时预览，压缩 文件中的音视频完全同步播放。 灵活的字符叠加功能三种视频字符叠加方式：日期时间叠加、通道名称叠加、企业 10go叠加，可 以在系统设置界面中根据需要设定。 叠加的内容在回放时能够显示。叠加字符颜 色可调，避免了在反差不大的监看图像中叠加字符看不清晰的问题。 多种录像方式可选包括定时录像、手动录像、移动视频报警录像（提供预录报警功能）、传感 器报警录像（提供
