燕子山礦井下視頻監(jiān)控系統(tǒng)的探討

孔祥君

燕子山礦井下視頻監(jiān)控系統(tǒng)的探討

孔祥君

基于大同煤礦集團(tuán)公司燕子山礦井下視頻監(jiān)控系統(tǒng)，從系統(tǒng)組成、優(yōu)勢(shì)、不足進(jìn)行分析探討。

井工開(kāi)采；視頻監(jiān)控；WEB服務(wù)器

0 引言

基于TCP/IP協(xié)議的IP網(wǎng)的應(yīng)用得到了廣泛普及，高速寬帶主干網(wǎng)的建成和高速接入系統(tǒng)的迅速發(fā)展，促進(jìn)了基于IP技術(shù)的各種視頻通信應(yīng)用，如井下網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展。煤礦井下作業(yè)因?yàn)檫h(yuǎn)離地面，地形復(fù)雜，環(huán)境惡劣，與地面人員間的溝通不便。利用遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，礦領(lǐng)導(dǎo)、安監(jiān)部、調(diào)度室等地面監(jiān)控人員可以直接對(duì)井下情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，不僅能直觀地監(jiān)視和記錄井下工作現(xiàn)場(chǎng)的安全生產(chǎn)情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故苗子，防患于未然，還會(huì)對(duì)有違規(guī)意圖的作業(yè)人員起到震懾作用，有效控制各類(lèi)違章操作事故和不規(guī)范事件的發(fā)生。

1 系統(tǒng)組成

采用硬盤(pán)錄像機(jī)把攝像頭采集到的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化處理、壓縮，并存儲(chǔ)在本地硬盤(pán)，以便提供歷史回放功能?；谝延械囊怨饫w為傳輸媒介的千兆以太局域網(wǎng)，構(gòu)建一個(gè)嵌入式WEB服務(wù)器，承擔(dān)中轉(zhuǎn)任務(wù)：一方面，與硬盤(pán)錄像機(jī)通信，獲取視頻數(shù)據(jù)；另一方面，向用戶(hù)提供在線瀏覽功能。瀏覽器位于本地局域網(wǎng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

1.1 攝像頭

針對(duì)井下的復(fù)雜環(huán)境，綜合考慮各種因素，視頻采集選擇了具有超低照度的星光級(jí)攝像機(jī)，配備專(zhuān)用鏡頭，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離低照度條件下的視頻采集，在僅有一點(diǎn)星光的環(huán)境中，也可以達(dá)到白天的效果，免于安裝紅外燈。

1.2 硬盤(pán)錄像機(jī)

燕子山礦原使用的視頻監(jiān)控系統(tǒng)都是早期的模擬監(jiān)控，性能和穩(wěn)定性不高，電視圖像要進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，必須經(jīng)過(guò)壓縮而成為數(shù)字信號(hào)再通過(guò)服務(wù)器進(jìn)入局域網(wǎng)，所以此監(jiān)控系統(tǒng)采用了硬盤(pán)錄像機(jī)方式，配合網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)圖像在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸。

井下攝像機(jī)的視頻輸出通過(guò)光纜連接到硬盤(pán)錄像機(jī)，然后通過(guò)RJ45接頭連接到WEB服務(wù)器，再通過(guò)在礦內(nèi)部主頁(yè)上建立的超鏈接，就可以依托已有的快速局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)在局域網(wǎng)的任何地方，授權(quán)用戶(hù)都可以瀏覽觀看井下的工作情況。

該系統(tǒng)使用了KOM-5.1第3版的硬盤(pán)錄像機(jī)。該機(jī)利用最新的圖像數(shù)字處理技術(shù)將模擬視、音頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，壓縮時(shí)將各路視、音頻信號(hào)分別存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)硬盤(pán)內(nèi)，在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)信號(hào)的監(jiān)視、記錄、回放。它對(duì)視、音頻信號(hào)采用MPEG-4編碼，完全動(dòng)態(tài)碼流，使相同質(zhì)量的錄像資料保存時(shí)占用更小的空間。監(jiān)控中心或局域網(wǎng)內(nèi)部各終端機(jī)可以通過(guò)辦公局域網(wǎng)進(jìn)行視頻監(jiān)看，也可以輸入到畫(huà)面分割器使用大屏幕等離子電視監(jiān)看。視頻監(jiān)控系統(tǒng)與辦公局域網(wǎng)、安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)配合使用，將視頻監(jiān)控的圖像在本礦的局域網(wǎng)上傳輸。主要對(duì)各生產(chǎn)作業(yè)面、通風(fēng)、供電系統(tǒng)安裝攝像頭進(jìn)行監(jiān)控，這樣礦領(lǐng)導(dǎo)、調(diào)度室、安監(jiān)部、通風(fēng)監(jiān)控隊(duì)等在辦公室就可隨時(shí)通過(guò)電腦了解現(xiàn)場(chǎng)的工作和設(shè)備運(yùn)行情況。

1.3 WEB服務(wù)器

架設(shè)了基于Win 2000系統(tǒng)的Web服務(wù)器。由于燕子山礦原來(lái)就有自己的主頁(yè)，所以只需利用二次開(kāi)發(fā)后的KOM-CLIENT Microsoft基礎(chǔ)類(lèi)應(yīng)用程序?qū)邮盏降臄?shù)字信號(hào)進(jìn)行收發(fā)，在燕子山礦網(wǎng)主頁(yè)面上開(kāi)通礦井安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)頻道，通過(guò)批處理命令實(shí)現(xiàn)該頻道的超鏈接，使KOM-CLIENT Microsoft應(yīng)用程序能夠在網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了井下視頻監(jiān)控信息在局域網(wǎng)的共享。

2 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

①采用光纜進(jìn)行視頻轉(zhuǎn)輸。因?yàn)槭褂霉庑盘?hào)傳輸，杜絕了以往傳統(tǒng)視頻線纜傳輸產(chǎn)生的電信號(hào)，減少隱患；而且光纖傳輸距離很長(zhǎng)，可達(dá)30 km，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化的視頻傳輸。

②克服了模擬閉路電視監(jiān)控的局限性。首先，數(shù)字化視頻可以在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上傳輸圖像數(shù)據(jù)，基本上不受距離限制，信號(hào)不易受干擾，可大幅度提高圖像品質(zhì)和穩(wěn)定性；其次，數(shù)字視頻可利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)帶寬可復(fù)用，無(wú)須重復(fù)布線。

③將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，極大地?cái)U(kuò)展了視頻監(jiān)控的地理范圍，使異地監(jiān)控成為可能。

④數(shù)字化存儲(chǔ)成為可能，經(jīng)過(guò)壓縮的視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在磁盤(pán)陣列中或保存在光盤(pán)中，查詢(xún)十分簡(jiǎn)便快捷。

3 系統(tǒng)存在的不足

①與已有的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配合不夠緊密，應(yīng)有機(jī)結(jié)合，使視頻監(jiān)控系統(tǒng)與各報(bào)警系統(tǒng)均有聯(lián)動(dòng)功能，即當(dāng)某一個(gè)報(bào)警系統(tǒng)的某一點(diǎn)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，視頻監(jiān)控的相關(guān)監(jiān)控?cái)z像頭應(yīng)自動(dòng)轉(zhuǎn)向報(bào)警信號(hào)發(fā)出點(diǎn)，進(jìn)行實(shí)時(shí)錄像采集，更好地為煤礦安全生產(chǎn)服務(wù)。

②現(xiàn)用系統(tǒng)只能進(jìn)行視頻圖像采集，不能與音頻數(shù)據(jù)同步采集。

采用成熟的WEB技術(shù)，為用戶(hù)提供了良好的人機(jī)界面，客戶(hù)端通過(guò)瀏覽器方式訪問(wèn)，網(wǎng)絡(luò)上的任何一臺(tái)終端機(jī)都能成為一個(gè)功能完備的監(jiān)控客戶(hù)終端。此項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)已在燕子山礦得到了普遍應(yīng)用，在300多臺(tái)終端電腦上發(fā)揮著顯著功效。隨著TCP/IP技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域都得到發(fā)展和應(yīng)用，基于IP技術(shù)的嵌入式WEB服務(wù)器視頻監(jiān)控系統(tǒng)必將在煤礦井下安全生產(chǎn)監(jiān)控及報(bào)警上得到更廣泛應(yīng)用，并會(huì)影響到整個(gè)礦井安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展方向。

Discussion on the Underground Video Monitor System of Yan Zishan Coal Mine

Kong Xiangjun

To build underground video monitor system takes an important part in improving the control of floor staff to the underground.On the one hand,it can ensure safe production,and on the other hand,if accident happens,it will be helpful to do rescue and relief work underground in the coal mine.Based on the underground video monitor system of Yan Zishan Coal Mine,the author makes analysis and discussion from the system structure,advantages and disadvantages.

underground coal mining;video monitor;WEB Server

TD676

A

1000-4866（2011）01-0006-02

孔祥君，女，1981年出生，現(xiàn)在大同煤礦集團(tuán)公司機(jī)電管理處工作，助理工程師。

2010－10－08

2010－10－27