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)境下浙江大華技術股份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。

    利用遠程視頻監(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，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，因此新天安遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)將是保障礦井安全生產(chǎn)的重要組成部分。

一、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(nóng)民工，甚至存在井下抽煙等嚴重違章現(xiàn)象，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，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。

煤礦監(jiān)控系統(tǒng)需要滿足以下功能要求：
?視頻監(jiān)控設備滿足煤礦行業(yè)防爆、隔爆等級國家標準；
?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整。
?系統(tǒng)具有錄像效果調節(jié)功能、網(wǎng)絡傳輸質量，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。[nextpage]
?系統(tǒng)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(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。

二、系統(tǒng)組成
    整個系統(tǒng)基于浙江大華技術股份有限公司專門針對煤礦系統(tǒng)開發(fā)的DH-600數(shù)字圖像監(jiān)控系統(tǒng)進行設計。搭建系統(tǒng)平臺的核心設備網(wǎng)絡視頻服務器DH-NVS1604C及客戶端軟件DH-600都由浙江大華技術股份有限公司自主開發(fā)設計。

    根據(jù)用戶實際情況，結合我司設計經(jīng)驗以及前期對一些煤礦企業(yè)的施工經(jīng)驗作了以下系統(tǒng)設計。

    工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)由攝像設備、和視頻服務器（具有監(jiān)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(guī)模要求。

    工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)可分為主站監(jiān)控層、終端層（分為井上部分、井下部分）及遠端監(jiān)控中心，終端層的用攝像機作系統(tǒng)的前端單元負責采集各監(jiān)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(jiān)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(jiān)視器來監(jiān)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(fā)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(jiān)控中心通過局域網(wǎng)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(jù)線纜技術參數(shù)和我方施工經(jīng)驗可以保證現(xiàn)場圖像傳輸?shù)那逦群涂刂菩Ч虼司聰z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(tǒng)連接，視頻、控制信號的傳輸都采用屏蔽電纜。

    此外，圖像監(jiān)視系統(tǒng)應具有和煤礦內其它監(jiān)控系統(tǒng)接口的功能，運行值班人員在監(jiān)控主機上操作時，可直接在監(jiān)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?shù)奖O(jiān)控中心。

    系統(tǒng)核心設備是網(wǎng)絡視頻服務器DH-NVS1604C，圖像信號的接收、編碼、發(fā)送；云臺鏡頭控制信號的發(fā)送；報警信號的接收；以及系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理都由它完成。網(wǎng)絡視頻服務器可接入內部傳輸網(wǎng)，送到煤礦企業(yè)MIS上,通過在監(jiān)控主機上安裝客戶端軟件就可實現(xiàn)對前端設備的管理監(jiān)控。[nextpage]

三、系統(tǒng)結構
    整個系統(tǒng)有井上視頻采集、井下視頻采集、監(jiān)控中心控制室和遠程視頻監(jiān)看指揮系統(tǒng)三部份組成，遠程指揮終端可通過網(wǎng)絡訪問監(jiān)控中心的數(shù)字視頻服務器監(jiān)看井上、井下視頻，還可以使用雙向對講向煤礦企業(yè)進行遠程指揮。由于煤礦企業(yè)一般都有自己的井下檢測設備，我公司的數(shù)字視頻網(wǎng)絡視頻服務器具有友好的程序接口，可以和煤礦企業(yè)自有設備完美結合起來。

    銀源煤礦工業(yè)電視分為井上和井下監(jiān)控。

    井下的防爆攝像儀通過光纖傳輸?shù)降孛婵刂浦行牡木W(wǎng)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(wǎng)路視頻服務器。通過中心視頻服務器對網(wǎng)絡視頻服務器進行配置。局域網(wǎng)內用戶可以通過授權察看或者錄像。企業(yè)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(wǎng)內授權。

    監(jiān)控客戶端以及中心視頻服務器通過交換機和網(wǎng)絡視頻服務器連接，煤礦系統(tǒng)用戶輸入系統(tǒng)分配地用戶名和密碼就可進入安全監(jiān)視系統(tǒng)進行系統(tǒng)操作。

    系統(tǒng)整體結構圖如下（包括與遠端煤礦企業(yè)客戶端的連接）：

1、監(jiān)控前端
    圖像監(jiān)視系統(tǒng)可分為主監(jiān)控層和終端層，終端層的用攝像機作系統(tǒng)的前端單元負責采集各監(jiān)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(jiān)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(jiān)視器來監(jiān)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(fā)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。

[nextpage] 2、主監(jiān)控層
    主監(jiān)控層配置1臺中心視頻管理服務器，監(jiān)控主機通過中心交換機與網(wǎng)絡視頻服務器聯(lián)網(wǎng)，在監(jiān)控主機上可以實現(xiàn)實時監(jiān)視。模擬視頻信號從網(wǎng)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(wǎng)絡視頻服務器可接入內部傳輸網(wǎng)，送到煤礦企業(yè)MIS上,通過在配置的客戶機上安裝客戶端軟件就可實現(xiàn)對前端設備的管理監(jiān)控。

3、終端層
煤礦專用攝像機
    煤礦井下環(huán)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(fā)生爆炸，所以必須使用經(jīng)過煤安認證的隔爆防護罩。

    針對井下的復雜環(huán)境，綜合考慮各種因素，我們選擇常州常州裕華的KBA121 B型礦用本安型光纖攝像儀，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(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。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(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(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。相關本安型光纖攝像儀及攝像機的具體描述參見10節(jié)，主要設備技術參數(shù)部分。

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(chǎn)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(huán)境下的監(jiān)視要求；球機具有預置點功能，當現(xiàn)場發(fā)生報警時，通過軟件的聯(lián)動設置，球機會自動轉動到報警發(fā)生地，調節(jié)鏡頭進行監(jiān)視。

    Dational智能球機配合我公司的網(wǎng)絡視頻服務器可實現(xiàn)三維智能定位功能，鼠標輕輕一點就可將監(jiān)視對象自動定位到屏幕中心，并通過鼠標的拖拽可實現(xiàn)被監(jiān)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美國締佳公司生產(chǎn)的DIS－208H、DIS-306IR型產(chǎn)品，上述產(chǎn)品均自帶紅外燈、防塵、防雨，完全可以滿足煤礦工業(yè)電視監(jiān)控要求。

    這兩款攝像機在煤礦、電力行業(yè)得到了廣泛的應用。實踐證明是理想的監(jiān)控工具。美國締佳公司也是世界監(jiān)控視頻行業(yè)的知名企業(yè)，其產(chǎn)品性能穩(wěn)定、圖像清晰，在我們很多工程中達到了很好的監(jiān)控效果。[nextpage]

四、系統(tǒng)實現(xiàn)
    前端攝像機信號通過BNC頭直接從攝像機后端輸出，經(jīng)過視頻線SYV75-5-1傳輸至中心機房的網(wǎng)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(wǎng)絡視頻服務器的RS485口輸出，通過控制線RVVP2×1.5傳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(xiàn)對前端設備的控制。考慮到煤礦特殊環(huán)境，所有線纜采用具有阻燃性能的產(chǎn)品,并加機械保護。

    在煤礦主機房主要配置三臺網(wǎng)絡視頻服務器DH-NVS1604和以及交換機、監(jiān)控主機等中心設備。網(wǎng)絡視頻服務器放置在機房監(jiān)控室內，所有前端設備信號都接入網(wǎng)絡視頻服務器。攝像機視頻信號直接接入到監(jiān)控后臺系統(tǒng)的網(wǎng)絡視頻服務器，控制線與網(wǎng)絡視頻服務器的RS485口連接。網(wǎng)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(jiān)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(wǎng)絡接口，系統(tǒng)可通過100M口輸出接入交換機再與煤礦局域網(wǎng)通道相連，實現(xiàn)遠程網(wǎng)絡監(jiān)控。

    為了實現(xiàn)系統(tǒng)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(jù)接入攝像機數(shù)量在各臺網(wǎng)絡視頻服務器中配置了2塊500G硬盤。用戶可通過在網(wǎng)絡客戶端或服務器上直接調用、備份錄像文件，實現(xiàn)對像文件瀏覽和管理。

五、電纜布線和設備的抗干擾要求
1、電纜
    根據(jù)電力系統(tǒng)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(yè)中消除環(huán)境中高電場、高磁場等一些干擾因素對系統(tǒng)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槽。

3、設備的抗干擾要求
    為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，在電源接口處，采用自恢復保險絲、TVS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。

六、遠端監(jiān)控中心
1、遠端監(jiān)控中心結構圖

2、結構說明
    中心交換機連接了網(wǎng)絡視頻服務器以及中心管理服務器和監(jiān)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(wǎng)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(tǒng)局域網(wǎng)或者廣域網(wǎng)，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(jiān)控點的情況。遠端客戶也可以通過web瀏覽實現(xiàn)實時的監(jiān)控。 [nextpage]

3、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(tǒng)”。
    1、軟件運行于Windows98/2000平臺，具備一定的兼容性，無論采用何種編碼方式，均可在Windows98/2000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(jiān)控終端采用Windows系統(tǒng)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(xiàn)控制，也可用操縱桿進行控制。

    2、系統(tǒng)軟件可根據(jù)用戶要求完善各項管理功能。

    3、系統(tǒng)具有良好的擴展性，無論同一前端的監(jiān)控點數(shù)量增刪、同一系統(tǒng)的前端數(shù)量增刪、終端用戶數(shù)量的增刪，都留有足夠空間，隨時可以根據(jù)用戶的需要進行擴展。

1、可隨時增加攝像機等前端監(jiān)控設備。
2、可方便擴充遠程數(shù)字圖像編碼器的數(shù)量。
3、在連網(wǎng)的相關科室的計算機終端上只要系統(tǒng)授權，增加相應的軟件 或用Web瀏覽器即可具有遠程圖像監(jiān)視的各種功能。
4、支持Web方式監(jiān)控：采用Web服務器技術，聯(lián)網(wǎng)的計算機，只要經(jīng)過授權，即可利用IE、Netscape或其它Web瀏覽器，進行圖像監(jiān)視，不必專門安裝軟件，即可具有包括圖像分屏監(jiān)視、視頻切換、攝像機控制、編碼器控制、信息查詢等各種圖像監(jiān)視功能。監(jiān)控系統(tǒng)采用Web瀏覽器作為工作平臺，網(wǎng)頁作為信息載體，不同的圖像監(jiān)視系統(tǒng)，只要都采用網(wǎng)頁瀏覽方式進行圖像監(jiān)視，就可實現(xiàn)相互兼容。

    4、DH-600軟件特點

5.1、中心管理軟件
    該管理軟件集用戶管理、電子地圖、設備管理為一體，分為服務器和客戶端。系統(tǒng)主要功能實現(xiàn)多臺聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控設備集中控制管理，達到多個前端的同時監(jiān)看、各前端報警的自動上傳及多個前端的語音對講等功能。適用于采用多臺大華系列監(jiān)控設備的系統(tǒng)。

5.2、客戶端軟件詳細介紹
主要功能：
與中心管理服務器配套使用。本軟件是一個功能強大的中控軟件，集多窗口，多用戶，多語言，DIY界面，語音對講，分級電子地圖，報警中心，兼容其它擴展產(chǎn)品，單機直連設備客戶端等功能為一體。軟件具有電子地圖功能，界面友好，操作簡單，可方便的進行布設防及權限設置。
如果具備權限，可以實現(xiàn)普通客戶端實現(xiàn)的所有功能。此外還具備：
（1）可同時登陸多臺前端主設備進行多畫面監(jiān)視；
（2）可選擇不同前端主設備的不同畫面進行輪巡；
（3）具備多級電子地圖監(jiān)控功能；
（4）具備與各個前端對講的功能；
（5）報警中心提示功能；

5.3、軟件透明度
    如買方需要對系統(tǒng)進行二次開發(fā)或與其它系統(tǒng)進行連接時，本公司將提供客戶端軟件相應規(guī)約，接口參數(shù)。[nextpage]

5.4、軟件界面如下：