煤礦安全監控系統設計方案

近年來，煤礦事故頻頻發生，如何加強安全生產，提高預警和事后搜救工作效率，擺到了國家各級主管部門和領導的面前。在經濟高速發展、能源供應緊張的形勢下，如何處理好保證安全和提高產量的關系，需要深入研究，發展不能以犧牲環境和生命為代價。
??????? 為此，如何正確處理安全與生產、安全與效益的關系，如何準確、實時、快速履行煤礦安全監測職能，有效進行礦工管理，保證搶險救災、安全救護的高效運作顯得尤為重要和緊迫。我們認為提升安全生產信息化管理水平，加強以災害預防、搜救為主要目標的安全生產長效機制，是我國安全生產工作的必由之路。
??????? 在此環境下浙江大華技術股份有限公司率先推出適用于煤礦的數字視頻監控系統，本系統從視頻監控、信號傳輸、中心控制、遠程監管等各方面提出全方位的解決辦法，可以實現井下監控中心、地、市煤礦安全監控指揮中心與省局監控指揮中心聯網，使煤礦安全管理工作向科學化、規范化、數字化管理軌道邁進，提高煤礦安全管理水平。
??????? 利用遠程視頻監控系統，地面監控人員可以直接對井下情況進行實時監控，不僅能直觀的監視和記錄井下工作現場的安全生產情況，而且能及時發現事故，防患于未然，也能為事后分析事故提供有關的第一手圖像資料。另外，煤礦監管部門可以從省部管理中心遠程監看井下狀況，提出整改方法，減少事故隱患，因此新天安遠程視頻監控系統將是保障礦井安全生產的重要組成部分。
需求分析
??????? 在我國，采煤機械化程度僅為４５％，礦工隊伍很大一部分是文化水平較低、培訓時間有限的農民工，甚至存在井下抽煙等嚴重違章現象，在高度危險的作業環境中，極易發生事故，造成重大傷亡。我們在分析近期幾個煤礦發生的特大事故時發現：
??????? 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掌握井下人員的分布及作業情況；
??????? 3）一旦煤礦事故發生，搶險救災、安全救護的效率低，搜救效果差。
??????? 目前，煤礦井下作業因為遠離地面，地形復雜，環境惡劣與地面人員間溝通不便，如果利用遠程視頻監控系統，地面監控人員則可以直接對井下情況進行實時監控，不僅能直觀的監視和記錄井下工作現場的安全生產情況，而且能及時發現事故，防患于未然，也能為事后分析事故提供有關的第一手圖像資料。同時要求上級有關監管部門可以通過網絡遠程查看進行狀況，提出整改方法。
??????? 煤礦監控系統需要滿足以下功能要求：
??????? ●視頻監控設備滿足煤礦行業防爆、隔爆等級國家標準；
??????? ●可以實現各級部門聯網監控，指揮終端、中心控制室以及上級領導終端可通過語音對講對煤礦開采企業進行遠程指揮；
??????? ●系統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行圖像預覽和錄像。
??????? ●系統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行實時日期和時鐘預覽和錄像，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現場實景進行位置調整。
??????? ●系統具有單畫面、多畫面和全屏等多種顯示方式，預覽顯示畫面在多畫面顯示方式下，其顯示位置可進行人為調整。
??????? ●系統具有錄像效果調節功能、網絡傳輸質量，保證其圖像在局域網和廣域網上都能進行網絡傳輸。
??????? ●系統具有音、視頻實時網絡瀏覽功能，每路圖像可允許多個網絡客戶端同時進行網絡瀏覽。
??????? ●系統具有錄像資料轉制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，提供線性和循環錄像兩種模式。
??????? ●系統具有客戶端對錄像資料的檢索、管理和回放。
??????? ●系統具有通過網絡實現上級領導與礦井監控中心工作人員進行網絡會話的功能，從而保障指揮的有效性和實時性。
??????? ●系統具有易安裝性和易維護性。
??????? ●系統具有操作簡單，界面簡潔，功能直觀明確。
系統組成
??????? 整個系統基于廣州萊克電子有限公司專門針對煤礦系統開發的DH-600數字圖像監控系統 進行設計。搭建系統平臺的核心設備網絡視頻服務器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設計。
??????? 根據用戶實際情況，結合我司設計經驗以及前期對一些煤礦企業的施工經驗作了以下系統設計。
??????? 工業電視監控系統由攝像設備、和視頻服務器 （具有監控主機 、硬盤錄像 功能）等設備構成。后臺視頻服務器的各種信號輸入接口滿足煤礦終期建設規模要求。
??????? 工業電視監控系統可分為主站監控層、終端層（分為井上部分、井下部分）及遠端監控中心，終端層的用攝像機作系統的前端單元負責采集各監視點的視頻信號，并將視頻信號壓縮編碼傳送到控制室室內的視頻監控中心。這樣工作人員就可以在控制室的圖像控制臺或圖像監視器來監視各種設備的運行狀況。同時，工作人員也可以通過圖像控制機對前端的攝像機發布控制命令，對圖像進行諸如取景、定位、光圈大小、聚焦遠近和變倍等操作。遠端監控中心通過局域網獲取前端煤礦圖像，并且在登錄權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。
??????? 根據線纜技術參數和我方施工經驗可以保證現場圖像傳輸的清晰度和控制效果，因此井下攝像機信號通過光纖以及光端機傳輸，其它井上攝像設備通過光纜及視頻光端機結合視頻電纜、控制線與系統連接，視頻、控制信號的傳輸都采用屏蔽電纜。
??????? 此外，圖像監視系統應具有和煤礦內其它監控系統接口的功能，運行值班人員在監控主機上操作時，可直接在監視器觀看相應設備的狀況。這樣可以進一步提高運行人員操作設備時的可靠性和安全性。
??????? 布置在井上的攝像設備包括高速智能球機、紅外槍機、嵌入式紅外半球攝像機、等，布置于井下的攝像機設備為煤礦專用防爆攝像儀，該設備內置超低照度攝像機、視頻光端機，可直接通過光纜傳輸到監控中心。
系統核心設備是網絡視頻服務器DH-NVS1604C，圖像信號的接收、編碼、發送；云臺鏡頭控制信號的發送；報警信號的接收；以及系統數據管理都由它完成。
??????? 網絡視頻服務器可接入內部傳輸網，送到煤礦企業MIS上,通過在監控主機上安裝客戶端軟件就可實現對前端設備的管理監控。
系統結構
??????? 整個系統有井上視頻采集、井下視頻采集、監控中心控制室和遠程視頻監看指揮系統三部份組成，遠程指揮終端可通過網絡訪問監控中心的數字視頻服務器監看井上、井下視頻，還可以使用雙向對講向煤礦企業進行遠程指揮。由于煤礦企業一般都有自己的井下檢測設備，我公司的數字視頻網絡視頻服務器具有友好的程序接口，可以和煤礦企業自有設備完美結合起來。
??????? 銀源煤礦工業電視分為井上和井下監控。井下的防爆攝像儀通過光纖傳輸到地面控制中心的網絡視頻服務器上，井上的攝像機信號直接通過視頻同軸電纜連接到網路視頻服務器。通過中心視頻服務器對網絡視頻服務器進行配置。局域網內用戶可以通過授權察看或者錄像。企業相關領導具有最高權限，通過最高權限可以對相關人員進行網內授權。