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數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)提高煤礦安全管理水平

電子設計 ? 來源:網(wǎng)絡整理 ? 作者:佚名 ? 2019-12-17 07:57 ? 次閱讀
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前言

近年來,煤礦發(fā)生事故的數(shù)量在不斷增加,如何加強安全生產(chǎn),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(jīng)濟高速發(fā)展、能源供應緊張的形勢下,如何處理好保證安全和提高產(chǎn)量的關系,需要深入研究,發(fā)展不能以犧牲環(huán)境和生命為代價。

為此,如何正確處理安全與生產(chǎn)、安全與效益的關系,如何準確、實時、快速履行煤礦安全監(jiān)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。面對新形勢、新機遇和新挑戰(zhàn),國家各級主管部門的領導對安全生產(chǎn)工作提出了很高的要求和期望。我們認為提升安全生產(chǎn)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(chǎn)長效機制,是我國安全生產(chǎn)工作的必由之路。

在此環(huán)境下,天地偉業(yè)數(shù)碼科技有限公司率先推出適用于煤礦的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng),本系統(tǒng)從視頻監(jiān)控、信號傳輸、中心控制、遠程監(jiān)管等各方面提出全方位的解決辦法,可以實現(xiàn)井下監(jiān)控中心、地、市煤礦安全監(jiān)控指揮中心與省局監(jiān)控指揮中心聯(lián)網(wǎng),使煤礦安全管理工作向科學化、規(guī)范化、數(shù)字化管理軌道邁進,提高煤礦安全管理水平。

需求分析

在美國,煤礦已實現(xiàn)高度機械化,井下工作人員很少,作業(yè)規(guī)范、巷道通暢,一旦發(fā)生事故,易于撤離,傷亡不大。而在我國,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(nóng)民工,甚至存在井下抽煙等嚴重違章現(xiàn)象。這樣的千軍萬馬集中在高度危險的作業(yè)環(huán)境中,極易發(fā)生事故,造成重大傷亡。我們在分析近期幾個煤礦發(fā)生的特大事故時發(fā)現(xiàn):

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(tài)掌握井下人員的分布及作業(yè)情況;

③一旦煤礦事故發(fā)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(yè)因為遠離地面,地形復雜,環(huán)境惡劣與地面人員間溝通不便,如果利用遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng),地面監(jiān)控人員則可以直接對井下情況進行實時監(jiān)控,不僅能直觀的監(jiān)視和記錄井下工作現(xiàn)場的安全生產(chǎn)情況,而且能及時發(fā)現(xiàn)事故苗子,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(jiān)管部門可以通過網(wǎng)絡遠程查看進行狀況,提出整改方法。

煤礦井下環(huán)境惡劣:第一,煤礦內(nèi)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(nèi)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(fā)生爆炸,所以必須使用經(jīng)過煤安認證的隔爆防護罩。

現(xiàn)在一些煤礦使用的視頻監(jiān)控系統(tǒng)都是早期的模擬監(jiān)控,性能和穩(wěn)定性不高,具有很大的局限性。

首先,模擬視頻信號容易產(chǎn)生衰耗、畸變、延時,并且易受井下各種設備干擾,使圖像質(zhì)量下降,用于煤礦復雜的工作現(xiàn)場時,效果不好。

其次,視頻信號的傳輸對距離十分敏感,當傳輸距離大于幾百米時,不便于系統(tǒng)的維護和升級。

最后,傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng),由于可靠性和性能差、靈活性和擴展性差,查詢?nèi)∽C時十分煩瑣,難以維護,不能實現(xiàn)多監(jiān)控中心和多級監(jiān)控管理,不適合當前有關領導部門對煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)督、管理的要求。

隨著傳輸技術和計算機技術的發(fā)展,數(shù)字化的視頻傳輸應用得到廣泛普及,在煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中引入數(shù)字化遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)也是大趨勢。

天津天地偉業(yè)數(shù)碼科技有限公司展開深入調(diào)研,憑借不斷創(chuàng)新的理念以及豐富的系統(tǒng)業(yè)務整合經(jīng)驗,推出了煤礦監(jiān)控“三位一體”管理平臺系統(tǒng),“三位一體”指的是把井下集中監(jiān)控、井上統(tǒng)一管理、監(jiān)管部門分別監(jiān)督三個組成部分進行一體化管理,下面將就“三位一體”的實現(xiàn)進行說明。

井下監(jiān)控

針對井下的復雜環(huán)境,綜合考慮各種因素,視頻采集我們選擇具有超低照度的星光級攝像機,配備專用鏡頭,它可以在僅有一點星光的環(huán)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0.0003Lux,但可以達到570線高清晰畫面效果。

防護罩我們選擇礦用隔爆型光纖攝像儀,該設備為全不銹鋼構造,密封性能好,并且防腐、防塵、防水,可裝定焦鏡頭,已經(jīng)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(nèi)可以安裝一臺單路視頻光端機用于視頻傳輸,同時內(nèi)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(tǒng)視頻線纜傳輸產(chǎn)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(yè)合理布線設置監(jiān)控中心。我們選擇天地偉業(yè)的數(shù)字視頻光端機,它采用鋼質(zhì)Q座、自恢復保險開關電源,追求細節(jié)完美。超級光學動態(tài)范圍,允許最大鏈損26dB。無電磁干擾、無射頻干擾、無地電流。通過機身指示燈狀態(tài)可判別出線路故障點。獨特光功率自適應電路設計,即插即用,使用無需任何調(diào)節(jié)。采用頻率調(diào)制方法,降低了重影、抖動及通道間串擾,從而達到極佳的傳輸質(zhì)量。可適應多種惡劣的環(huán)境,兼容NTSC、PAL、SECAM多種制式。支持通過一根光纖傳輸八路視頻,獨立式和插卡式結構。帶電熱插拔,即插即用。自動恢復過載保護;實時傳輸;表面貼裝技術;BNC視頻連接器。ST、FC光學連接器單模光纖允許最大鏈損為18dB(DFB可達29dB)。超級光學動態(tài)范圍,使用無需調(diào)節(jié)。

·井上統(tǒng)一管理

井下視頻傳輸?shù)奖O(jiān)控中心后使用接收光端機將光信號還原為視頻信號,經(jīng)過視頻分配器后接入硬盤錄像、矩陣進行視頻監(jiān)看,也可以輸入到畫面分割器使用大屏幕等離子電視監(jiān)看。中心控制室的視頻服務器安裝一臺8~36路的天地偉業(yè)TC-2800AV數(shù)字監(jiān)控主機,對井下狀況進行實時視頻監(jiān)控和錄像。

TC-2800AV采用MPEG4數(shù)字壓縮方式,圖像質(zhì)量清晰,每小時硬盤空間占有量為25M/小時-100M/小時,通常情況為75M/小時,甚至更低,可大大節(jié)省硬盤空間。支持純視頻壓縮,也可以音視頻同時混合壓縮。可以實現(xiàn)各級部門聯(lián)網(wǎng)監(jiān)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(yè)進行遠程指揮;系統(tǒng)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(tǒng)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(jù)現(xiàn)場實景進行位置調(diào)整。系統(tǒng)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(diào)整。系統(tǒng)具有錄像效果調(diào)節(jié)功能、網(wǎng)絡傳輸質(zhì)量,保證其圖像在局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)上都能進行網(wǎng)絡傳輸。系統(tǒng)具有音、視頻實時網(wǎng)絡瀏覽功能,每路圖像可允許多個網(wǎng)絡客戶端同時進行網(wǎng)絡瀏覽。系統(tǒng)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(huán)錄像兩種模式。系統(tǒng)具有客戶端對錄像資料的檢索、管理和回放。系統(tǒng)具有通過網(wǎng)絡實現(xiàn)上級

領導與礦井監(jiān)控中心工作人員進行網(wǎng)絡會話的功能,從而保障指揮的有效性和實時性。系統(tǒng)具有易安裝性和易維護性。系統(tǒng)具有操作簡單,界面簡潔,功能直觀明確。

為了實時監(jiān)控的需要,我們使用天地偉業(yè)TC-8700視頻矩陣切換到電視墻上監(jiān)看,純視頻監(jiān)控具有實時性好、畫面清楚的特點,可以滿足煤礦中突發(fā)事件的快速發(fā)現(xiàn)與及時響應,TC-8700系列音視頻矩陣是具有集成度高、功能全面、性能穩(wěn)定、操作簡便等優(yōu)點,是大中型監(jiān)控系統(tǒng)的理想選擇。系統(tǒng)采用模塊化設計,內(nèi)部結構為插板連接方式,減少接線,提高可靠性,更利于系統(tǒng)的擴展;通訊線路全部采用RS-485通訊,使接線更簡單,同時提高了抗干擾能力和通訊距離。系統(tǒng)配置靈活,單機64路輸入、8路輸出,通過擴展可達1024路音視頻同步輸入、64路音視頻同步輸出,系統(tǒng)萬能切換、報警切換具有功能強大、設置簡單、操作方便的特點,可編程存儲32組切換序列,每個序列可達120個攝像機位置;系統(tǒng)支持256路并行或串行報警輸入、多種實時報警狀態(tài)顯示和報警輸出,有多種報警布撤防控制方式和消警方式的選擇;系統(tǒng)支持分級控制,最多可達31級分控,主機兼容多種控制協(xié)議,控制解碼器、快球方便靈活;系統(tǒng)配備大屏幕中文液晶顯示、搖桿控制鍵盤,擁有強大功能的多媒體控制功能,通過軟件還可實現(xiàn)電子地圖、視頻報警和單路硬盤錄像的功能;同時,系統(tǒng)支持矩陣硬錄集成功能,通過硬錄集成主機既可以實現(xiàn)對矩陣的各種控制,又可以進行多畫面顯示和錄像,還可通過網(wǎng)絡傳輸、進行分控;系統(tǒng)還提供網(wǎng)絡級聯(lián)的功能,強大的網(wǎng)絡拓撲結構,集群化管理,多樣化編程設置功能,實現(xiàn)多級用戶的不同瀏覽和控制權限,輕松實現(xiàn)各個監(jiān)控站點之間的圖像、聲音切換和控制,實現(xiàn)信息共享。

·遠程指揮中心

包括若干個指揮終端,安裝在各級煤礦監(jiān)管部門,各級領導在自己的辦公電腦上使用IE瀏覽器訪問各煤礦企業(yè)數(shù)字監(jiān)控主機,就可以同時對不同的煤礦企業(yè)分別進行監(jiān)看。指揮終端可以在煤礦企業(yè)局域網(wǎng)內(nèi),也可以在遠端通過Internet或專網(wǎng)進行遠程指揮。

數(shù)字視頻中心矩陣系統(tǒng)配合TC-2800AV主機使用,實現(xiàn)對前端主機管理、控制、瀏覽、錄像功能,并集成逆向

解碼主機系統(tǒng)的全部功能。本系統(tǒng)使用硬件解碼技術,系統(tǒng)更加安全可靠,支持更多路視頻同時預覽(25路)并能將各視頻外接監(jiān)視器,在屏幕墻上顯示。它支持更復雜的自動切換模式,客戶按需要對其進行設置,加強了遠程網(wǎng)絡管理與控制的功能。

綜上所述,用遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng),地面監(jiān)控人員可以直接對井下情況進行實時監(jiān)控,不僅能直觀的監(jiān)視和記錄井下工作現(xiàn)場的安全生產(chǎn)情況,而且能及時發(fā)現(xiàn)事故苗子,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(jiān)管部門可以從省部管理中心遠程監(jiān)看井下狀況,提出整改方法,減少事故隱患,因此天地偉業(yè)遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)將是保障礦井安全生產(chǎn)的重要組成部分。

責任編輯:gt


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