煤矿视频监控系统视频传输解决方案

煤矿视频监控系统视频传输解决方案一、杭州中威电子技术有限公司介绍杭州中威电子技术有限公司是一家注册在杭州市高新区的高科技企业，公司于2000年在“浙江省光纤通信技术重点研究实验室”基础上成立，公司汇集了一大批国内资深的数字视频光通信领域专家。中威电子专注于数字视频通信领域产品的研发和生产，是国内数字视频光纤传输技术领域的开拓者和领先者。早在2000年，中威电子最先在国内开发出完全具有自主知识产权的全系列数字非压缩视频光端机产品；2001年最先开发出视频、以太网、电话综合传输产品；2002年最先开发出多路AIPHONE对讲光端机；2003年最先开发出数字非压缩级联节点式光端机。中威电子最先开发的这些技术和产品，目前已成为国内视频光端机行业事实上的标准，成为众多光端机生产厂家模仿的对象。数字非压缩光端机技术和视频、以太网综合传输技术已成国内光端机的主流技术。2005年，中威电子再一次创新性的开发出VAR(VideoAnyRoute)数字视频传输系统，该系统支持所有格式的数字视频（非压缩、MPEG2、MPEG4、H.264等）的传输，彻底解决数字视频传输过程中的各种困扰已久的问题，必将再次成为数字视频传输领域的新标准。从2000年国内首家开发出数字非压缩视频光端机到现在的VideoAnyRoute系统，中威电子的数百个技术领先的光端机产品已在广播电视、高速公路、城市智能交通、水利、石油、电力、军队、公安等众多领域得到广泛的应用，并且深受用户的信赖和推崇。中威电子的目标是正真成为数字视频传输领域的第一品牌，不仅仅在外在形象，更主要的在于内在的技术、品质和服务。中威电子的理念是成为具有求实、创新、领先精神并正真为客户着想和服务的具有持久生命力的企业。二、背景介绍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。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。利用远程视频监控系统，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。因此远程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。用户需求井下采掘点（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。三、系统组成3.1项目需求：煤矿视频监控系统由两级视频传输系统组成：第一级为矿区监控分中心；第二级把各个矿区的监控视频上传到总监控中心。矿区监控分中心：整个地区可以分为诺干个矿区，每个矿区可以有多个矿井。每个矿井根据实际需求用OB9XXXD系列数字非压缩点对点光端机把井下图像、数据、报警等信号传到矿区监控分中心。矿区监控分中心到监控总中心联网传输：为了节省光纤资源和提高系统可靠性，各个矿区监控分中心、监控总中心通过两芯光纤组成VideoAnyRoute（VARTM）视频、数据综合传输平台（自愈环网网络），通过该传输平台各个矿区监控分中心可以把视频、数据、报警等信号传输到监控总中心。3.2设计思想：本设计本着系统先进性、可靠性、灵活性的原则设计，综合考虑系统的可扩展性，业务拓展功能及系统升级功能。摒弃原有的模拟方案，采用数字化传输系统。系统采用杭州中威的数字非压缩点对点光端机，完成从矿井到矿区监控分中心的传输，采用功能强大的VideoAnyRoute（VARTM）系统完成矿区监控分中心与总监控中心之间的联网传输。3.2.1OB9XXX数字非压缩视频光端机杭州中威的OB9XXX系列数字非压缩视频光端机，是采用数字非压缩技术的数字光端机，通过一根光纤同时传输多路高质量视频、10M/100M以太网信号、多路监听音频、多路反向/双向数据信号。OB9XXX系列数字非压缩视频光端机视频质量可达到广播级标准，音频质量可达到CD级，支持RS-232、RS-422及RS-485(2/4线)等数据通讯格式和以太网连接；通过DIP开关设置，允许输入端数据格式与输出端数据格式不同。OB9XXX系列产品可采用独立式或机架式结构安装。OB9XXX系列产品可在环境温度-40℃~+74℃、工作湿度0~95%（无冷凝）的状态下正常工作，具有防尘、防盐雾、防酸雾等性能，完全适用于工作条件更苛刻的野外环境。OB9XXX系列产品具有先进的NMS（网络管理软件）监测功能，符合现代先进的管理要求。超过RS250C对SNR、DG和DP的规定6.5MHz视频带宽@－1dB、SNR≥70dB在光功率允许范围内视频质量与传输距离无关10位PCM数字视频编码支持NTSC、PAL、SECAM制式传输距离最长可达90Km支持OB标准网管系统2个RJ45端口可任意组合用于数据/音频/开关量接口24位数字音频，85dBSNRRS232、RS422、RS485或曼彻斯特数据可选数据传输码率DC～256kbps高速光纤数字传输技术超级光学动态范围，0Km使用不饱和电源、光纤链路、数据状态指示表面贴装技术插卡式、独立式、19英寸1U标准机箱可选3.2.2VideoAnyRoute（VARTM）综合传输系统杭州中威公司的VideoAnyRoute（VARTM）系统采用了全数字化光传输方式，提供了一个集视频、音频、数据、以太网信号于一体的高性价比的传输传输网络。VARTM产品的设计从性能和灵活性两方面考虑，可以通过两芯光纤在任意拓扑结构上同时传输并传送几百路符合国家广播级标准的非压缩或压缩视频、多路双向低速控制数据、及以太网信号。基于数字及波分复用技术的VARTM产品提供了一个高可靠性的光纤视频及数据传输传输网络。VARTM采用先进的高速光通信技术和独特的实时光自愈环网构架，将视频、音频、数据、以太网和开关量等信号的传输及传输集成到一个统一的光平台上进行传输，具备自愈保护功能并不再需要各种外连的设备如：PCM设备、各种复用器、交换机、数据终端适配器、图像编解码器等。在减少了外围扩展设备的同时，VARTM采用业务单元模块化和可扩容设计，降低了整个网络的复杂性，从而提供了一个开放、高效、简洁和易管理的网络。中威公司VARTM系统的最大特点是采用了通用IP协议，这是市场上的多业务光传输平台所做不到的。这使得该系统具有非常好的可扩性与通用性。数字视频流可以直接接入局域网或广域网，真正做到数字视频的任意传输、任意路由。VideoAnyRoute（VARTM）——系统特点专网的传输性能，通用的标准IP网络协议超大容量实时视频传输：单系统支持128路非压缩视频传输单系统支持1024路高质量MPEG2压缩视频单系统支持2048路高质量D1格式MPEG4压缩视频单系统支持4096路CIF格式MPEG4压缩视频支持所有常用的业务接口：视频、音频、数据、以太网、电话、爱峰对讲、E1、报警接口真正动态带宽分配算法，按需动态分配带宽支持任意拓扑结构及组合：单/双纤自愈环网、单/双纤链网、星型网、树型网、相切环网结构、链型/环型光分支等具备自动切换与保护功能，高可靠及冗余性全部采用插卡式业务单元结构、即插即用无损伤信息交换，无距离限制灵活易用的网络管理接口，可集成到任何SNMP网管平台按需配备，渐进扩展，无需巨额前期投资费用彻底解决数字视频传输中的诸多困扰如：多次模数、数模转换，IP带宽不足等等，实现从前端到监控分中心——局域网（城域网）——监控总中心——广域网的无缝连接四、矿区视音频监控传输系统拓扑图及说明4.1系统总体结构整个监控系统网络拓扑采用星型＋环型的结构：第一级传输为从矿井到矿区监控分中心的传输，采用点对点光端机。第二级传输为从矿区监控分中心到监控总中心的传输，采用VideoAnyRoute（VARTM）传输系统。系统拓扑如下图：矿区监控中心系统组成采用杭州中威电子技术有限公司的VideoAnyRoute（VARTM）视频、数据综合传输平台进行二级监控系统的联网。每个矿区放置一个VARTM节点设备，根据具体情况该节点设备中可以配置光传输卡、视频卡、数据卡、以太网接入卡等业务卡；各个矿区和监控中心之间用光纤组成一个自愈环网。系统结构如下图所示。矿区监控中心到总中心联网系统图五、产品性能指标杭州中威OBTELECOM系列数字非压缩视频光端机的视频指标要求达到广播甲级标准。光端机按视频/音频/数据/以太网综合传输的要求进行模块化设计，数据为RS232/RS422/RS485，传输速率达到256Kbps，以太网传输速率要达到100M。视频采用10BITPCM编码，采样率15.36M。数字非压缩视频光端机指标：视频视频输入/输出阻抗75Ohm（非平衡）视频输入/输出电压1.0Vp-p视频输入过载电压1.5Vp-p微分增益（10%-90%APL）1%typetype微分相位（10%-90%APL）10.3%max场倾斜信噪比70dB视频编码方式10bitPCM编码电特性RS232接收输入输入电压范围－30V－＋30V输入低电平阀值VIL=0.6v输入高电平阀值VIH=1.5v输入阻抗3KΩRS232发送输出输出电压范围9V输出阻抗300Ω采样速率15.36M电磁兼容性符合GJB151A-97、SC标准系统参数MTBF（平均无故障工作时间）大于10万小时系统误码率优于10E-9指示灯系统运行指示灯、光链路指示灯音频音频输入阻抗3K（非平衡），600Ohm（平衡）音频输出阻抗Ohm（非平衡），600Ohm（平衡）音频最大输入/输出电压3.5Vp-p（非平衡）,8Vp-p（平衡）失真0.1%频率响应50HZ~20kHZ信噪比85dB10mA输出短路电流定时特性接收延时0.5uS发送延时2UsRS-422/485数据标准TIA/EIA-422-B,TIA/EIA-485-A,ITUV1.115KVESD保护人体静电8KVIEC1000-4-2接触放电8KVIEC1000-4-2空中放电波特率0－512KBPS电特性RS422/485接收输入输入电压范围－25V－＋25V输入低电平阀值VIL=0.6v输入高电平阀值VIH=2vRS422/485发送输出环境特性工作温度-40℃~+74℃储存温度-40℃~+85℃工作湿度0~95%无冷凝数据RS-232数据标准E1A/TIA-232E，CCITV.2815KVESD保护人体静电8KVIEC1000-4-2接触放电8KVIEC1000-4-2空中放电波特率0－115KBPS12V输出电压范围250mA输出短路电流定时特性接收延时15nS发送延时20nS以太网数据100BASE-TX端口数率：10M/100M自适应数据带宽：100M电气特性OB18机箱集中供电电源24A，5.5V，直流，带短路保护功能，96PIN接口独立式供电电源4A，5.5V，直流，带短路保护功能，5针自锁接口功耗6W六、中威网管系统介绍OBnetVIEW网管软件能够实时监测OBTELECOM数字非压缩视频光端机的运行状态，包括光纤链路状态和各个信道的工作状态。网管软件具有配置功能、性能监测功能、出错报警功能、日志等功能。软件具有图形化界面，能直观地显示机框中各插卡的工作状态。6.1软件介绍6.1.1主界面主界面程序的主界面包括四部分：设备信息区域、实物显示区域、设备报警区域、