1、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，

2、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

3、%,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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、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

9、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。

10、監控客戶端以及中心視頻服務器通過交換機和網絡視頻服務器連接，煤礦系統用戶輸入系統分配地用戶名和密碼就可進入安全監視系統進行系統操作。1、監控前端圖像監視系統可分為主監控層和終端層，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。2、主監控層主監控層配置1臺中心視頻管理服務器，監控主機通過中心交換機與網絡視頻服務器聯網，在監控主機上可以實現

11、實時監視。模擬視頻信號從網絡視頻服務器的視頻或vga輸出口輸出，通過直接操作視頻服務器可對前端攝像機進行操作，并能接收顯示各路報警信號。網絡視頻服務器可接入內部傳輸網，送到煤礦企業mis上,通過在配置的客戶機上安裝客戶端軟件就可實現對前端設備的管理監控。3、終端層煤礦專用攝像機煤礦井下環境惡劣：第一、煤礦內坑道沒有光線，且不能使用紅外射燈，需要使用低照度攝像機；第二、坑道內只有660v、127v兩種電壓，需要考慮電源轉換；第三、井下空氣中瓦斯和粉塵含量較高，容易發生爆炸，所以必須使用經過煤安認證的隔爆防護罩。針對井下的復雜環境，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，該機內置具有黑夜之鷹”稱號的星光級渥太克wat-902h攝像機，配備4.5-10mm高品質手動調焦、自動光圈鏡頭，它可以在僅有一點星光的環境中,就可以達到白天的效果，免于安裝紅外燈，其最低照度僅為0.00031UX,但可以達到570線高清晰畫面效果。攝像儀防護罩采用全不銹鋼構造，密封性能好，并且防腐、防塵、防水，可裝定焦鏡頭，已經通過煤安隔爆等級認證d級標準，適用于有瓦斯或煤塵爆炸危險的煤礦井下。防護罩內安裝一臺單路視頻光端機用于視頻傳輸，同時內置127v轉12v的電源適配器可以滿足井下的電力使用標準，符合集中供電的要求。煤礦井道中采用光纜進行視頻傳輸，因為使用光信號傳輸杜絕了以往傳統

13、視頻線纜傳輸產生的電信號，減少隱患，而且光纖傳輸距離很長，可達30km，便于煤礦企業合理布線設置監控中心。地面高速智能球機智能球機采用了英國dational的dat-sd6005高速一體化智能球機產品，內部帶有溫控設備，在寒冷天氣來臨時，攝像機將自動切換加熱裝置，已達到低溫環境下的監視要求；球機具有預置點功能，當現場發生報警時，通過軟件的聯動設置，球機會自動轉動到報警發生地，調節鏡頭進行監視。dational智能球機配合我公司的網絡視頻服務器可實現三維智能定位功能，鼠標輕輕一點就可將監視對象自動定位到屏幕中心，并通過鼠標的拖拽可實現被監視物體的任意放大和縮小。地面紅外攝像機地面彩色紅外槍機以及

14、地面彩色紅外嵌入式半球攝像機我方選用具有高性價比的攝像機，產品均自帶紅外燈、防塵、防雨，完全可以滿足煤礦工業電視監控要求。系統實現前端攝像機信號通過bnc頭直接從攝像機后端輸出，經過視頻線syv75-5-1傳輸至中心機房的網絡視頻服務器的視頻輸入端。云臺轉動、攝像機鏡頭變倍聚焦的控制信號由網絡視頻服務器的rs485口輸出，通過控制線rvvp2X1.殘輸至云臺鏡頭解碼器和球機解碼板。通過解碼輸出控制信號到云臺和攝像機，從而實現對前端設備的控制。考慮到煤礦特殊環境，所有線纜采用具有阻燃性能的產品,并加機械保護。在煤礦主機房主要配置三臺網絡視頻服務器dh-nvs1604和以及交換機、監控主機等中心設

15、備。網絡視頻服務器放置在機房監控室內，所有前端設備信號都接入網絡視頻服務器。攝像機視頻信號直接接入到監控后臺系統的網絡視頻服務器，控制線與網絡視頻服務器的rs485口連接。網絡視頻服務器可控制球機的上下、左右轉動和放大縮小，以及聚焦、光圈等。整體起到全方位監控作用，使用戶能得到合適的視角和大小可變的畫面。設備自身帶有網絡接口，系統可通過100m口輸出接入交換機再與煤礦局域網通道相連，實現遠程網絡監控。為了實現系統所有攝像點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），根據接入攝像機數量在各臺網絡視頻服務器中配置了2塊500g硬盤。用戶可通過在網絡客戶端或服務器上直接調用、備份

16、錄像文件，實現對像文件瀏覽和管理。電纜布線和設備的抗干擾要求1、電纜根據電力系統對電纜的特殊要求（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中消除環境中高電場、高磁場等一些干擾因素對系統造成的影響。2、管件戶外埋地電纜加套熱鍍鋅管，電纜溝內電纜加套pvc管，室內電纜加套pvc梢。tvs3、設備的抗干擾要求為了提高系統的抗干擾能力，在電源接口處，采用自恢復保險絲、器件、防雷器件等多種保護措施；在通信接口處，采用防設備內置雷器件等多種保護措施；在其他輸入輸出接口處，也都采

17、用內置防雷器件等多種保護措施；另外，各種地線完全隔離和設備的外殼進行接地。遠端監控中心1、結構說明中心交換機連接了網絡視頻服務器以及中心管理服務器和監控主機等設備，中心管理軟件安裝在中心管理服務器上面，直接對網絡視頻服務器以及客戶端進行配置以及對客戶端用戶授權。中心交換機可以接入到煤礦系統局域網或者廣域網，遠端用戶通過訪問中心視頻管理服務器，可以查看或記錄煤礦監控點的情況。遠端客戶也可以通過web瀏覽實現實時的監控。2、軟件說明以下簡要說明軟件相關特點，詳細軟件功能特點見6.11“軟件系統”。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、攝像機動作、報警設置和撤消）等直觀易懂，使用方便；用戶操作的監控終端采用WINOOWs系統平臺，全中文界面，人機交互性能好，使用方便、簡單，只要通過點擊鼠標器就可實現控制，也可用操縱桿進行控制。2）系統軟件可根據用戶要求完善各項管理功能。3）系統具有良好的擴展性，無論同一前端的監控點數量增刪、同一系統的前端數量增刪、終端用戶數量的增刪，都留有足夠空間，隨時可以根據用戶的需要進行擴展。 可隨時增加攝像機等前端監控設備。 可方便擴充遠程數字圖像編碼器的數量。 在連網的相關科室的計算機終端上只要系統授權，增加相應的軟件或用web瀏覽器即可具有遠程圖像監視的各種功能。 支持web方式監控：采用web服務器技術，