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视频监控系统在巫山煤矿中的应用1．1前言煤炭是我国重要的能源资源，我国的煤炭工业长期停留在人工开采水平，生产效率低，安全隐患多，如瓦斯爆炸、地下渗水等事故经常发生。我国煤矿安全生产面临着非常严峻的形势。影响我国煤矿安全生产的问题是多方面的，要彻底解决煤矿安全生产问题，必须强化管理，采取多种措施，付出长期艰苦努力。解决煤矿安全生产问题是一项长期、艰巨和复杂的工作，但又必须从眼前抓起，甚至采取必要的强制手段推行，而广泛应用信息技术是加强和改进煤矿安全生产工作的有效手段。随着计算机应用在各行各业的逐步普及，煤炭生产水平目前逐步实现了自动化，生产效率大大提高。因为煤矿开采的特殊环境，容易发生事故，煤矿行业也被称为高危险的行业。利用视频监控系统，地面或中心监控人员可以直接对井下情况进行实时监控，不仅能直观的监视和记录井下工作现场的安全生产情况，通过在井下安装温湿传感器瓦斯探测器，能及时发现事故苗子，防患于未然，也能为事后分析事故提供有关的第一手图像资料，为将来的安全生产，提供可靠的保证。因此视频监控系统是现代矿井安全生产监控系统的重要组成部分。一些煤矿在早期使用的视频监控系统都是早期的模拟监控，扩展性能和稳定性不高，管理也不方便。现在随着网络技术和计算机技术的发展，基于TCP/IP协议的IP网的应用得到广泛普及。高速宽带主干网的建成和各地区高速接入系统的迅速发展，促进了基于IP技术的各种视频通信应用,如网络远程视频监控系统的发展。所以在煤矿安全监控系统中引入现代网络远程视频监控系统将是一种趋势。为了进一步满足社会经济发展与人们文明生活的高标准要求，创造一个安全、方便、快捷、高效的采矿环境，并根据各种不同矿井的需要，从项目的具体实际出发，做到配置合理，留有扩展余地，技术先进，性能价格比高，确保系统性能高质量，高可靠性。1．2煤矿行业监控系统需求分析煤矿安全生产是关系煤炭工业持续健康发展的头等大事，在党和国家的关怀下，全国煤矿安全生产自80年代以来，出现了逐步好转的趋势。但是，由于许多方面的问题还未得到很好解决，煤矿事故多、伤亡大转，我国煤矿的百万吨死亡率仍远远高于世界一些发达国家。22004年1月13日，国务院笫397号令公布了《安全生产许可证条例》，自公布之日起施行。这对煤矿企业来说是一件大事。《条例》对于严格规范安全生产条件，进一步加强安全生产监督管理，防止和减少生产安全事故，将发挥保障作用。我国煤矿与世界各主要产煤国家比较，不仅地质构造比较复杂，以井工开采为主，而且自然灾害也较为严重。据1996年国有重点煤矿矿井瓦斯等级鉴定统计，在621处矿井中，高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井298处，占48%；低瓦斯矿井323个，占52%；具有自然发火危险的矿井363处，占57.62%；具有煤尘爆炸危险矿井555处，占88.1%。随着矿井延深，矿井瓦斯涌出量增大，突出频繁及自然发火和煤尘爆炸危险性增大的实际，使得全国煤矿实现安全生产在客观上难度越来越大。我国煤矿点多面广，多种所有制并存，经济状况多为亏损，装备水平和人员素质参差不齐，总体上比较落后。矿井总数在关井压产后仍达33500个左右，其中国有重点煤矿矿井600多个，地方国有煤矿2000多个，各类乡镇集体煤矿31000个。国有重点煤矿基础相对好点，机械化程度达75%左右；国有地方煤矿采煤机械化程度只有25%左右；而乡镇集体煤矿大多数是非常落后的近乎原始的开采方式，安全生产基本无保障,因此，加强对安全信息的管理是非常重要的。煤矿与自然灾害斗争，必须有相应的物质手段保障。如瓦斯灾害的防治，必须从通风、抽放、监测、科研等诸多方面予以保障。当安全与生产、安全与效益发生矛盾的时候，往往容易产生忽视安全与健康工作倾向；短期行为也表现突出；对现场管理工作、质量标准化工作也有不同程度放松，这都是煤矿安全生产不利因素。为了扭转煤矿安全状况，使我国煤矿在加入WTO以后具有较强的国际竞争基础和实力，总结吸取国内外煤矿安全的经验教训，针对煤矿瓦斯检查、通风检查、设备检查、安全检查等一系列关系到煤矿企业的生产效益、矿工的生命安全的重要岗位，需一套煤矿安全信息管理系统，有效解决了由于检查人员空班、漏班而导致事故隐患不能及时发现和解决的问题，有效监督煤矿瓦斯检查员、安全检查员、防爆检查员等巡回检查工作，确保安全信息检查的到位，及时发现和处理危险情况，确保安全生产。巫山煤矿监控系统建设要求3井下采掘点（监测点）分散，并随着生产不断改变；要求系统安装、维护方便；系统监测数据准确；能够在环境恶劣的条件下稳定、可靠的工作一个主监控中心：暂定主控机房为整个系统的中心，管理所有矿区监控点图像。设置系统主服务器。根据具体情况，在主控或者分控中心要具有图像存储和电视墙功能。分监控中心：设置在矿区的监控值班室，可以设置3×3大屏幕显示器，或者由常规监视器组成电视墙。并需设置网络视频解码设备，可根据具体情况选择是否设置存储图像功能。多级分控端：在县级相关部门、市级安全管理部门设置分控端，通过网络登录系统，即可看到实时监控图像，并根据权限对系统进行各种操作。该煤矿前端共有9个监控点：井上4个，分别为主井口、副井口、监控值班室、主扇机房；井下5个，分别为采煤工作面一个、掘进工作面2个、中央变电所1个、主运输大巷1个。设备包括有网络设备、网络数字硬盘录像机和监控模拟摄像机、IP网络摄像机等。1.3煤矿视频监控系统功能叙述统一管理软件具有统一的中心管理服务，中心管理服务实现对系统所有机构、人员、设备、用户角色、设备配置、报警关联策略、自定义任务、电子地图、流媒体转发、集中存储服务的集中设置管理，而不是采用相互独立的管理系统。实时图像调阅有权限的终端用户可选择前端的任意一台摄像机的实时画面进行监控。录像数据查询及调阅权限许可范围内的用户可通过该平台对系统中的录像数据进行查询及调阅。系统提供录像回放控制功能，可实现快进播放等功能。系统提供多画面同时回放及多文件循环播放功能。报警接收及处理有权限的用户可以设置报警时的联动方式，可以根据需要手动或自动进行布防。系统实现对操作员信息及操作时间、报警设备信息及报警时间等信息自动存档；实现与其他报警子4系统等警用系统联动。监控前端能自动打开声光等报警联动设备，并发送相关的报警信息至服务器；报警时，授权遥控监视点能自动弹出报警信息窗口和发出声音提示，并显示报警点的具体位置，报警类型及现场图像，并存储相关摄像机的图像及联动录像等。门禁管理联动支持门禁联动附近门口的视频图像，如正常开门和非正常开门均可实现视频联动。电子地图功能用户通过简单的点击可直接查看地图上某个位置的图像。现场地图可以是图片，区域地图，建筑物布置图，楼层平面图；多个地图按分层顺序进行组织；在地图上可放置摄像机图标，用户通过点击图标，可快速选择所要观察的监视点。用户及权限管理功能网络客户端采用集中管理模式，统一管理设置参数、权限等；系统管理员具有最高权限，能对相关人员的权限和初始口令进行设置，能设置操作人员的连接权限、控制权限、管理登记等使用权限；终端用户对监控软件和设备的操作记录将自动存档，并且不能删除修改中心录像功能监控联网系统实施后，除了原有每个网点的本地录像外，在监控指挥中心还可以对一些重点画面进行网络实时录像，比如主要路口和重要场所的图像。在日常监控工作中，如果发现某个画面可疑，也可以在监控指挥中心立即启动网络录像，第一时间把作案现场的图像保存到监控中心。流媒体转发服务为适应多种宽带和大量的并发访问，系统采用了先进的流媒体转发技术。在前端带宽≤2M的网络环境下，依然能够保证远程多用户同时监控，切实解决大规模组网中的网络瓶颈问题。流量监控功能多个监控终端同时观看同一个监控点的实时图像时，可以设置访问并发上限，以满足实际网络环境的要求。日志管理功能系统支持详细的事件日志管理记录，系统可以对用户、对系统、对设备的参数设置、硬盘录像机登陆、报警信息、故障处理信息等项目和操作做详细的记录管理并可实时打印报表，为查证操作记录等提供保证。语音对讲功能5通过系统中心可以对日常的工作内容实现相互的沟通、引导。可以对前端监控点正在发生的违法事件进行告警。自动校时功能监控中心的时间同步服务模块可以向辖内网点的硬盘录像机发出时间同步命令，保证硬盘录像机时间和主控机时间同步。视频系统远程管理视频设备参数变更远程监视，可实时监视视频设备的参数配置变化情况，对未经授权的视频设备关键参数变更提供提示功能。远程开关机系统可自动或手动对远程出现异常的视频设备进行开机或关机等非常规操作。设备联网状态远程诊断系统自动实时地巡查各个设备的联网状态，对网络异常的设备进行提示。电视墙显示及控制功能（数字矩阵）本系统可对不同编码格式的视频编码数据进行统一解码，统一模拟输出显示。视频智能分析功能接口系统提供视频智能分析接口，通过视频智能分析设备，可实现对特殊场所或者重要场所的视频进行智能分析的功能。同时，软件平台能与多家国内外的视频智能分析产品厂商进行了对接。安防系统日常管理功能接口系统提供安防系统设备日常管理功能，建立设备采购、安装、使用及维护台帐系统，对安防系统中使用的设备进行严格管理。煤矿人员管理接口系统提供煤矿人员管理接口，通过与煤矿人员信息数据库连接，可以实现煤矿人员的综合管理功能。1.4煤矿监控工程设计规范和依据《煤矿监控系统总体设计规范》《煤矿安监控系统通用技术要求（AQ6201-2006）》《安全防范工程技术》(GB50348-2004)6《视频安防监控系统工程设计规范》(GB50395-2007)《入侵报警系统工程设计规范》(GB50394-2007)《工业通讯设计规范》（GBJ42-81）《工业电视系统工程设计规范》（GBJ115-87）《工业通讯接地设计规范》（GBJ79-85）《建筑电器设计规范》（IGI16-83）《中华人民共和国公共安全行业标准》（GA/T74-94）《工业与民用闭路监视电视系统工程技术规范》（GB50198-94）《安全防范系统工程程序与要求》（GA/T75-94）《安全防范工程验收规则》（GA/T308-2001）《工业电视系统工程设计规范》(GBJ115)《安全检查防范系统通作图形符号》（GA/74-94）《软件工程国家标准》（GTB856）《安全防范工程费用预算编制办法》（GA/T70-94）《安全检查防范系统通作图形符号》（GA/74-94）《电气设备安全设计导则》GB4064《电气设备抗干扰特性》GB4890《电气设备雷击保护导则》GB7450《电力设施抗震设计与规范》GB50260-96《中华人民共和国公共安全行业标准》（GA/T74-94）煤矿安监部门对系统工程的提出的要求1.5煤矿监控系统设计原则煤矿闭路电视监控安全管理系统方案设计时应遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。并综合考虑施工、维护及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。本系统设计内容是系统的、完整的、全面的；设计方案具有科学性、合理性、可操作性。其具有以下原则：71.5.1先进性与适用性煤矿监控系统的技术性能和质量指标应达到国际领先水平；同时，系统的安装调试、软件编程和操作使用又应简便易行，容易掌握，适合中国国情和本项目的特点。该系统集国际上众多先进技术于一身，体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平，适应时代发展的要求。同时系统是面向各种管理层次使用的系统，其功能与配置能给煤矿监控中心提供直观、全面、方便、快捷为准则，其操作应简便易学。1.5.2经济性与实用性充分考虑煤矿监控系统实际需要和信息技术发展趋势，根据煤矿现场环境，设计选用功能适合现场情况、符合煤矿监控要求的系统配置方案，通过严密、有机的组合，实现最佳的性能价格比，以便节约工程投资，同时保证系统功能实施的需求，经济实用。1.5.3可靠性与安全性煤矿监控系统的设计具有较高的可靠性，在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能，同时系统具有一整套完成的系统管理策略，可以保证系统的运行安全。1.5.4开放性以现有