我國是世界上最大的煤炭消費國和生產國，煤礦行業(yè)的持續(xù)、健康、穩(wěn)定發(fā)展事關國民經濟的健康運行和人民基本生活需求的保障，煤礦行業(yè)在不斷增長的同時，也面臨著安全生產的壓力。本文針對煤礦行業(yè)的特殊需求，設計其方案。

近十幾年來，礦難事故不絕于耳，礦難事故頻發(fā)、死亡人數之多讓人觸目驚心。今年僅長白山礦難、湖南湖南耒陽礦難、四川攀枝花礦難就造成了80人多人死亡的悲劇，因此煤礦的安全生產問題日益成為全社會關注的焦點。國家安全監(jiān)管總局、國家煤礦安監(jiān)局相繼發(fā)布《關于加強安全生產科技成果推廣工作的指導意見》和《關于印發(fā)安全生產先進適用技術工藝裝備和材料推廣目錄的通知》，這些政策標志著我國煤礦安全監(jiān)察工作將由“人防”向“技防”轉變，安防技術和產品在煤礦行業(yè)的應用不斷深入。

煤礦行業(yè)對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特殊需求

煤礦行業(yè)因一般為地下作業(yè)，遠離地面，地形復雜，環(huán)境惡劣，特別容易發(fā)生事故，且一旦發(fā)生事故，搶救工作也十分困難，煤礦視頻監(jiān)控是煤礦安全生產最為重要的安全需求，煤礦行業(yè)對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特殊要求如下。

· 煤礦井下環(huán)境惡劣，空氣中瓦斯和粉塵含量較高，容易發(fā)生爆炸，所以使用的所有視頻監(jiān)控設備需滿足煤礦防爆、隔爆、防塵、防潮、防高溫、防低溫、防雷擊、防強磁場、防腐蝕等要求;

·煤礦視頻監(jiān)控系統(tǒng)對網絡會話的要求較高，萬一發(fā)生事故，井上指揮平臺可以與井下人員取得聯(lián)系;

·煤礦往往有多個部門監(jiān)管，因此要求視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)各級相關部門的聯(lián)網監(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)進行遠程指揮和調度;

·煤礦礦井采光條件極差，攝像頭需適應這一特殊環(huán)境，要保證圖像質量，能夠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;

·要求視頻監(jiān)控系統(tǒng)的附屬設備不易損壞，易操作，易維護，故障率低，設備維修成本低，壽命長。

系統(tǒng)架構

本文根據煤礦行業(yè)對視頻監(jiān)控的特殊要求，提出的煤礦視頻監(jiān)控解決方案包括前端監(jiān)控，主監(jiān)控中心的布設以及視頻監(jiān)控指揮調度系統(tǒng)，三者的結合能夠充分保證視頻監(jiān)控發(fā)揮良好的效用。

前端監(jiān)控設備

前端監(jiān)控設備主要包括攝像機和井下夜視儀，它們接收的視頻信息將通過BNC連接到網絡視頻服務器并與網絡相連接。網絡視頻服務器擁有固定的IP地址后，就可以依托已有的快速局域網，授權用戶在局域網的任何地方都可以利用瀏覽器來觀看井下的作業(yè)情況。另外，各類報警器的信號輸出也可以通過相關輔助設備連接到網絡視頻服務器上，網絡視頻服務器內置的 WEB服務器可以增強傳統(tǒng)監(jiān)視系統(tǒng)的性能，并為在一個安全的內部網或者互聯(lián)網上發(fā)布監(jiān)控圖像提供了網絡連通性。

主監(jiān)控中心

主監(jiān)控中心主要由監(jiān)控服務器、監(jiān)控客戶終端等組成，其主要任務是接收和顯示礦區(qū)現(xiàn)場圖像，管理用戶登錄信息，進行優(yōu)先權的分配，控制信號的協(xié)調，圖像的實時監(jiān)控以及錄像的備份、存儲、檢索、回放、恢復等。

廠區(qū)網絡安裝攝像機、監(jiān)控服務軟件以及視頻服務器后，就可以對后端所有上網用戶進行管理，其錄像、報警等功能也能發(fā)揮出來。在登陸監(jiān)控服務器、輸入用戶名密碼、獲得相應的授權后，即能訪問到前端的攝像機，同時也可以安裝一臺大屏幕顯示器（或背部投影機、等離子顯示器等），利用系統(tǒng)軟件的強大功能，在大屏幕上同時顯示出 1/4/6/8/9/10/16個攝像機的畫面。因此，系統(tǒng)能夠對各礦區(qū)進行監(jiān)控和監(jiān)視，以便能夠實時、直接地了解和掌握各礦區(qū)的情況，并及時對發(fā)生的情況做出反應。

視頻指揮調度系統(tǒng)

本方案中的視頻指揮調度系統(tǒng)主要包括營運公司指揮調度中心系統(tǒng)、煤廠調度室子系統(tǒng)、監(jiān)控現(xiàn)場子系統(tǒng)，這些子系統(tǒng)必須部署在相應位置，“各司其職”，完成不同的功能。

營運公司指揮調度中心系統(tǒng)

指揮調度中心系統(tǒng)是對下屬所有煤礦監(jiān)控室進行控制和指揮的中樞。布置在指揮中心總部的是指揮調度中心系統(tǒng)，它具有最大的權限，能夠對系統(tǒng)內所有煤廠調度室進行指揮調度。該中心具有的功能主要是瀏覽所有現(xiàn)場視頻圖像對所屬煤礦的調度功能。

煤礦調度室子系統(tǒng)

煤礦調度室子系統(tǒng)布置在各個煤礦的機房以及調度室內，該系統(tǒng)的主要職責分別是：對煤礦現(xiàn)場和其他部門進行指揮調度;接受營運公司指揮調度中心的指揮調度。煤廠調度室子系統(tǒng)由用戶終端設備及音視頻輸入輸出設備等組成。本解決方案中使用的綜合視頻交換機能夠提高煤廠內系統(tǒng)的獨立運行能力，以增強該調度系統(tǒng)的調度能力。這將實現(xiàn)終端雙向、單向音視頻編譯碼，提供用戶數據交互和功能操作接口，實現(xiàn)視頻指揮、遠程視頻瀏覽等功能。

監(jiān)控現(xiàn)場子系統(tǒng)

監(jiān)控現(xiàn)場子系統(tǒng)主要布置一些關鍵位置，例如倉儲，軌道廠等，它們負責將現(xiàn)場的圖像及時上傳到營運公司的指揮調度中心以及本煤廠的調度室，接受指揮調度。監(jiān)控現(xiàn)場子系統(tǒng)包括監(jiān)控音視頻采集、編碼、壓縮設備、控制設備等，所需的音視頻采集設備包括攝像機、拾音器、揚聲器。音視頻編碼壓縮設備包括數字硬盤錄像機、網絡視頻服務器。系統(tǒng)將與已經建設的通訊系統(tǒng)，如視頻監(jiān)控系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)、電話系統(tǒng)等接入綜合應急視頻指揮調度系統(tǒng)中，進行統(tǒng)一指揮調度。

煤礦監(jiān)控系統(tǒng)設計要點

重點區(qū)域重點監(jiān)控，應需而選

煤礦視頻監(jiān)控的范圍包括煤礦各個出入口、主井口、副井口、監(jiān)控值班室、主扇機房、井下通道、采煤工作面、掘進工作面、中央變電所、主運輸大巷等。

整個系統(tǒng)監(jiān)控范圍覆蓋面廣，不同監(jiān)控點有不同的需求。因此，選用設備時要考慮到室外溫度、濕度、光線等來制定設備的防塵、風冷、加熱等要求;井下的攝像機要采用符合國家相關標準的照度和防爆等級的防護罩等。

監(jiān)管聯(lián)網，實現(xiàn)多部門實時監(jiān)控和高效調度

煤礦監(jiān)控中心與縣、市級礦物局主管部門聯(lián)網，實現(xiàn)遠程監(jiān)控并了解煤礦生產運營狀況。煤礦中心可以任意調看分區(qū)域監(jiān)控點的狀況，各級部門可進行遠程網絡對話，下達指揮命令。在發(fā)生安全事故時，實現(xiàn)遠程指揮，減少傷亡和損失。

提供電子地圖信息，掌握作業(yè)區(qū)的詳細信息

地下煤礦布局相對復雜，生產設備種類繁多，為方便準確定位，視頻監(jiān)控系統(tǒng)需具備定位以及提供具體位置的詳細信息的功能。例如通過用戶圖形化操作接口，在控制室地圖接口上標示對應圖標，當鼠標指向這些圖標時，系統(tǒng)將以文字顯示有關該圖標現(xiàn)場裝置的詳細情況，例如設備的安裝地點、具體配置、使用功能、操縱權限、操作提示等。

煤礦監(jiān)控系統(tǒng)要有防雷功能

雷電的危害對于系統(tǒng)的正常運行威脅很大，所以系統(tǒng)的防雷是煤礦視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計的重點，煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的防雷已有國家標準的具體規(guī)定，因此防雷設計必須達到國家標準，能夠防直擊雷、感應雷等。

保證監(jiān)控視頻的清晰度、完整性以及傳輸順暢

保證視頻的清晰度是對視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基本要求，煤礦視頻監(jiān)控必須保證其圖像在局域網和廣域網上的順暢網絡傳輸。同時，視頻監(jiān)控系統(tǒng)須具有錄像效果調節(jié)功能，音、視頻實時網絡瀏覽功能，并且允許多個網絡客戶端同時進行網絡瀏覽。為保證視頻的完整性，系統(tǒng)需具有顯示剩余硬盤空間容量不足的警示功能。

設備安裝、系統(tǒng)調試要符合煤礦的特殊要求

各種電纜走向分布要合理，能夠避免各種電磁干擾;在保障電學、光學、設備與被控制對像相對位置符合技術規(guī)范的前提下，盡量避開容易使設備造成人為的有意或無意損壞的安裝位置;精確調試系統(tǒng)設備及器件，使其工作在最佳狀態(tài);視頻監(jiān)控設備屬于光、機、電一體化產品，各種電學、光學參數要調整到最佳狀態(tài)（如：焦距、光圈、白平衡電位器、視場等）。

未來發(fā)展趨勢

高清化

煤礦視頻監(jiān)控對高清有需求，不僅需要能夠做到晝夜采集信息，而且要不受光線限制，保證畫面質量。目前，我國煤礦監(jiān)控攝像機主要以紅外輔助光源為主，普及程度為66%，只有少數煤礦采用激光光源攝像機。煤礦視頻監(jiān)控要求對洗煤廠，排水設備，皮帶等設備實施嚴密監(jiān)控，要求視頻畫面完整、高清。另外，在應對突發(fā)事故時，高清視頻畫面能夠有助于迅速找到目標，減少人員傷亡和財產損失。

自動化和信息化

自動化和信息化是我國煤礦安防應用的最新定位，通過信息資源的共享和自動化處理，有效利用各類信息資源以服務于煤礦的安全運營。例如：將煤礦各類預警系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)相結合，將信息報告智能地回饋到信息中心，然后由信息中心分析數據，根據具體情況，啟用應急預案，積極應對危險事故，有效降低已發(fā)生事故的危害程度。與此同時，救援人員可以利用視頻系統(tǒng)及時部署應急措施，如對井下現(xiàn)場況的了解、人員的救助等，對重點監(jiān)控地段和事發(fā)現(xiàn)場進行分析、排查等。

集成化與網絡化

煤礦視頻監(jiān)控系統(tǒng)除滿足遠距離監(jiān)控、24小時實時成像的需求之外，還將融合無盲區(qū)安防監(jiān)控系統(tǒng)以適應煤礦的防爆需求。為真正確保煤礦安全生產，晝夜監(jiān)控設備可以與智能分析軟件的結合是必然趨勢。部分專業(yè)集成商有針對性地提出了先進的煤礦井下無盲區(qū)安防監(jiān)控系統(tǒng)，它不僅集成了IVS智能視頻分析技術，防爆視頻產品，還能對危機煤礦安全生產的自然災害、突發(fā)事件等進行實時監(jiān)測分析，判定各類安全隱患，例如災害及故障的類型、性質和級別，從而為監(jiān)控中心調整運行計劃，下達搶險救援、維修等指令提供依據。毫無疑問，煤礦安防監(jiān)控系統(tǒng)與先進的IP技術，RFID以及物聯(lián)網技術等的結合，對打造現(xiàn)代化、信息化、智能化的煤礦有著極大的推動作用。

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