煤礦行業(yè)作為高危行業(yè)之一，安全生產(chǎn)始終是天字號(hào)的頭等大事。國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局發(fā)布的“安全生產(chǎn)‘十一五’規(guī)劃”，十項(xiàng)任務(wù)中的第一條就是遏制煤礦重特大事故，為此制定的重點(diǎn)工程是煤礦事故預(yù)防與主要災(zāi)害治理工程。

　　由于煤礦礦區(qū)環(huán)境復(fù)雜，井下作業(yè)遠(yuǎn)離地面，地形復(fù)雜、環(huán)境惡劣，所以容易發(fā)生事故。在這種條件下，井下作業(yè)的視頻監(jiān)控是煤礦安全生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。下面以某煤礦網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控解決方案為例與大家共同探討。

　　需求分析

　　要求該系統(tǒng)能夠?qū)律a(chǎn)現(xiàn)場各工作面和地面重點(diǎn)崗位的生產(chǎn)實(shí)況進(jìn)行監(jiān)控和瀏覽，可實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測點(diǎn)的瓦斯等有害氣體、供電、風(fēng)量、排水、運(yùn)輸?shù)认嚓P(guān)技術(shù)性能參數(shù)實(shí)時(shí)顯示并作技術(shù)分析。當(dāng)參數(shù)不符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警并及時(shí)實(shí)施自動(dòng)保護(hù)，消除事故隱患。管理層還可通過網(wǎng)絡(luò)直接瀏覽生產(chǎn)畫面，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)發(fā)布指令，以確保安全生產(chǎn)。歸納起來包括以下幾點(diǎn)：

　　·實(shí)時(shí)監(jiān)測煤礦的生產(chǎn)狀況;

　　·實(shí)時(shí)監(jiān)視煤礦環(huán)境變化，預(yù)防險(xiǎn)情發(fā)生;

　　·實(shí)時(shí)監(jiān)視礦井口周邊的情況;

　　·實(shí)時(shí)監(jiān)視礦井的出入情況;

　　·實(shí)時(shí)監(jiān)測礦井安全，對(duì)礦井安全隱患及時(shí)清理，保證煤礦安全運(yùn)作。

　　另一方面，要求本系統(tǒng)所有監(jiān)控圖像可以實(shí)時(shí)上傳上級(jí)監(jiān)管部門，還可以直接上傳到最高監(jiān)管層。一旦發(fā)生意外事故，從中央級(jí)領(lǐng)導(dǎo)人到地方監(jiān)管部門、救援部門的負(fù)責(zé)人，在自己的辦公室就可以實(shí)時(shí)地瀏覽到事故現(xiàn)場的狀況，及時(shí)指揮現(xiàn)場的救援搶險(xiǎn)。領(lǐng)導(dǎo)人無需親臨現(xiàn)場，就能及時(shí)掌握現(xiàn)場情況并作出決策。

　　系統(tǒng)原理

　　如圖1所示，應(yīng)用于煤炭行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，主要由以下部分組成：

　　1、各監(jiān)控點(diǎn)架設(shè)一體化網(wǎng)線供電的高清晰彩色球型網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，簡稱網(wǎng)絡(luò)高速球，可360度全方位大面積監(jiān)視。

　　2、各監(jiān)控點(diǎn)架設(shè)固定攝像機(jī)+視頻編碼器，可對(duì)特定區(qū)域進(jìn)行不間斷地監(jiān)視。

　　3、攝像機(jī)可結(jié)合揚(yáng)聲器、拾音器、報(bào)警器共同使用。

　　·揚(yáng)聲器：用于對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行喊話，指揮生產(chǎn)過程;

　　·拾音器：用于采集現(xiàn)場聲音，可與現(xiàn)場職工對(duì)話;

　　·報(bào)警按鈕：工作人員按下報(bào)警按鈕，報(bào)警中心和生產(chǎn)指揮辦公室都會(huì)響應(yīng)，并做出反應(yīng)。

　　4、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)通過寬帶網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)入各分控中心，再由分控中心將數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)端指揮主控中心。

　　5、礦區(qū)和礦井的監(jiān)控中心和領(lǐng)導(dǎo)人的辦公室，只要接入互聯(lián)網(wǎng)，都可以看到全礦區(qū)任何監(jiān)控點(diǎn)實(shí)時(shí)視頻圖像。

　　系統(tǒng)應(yīng)用方案

　　如圖2所示，在各個(gè)礦井架設(shè)全套的視頻監(jiān)控設(shè)備，包括：網(wǎng)絡(luò)高速球、固定攝像機(jī)+視頻編碼器、拾音器、揚(yáng)聲器、報(bào)警設(shè)備，等等。把數(shù)據(jù)接入地下掩埋的光纖網(wǎng)絡(luò)。

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　　網(wǎng)絡(luò)傳輸方案

　　1、前端監(jiān)控點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)傳輸方案

　　前端監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)備包括：攝像機(jī)+視頻編碼器、網(wǎng)絡(luò)高速球、報(bào)警器、對(duì)講設(shè)備(揚(yáng)聲器+拾音器)等。

　　2、主干網(wǎng)絡(luò)傳輸方案

　　本系統(tǒng)可利用各種寬帶網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)各礦井分控中心與礦區(qū)主控中心、生產(chǎn)管理與安全監(jiān)督部門的網(wǎng)絡(luò)傳輸，比如：ADSL寬帶、專線寬帶、直接建立光纖主干道網(wǎng)絡(luò)等。

　　由于光纖網(wǎng)絡(luò)帶寬高、速度快，可高速傳輸大數(shù)據(jù)量的視頻圖像，確保主控中心和管理辦公室都能收到清晰流暢的圖像。

　　3、監(jiān)控中心建設(shè)方案

　　本系統(tǒng)監(jiān)控中心較為復(fù)雜，從各礦井分控中心到礦區(qū)主控中心，他們的建設(shè)方案分別是：

　　·礦井監(jiān)控中心：配置1臺(tái)基于Linux的現(xiàn)場存儲(chǔ)單元，內(nèi)置4.5T大容量硬盤，用于存儲(chǔ)全部監(jiān)控視頻，同時(shí)配置若干臺(tái)桌面PC電腦，用于實(shí)時(shí)瀏覽、管理視頻圖像;

　　·主控中心：主控中心可設(shè)大屏幕電視墻，用數(shù)字視頻解碼矩陣將數(shù)字視頻信息還原為模擬視頻信號(hào)，送到電視墻上顯示;主控中心還可配設(shè)若干臺(tái)桌面PC電腦，用以直接瀏覽管理整個(gè)系統(tǒng);

　　·辦公室實(shí)時(shí)瀏覽：凡可接入互聯(lián)網(wǎng)或本地監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的辦公室桌面電腦，在有用戶賬號(hào)和一定權(quán)限的前提下，都可以登錄本監(jiān)控系統(tǒng)，從而可任意地瀏覽和管理監(jiān)控視頻。

　　4、報(bào)警聯(lián)動(dòng)和語音對(duì)講方案

　　本系統(tǒng)應(yīng)用于煤炭行業(yè)的日常管理和安全防范。所以，報(bào)警聯(lián)動(dòng)和語音對(duì)講是本系統(tǒng)重點(diǎn)要求實(shí)現(xiàn)的功能。

　　報(bào)警聯(lián)動(dòng)：報(bào)警器，如火警、煙感、溫度報(bào)警器等，接入視頻編碼器，一旦發(fā)生報(bào)警，監(jiān)控中心將產(chǎn)生上述類似響應(yīng);工作人員遇緊急情況，可按下報(bào)警按鈕，指揮中心立即收到，并迅速調(diào)出現(xiàn)場實(shí)時(shí)圖像，同時(shí)可發(fā)出處理指令。

　　語音對(duì)講：職能部門領(lǐng)導(dǎo)人和管理負(fù)責(zé)人可在監(jiān)控中心或者桌面電腦上，用耳麥就可直接與礦井現(xiàn)場進(jìn)行通話，實(shí)時(shí)地指導(dǎo)現(xiàn)場生產(chǎn)過程的工作;即便在家里或者出差在外，只要接入互聯(lián)網(wǎng)，都可以與現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時(shí)通話。

　　5、單兵攜帶無線監(jiān)控系統(tǒng)

　　煤炭生產(chǎn)中偶爾發(fā)生事故在所難免，為快速應(yīng)對(duì)突發(fā)事件，榮碩科技開發(fā)出用于快速布防、快速撤防的單兵攜帶網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

　　整個(gè)系統(tǒng)組成

　　主要包括主機(jī)、一體化頭盔、轉(zhuǎn)接盒、電源包、全向天線、接收端等。

　　該系統(tǒng)產(chǎn)品運(yùn)用具有世界先進(jìn)水平的視頻壓縮技術(shù)，將視頻、音頻模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并通過802.11g高速無線模式進(jìn)行傳輸。適合各式攝像機(jī)(肩扛式、手持式、頭盔式)，具有體積小，重量輕，圖像清晰度高等特點(diǎn)。適用于煤炭等部門的無線移動(dòng)及快速應(yīng)急項(xiàng)目。

　　1、快速部署、快速投入使用：可在第一時(shí)間運(yùn)抵現(xiàn)場，迅速部署完畢，并能立即投入使用。通過無線網(wǎng)絡(luò)(如：CDMA/GPRS、短波電臺(tái)、遠(yuǎn)程微波射頻網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)接入整個(gè)安全生產(chǎn)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，各級(jí)安全生產(chǎn)監(jiān)控中心、指揮部都能瀏覽到現(xiàn)場圖像。

　　2、快速偵查現(xiàn)場信息：利用攝像機(jī)、感應(yīng)探頭及移動(dòng)監(jiān)控平臺(tái)，從多角度多方位提取現(xiàn)場信息，實(shí)時(shí)發(fā)回指揮中心和遠(yuǎn)端的更高層指揮中心，為決策者和指揮人員提供第一手情報(bào)。

　　3、快速進(jìn)入現(xiàn)場：單兵攜帶設(shè)備進(jìn)入事故現(xiàn)場，拍攝圖像和錄下聲音，并通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)回指揮中心。

　　4、處理結(jié)束后迅速撤出：完成任務(wù)后迅速撤除所有現(xiàn)場設(shè)備，簡單易行，靈活機(jī)動(dòng)。

　　再嚴(yán)密的視頻監(jiān)控，總有覆蓋不到的地方。為彌補(bǔ)不足，可配備單兵移動(dòng)視頻監(jiān)控設(shè)備，隨時(shí)應(yīng)對(duì)突發(fā)事件。[nextpage]

　　網(wǎng)絡(luò)視頻管理軟件

　　監(jiān)控系統(tǒng)需要功能強(qiáng)大的軟件來管理，其具有視頻實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)傳輸、控制、存儲(chǔ)、檢索、回放等基本功能。其主要特點(diǎn)有：

　　1、穩(wěn)定可靠：基于Linux的管理系統(tǒng)，不易感染病毒;采用分布式管理，局部問題不會(huì)影響其他服務(wù)器的工作。

　　2、易于擴(kuò)充：系統(tǒng)可以無限互聯(lián)，既可以支持幾十個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，也可以支持幾十萬個(gè)監(jiān)控點(diǎn)。系統(tǒng)各部分相互獨(dú)立，互不干擾。

　　3、強(qiáng)大的事件聯(lián)動(dòng)機(jī)制：多種事件觸發(fā)方式，包括定時(shí)、移動(dòng)偵測報(bào)警、信號(hào)輸入報(bào)警等;多種事件聯(lián)動(dòng)操作，包括錄像、PTZ動(dòng)作、信號(hào)輸出、短信通知等;支持同時(shí)觸發(fā)多個(gè)對(duì)象，即某個(gè)事件發(fā)生，可以觸發(fā)多個(gè)設(shè)備的一組動(dòng)作;支持報(bào)警緊急查看，報(bào)警即時(shí)報(bào)告，雙擊即可顯示聯(lián)動(dòng)監(jiān)控點(diǎn)的圖像。

　　4、分級(jí)權(quán)限管理：自上而下的垂直管理，每一級(jí)權(quán)限明確，同級(jí)之間互不干擾、下級(jí)服從上級(jí)，最高級(jí)管理全局。

　　5、兼容多種網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)：本系統(tǒng)綜合運(yùn)用多種網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、商業(yè)寬帶網(wǎng)專線網(wǎng)ADSL/ISDN、GPRS/CDMA等都可以被充分利用，以確保監(jiān)控信息實(shí)時(shí)傳遞到用戶眼前。

　　6、支持地圖管理：用戶可將所有監(jiān)控點(diǎn)切入被監(jiān)控區(qū)域的平面圖中，只要點(diǎn)擊相應(yīng)區(qū)域，即可彈出相應(yīng)的監(jiān)控視頻;還可將監(jiān)控視頻分組，按組彈出監(jiān)控視頻。

　　7、網(wǎng)絡(luò)帶寬管理：為確保決策者優(yōu)先得到信息，專門為其開辟一定帶寬，他人不得占用，類似高速公路警車專用通道。

　　8、獨(dú)有的轉(zhuǎn)壓技術(shù)：針對(duì)帶寬不足的用戶，系統(tǒng)支持視頻的二次轉(zhuǎn)壓;用戶可自定義視頻的尺寸、質(zhì)量、幀率等;支持同一視頻源的多路不同需求的轉(zhuǎn)壓輸出。

　　9、高清晰圖像監(jiān)控的解決方案：支持?jǐn)?shù)字高清晰攝像頭，已實(shí)現(xiàn)最大分辨率1600×1200的視頻監(jiān)控;支持高清圖像在高速網(wǎng)內(nèi)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以及遠(yuǎn)程、帶寬不足時(shí)的轉(zhuǎn)壓低清監(jiān)控;支持高清錄像，以及低清的轉(zhuǎn)壓錄像;支持圖像的局部放大，以便更清晰地捕捉細(xì)節(jié)。

　　結(jié)語

　　煤炭礦難事故在我國每年頻繁發(fā)生，由來已久，造成的各種損失巨大。除了必要的煤炭行業(yè)安全生產(chǎn)規(guī)范條例的嚴(yán)格執(zhí)行外，先進(jìn)的科技手段是煤礦安全生產(chǎn)的有效保障。

　　隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、視頻壓縮技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，由于網(wǎng)絡(luò)視頻產(chǎn)品的易使用、易擴(kuò)展、遠(yuǎn)程傳輸?shù)忍攸c(diǎn)，非常符合煤礦安防的監(jiān)測點(diǎn)多、監(jiān)測地區(qū)分散、安裝使用簡便、快速應(yīng)急布防的應(yīng)用需求，因此煤礦安全生產(chǎn)中采用網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)是發(fā)展的必然趨勢(shì)。相信隨著未來煤炭行業(yè)安全信息化生產(chǎn)進(jìn)程的不斷加快，煤炭企業(yè)的特大安全事故將得到有力的遏制。如將網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控進(jìn)一步發(fā)展到智能化，就能將事故消滅在萌芽狀態(tài)。