煤礦井下打鉆視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

崔青

摘要：煤礦為保證采掘工作面鉆孔施工到位，要求記錄整個打鉆過程，該文設(shè)計了一種打鉆視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以達對打鉆過程的視頻錄像及每一桿視頻錄像記錄的目的。

關(guān)鍵詞：煤礦鉆孔;視頻監(jiān)控;數(shù)據(jù)采集; 實時監(jiān)測

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）28-0059-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 引言

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是計算機應用技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、視頻傳輸技術(shù)等高新技術(shù)為一體的龐大系統(tǒng)。打鉆視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)應結(jié)合井下打鉆現(xiàn)場的實際需求，采取有線VDSL方式傳輸。通過地面全程監(jiān)控井下打鉆情況，從源頭杜絕施工人員謊報進尺、違章操作甚至打假孔等危及安全的事件發(fā)生。對安全生產(chǎn)、調(diào)度指揮、科學決策提供了直觀、可靠的手段。

前端通信是以礦用阻燃電纜為信道進行信息傳輸?shù)募夹g(shù)，然后再通過工業(yè)以太網(wǎng)傳輸?shù)降孛?，系統(tǒng)具有移動方便、無電磁干擾、頻帶寬、本質(zhì)安全、重量輕、耐水火、抗拉強度高、無中繼遠距離傳輸?shù)葍?yōu)點，特別適合于環(huán)境惡劣的煤礦井下打鉆現(xiàn)場條件。

2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

打鉆視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用單獨的視頻監(jiān)控系統(tǒng)和井下計數(shù)分站通過以太網(wǎng)信號轉(zhuǎn)光纖信號傳輸?shù)降孛婵刂剖?，地面控制室計算機軟件實時顯示井下打鉆現(xiàn)場情況，打鉆開始后即錄像也可用硬盤錄像機全程錄像，確保打鉆全過程視頻查詢或者單個鉆桿視頻可單獨查詢，從而使打鉆過程高度可視化以及便于后期查詢記錄。

礦井打鉆視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端視頻、數(shù)據(jù)采集、傳輸通道、后端存儲/控制/顯示，前端視頻、數(shù)據(jù)采集部分主要由礦用本安型數(shù)字攝像儀、礦用通訊裝置、礦用信號計數(shù)設(shè)備和鉆場環(huán)境監(jiān)測裝置組成，完成對目標點的視頻、數(shù)據(jù)采集;使用礦用阻燃屏蔽雙絞線作為傳輸通道完成網(wǎng)絡(luò)視頻信號的傳輸;后端部分設(shè)備完成圖像信息的遠程瀏覽、網(wǎng)絡(luò)發(fā)布和解碼后上模擬顯示設(shè)備顯示。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3軟件設(shè)計

3.1 鉆機管理

鉆機管理：鉆機管理用于管理目前可使用的鉆機，每個礦可以包含很多鉆機，鉆機的參數(shù)主要包括鉆機名稱、分站 IP 地址、端口號、視頻 IP、視頻用戶名和視頻密碼。鉆機是可以移動的可以移到不同的地點，鉆機建好之后，打鉆地點可以使用相應的鉆機。

地點管理：不同的地點可以使用相同的鉆機，鉆機是可以移動的。當新到一個打鉆地點時需要新建打鉆地點。當鉆機從一個地點移到另外一個地點時就要新建相應的地點信息。本系統(tǒng)中地點具有唯一性，設(shè)置好地點后實時數(shù)據(jù)頁面才會有圖像及數(shù)據(jù)產(chǎn)生;僅配置鉆機不設(shè)地點的話無法采集圖像。地點設(shè)置完成后點擊菜單下的啟動采集開始采集數(shù)據(jù)。系統(tǒng)需要先配置地點，地點配置完成后方可啟動數(shù)據(jù)采集，若采集已經(jīng)啟動需要再更改地點信息，需要退出軟件重新打開。每次進入系統(tǒng)在地點設(shè)置好的前提下都要點擊啟動數(shù)據(jù)采集。地點管理是對打鉆地點、鉆機名稱選擇、鉆桿長度、部門和人員選擇的添加、刪除和修改。在已經(jīng)設(shè)置好的信息后面添加完成確認按鈕，當點擊確認按鈕后對應的地點信息和視頻畫面會消失后面打鉆不再記錄，鉆孔名稱的設(shè)置按日期自動生成。

3.2 實時數(shù)據(jù)

每個地點的打鉆界面上的指示燈以及 LED 顯示屏的數(shù)字都是和井下對應的，如圖4 所示，井下變化時地面也會進行相應的變化?？梢耘c井下對講，但每次只能打開一個對講，結(jié)束后方可打開另外對講，對講結(jié)束后點擊結(jié)束對講。

3.3 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理中可以設(shè)置密碼設(shè)置、用戶設(shè)置和系統(tǒng)退出;密碼設(shè)置中可以更改當前用戶的密碼，更改密碼需提供舊密碼;用戶設(shè)置中可以添加、刪除、修改用戶和用戶的身份信息設(shè)置，點擊退出系統(tǒng)則可以退出軟件。

3.4 參數(shù)設(shè)置

參數(shù)設(shè)置里包含部門管理、人員管理、鉆機管理、地點管理和畫面設(shè)置。

4系統(tǒng)功能

4.1打鉆計數(shù)功能

井下打鉆分站包括轉(zhuǎn)換開關(guān)、按鈕、指示燈、蜂鳴器，當把轉(zhuǎn)換開關(guān)打到中間位置的時候所有指示燈熄滅，打到左邊的時候，“進桿進程”的藍色指示燈點亮，此時按下“進桿”按鈕則蜂鳴器會點亮并發(fā)出聲音，分站上的 LED 顯示屏會+1當轉(zhuǎn)換開關(guān)打到右邊的時候功能則進行退桿的操作，按下按鈕的時候“退桿指示”蜂鳴器會點亮并發(fā)出聲音，分站上的 LED 顯示屏會-1。正常操作的情況下，進桿和退桿是對應的，進多少桿就退多少桿，一個孔的操作進桿 LED 會從 0 升到一定的數(shù)字，再退桿 LED 會從此數(shù)字降到 0。把轉(zhuǎn)換按鈕打到中間位置，同時按下“進桿”和“退桿”，LED顯示數(shù)值-1，系統(tǒng)會自動結(jié)束此次打孔信息并自動建立新的打孔信息。

4.2打鉆視頻查看功能

根據(jù)鉆孔地點、開始時間、結(jié)束時間查詢打鉆歷史記錄，以及每一桿的視頻錄像。歷史記錄里具有打鉆記錄數(shù)據(jù)查詢的功能，在查詢界面里需有多條件搜索功能。雙擊數(shù)據(jù)內(nèi)容能打開對應鉆孔的打鉆回放視頻，視頻播放器有進度條、播放＼暫停和截屏的功能。查詢出的數(shù)據(jù)可以導出Excel表格，表格內(nèi)容要有時間、地點、鉆機名稱、鉆孔名稱、壓力、鉆桿長度、進桿/退桿、累計桿數(shù)、累計深度等。

4.3故障日志記錄功能

根據(jù)鉆孔地點、開始時間、結(jié)束時間查詢打鉆歷史記錄，以及每一桿的視頻錄像。歷史記錄里具有打鉆記錄數(shù)據(jù)查詢的功能，在查詢界面里需有多條件搜索功能。雙擊數(shù)據(jù)內(nèi)容能打開對應鉆孔的打鉆回放視頻，視頻播放器有進度條、播放＼暫停和截屏的功能。查詢出的數(shù)據(jù)可以導出Excel表格，表格內(nèi)容要有時間、地點、鉆機名稱、鉆孔名稱、壓力、鉆桿長度、進桿/退桿、累計桿數(shù)、累計深度等。

5 結(jié)束語

煤礦井下打鉆視頻監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)，通過在打鉆過程中增加分站設(shè)備及視頻監(jiān)控設(shè)備打點計數(shù)的方式與地面軟件系統(tǒng)聯(lián)動，將井下打鉆歷史記錄和視頻錄像進行保存，實現(xiàn)了對打鉆過程的監(jiān)督和歷史記錄調(diào)取查看的目的，對嚴格規(guī)范打鉆作業(yè)具有重要意義。

參考文獻：

[1] 韓秀琪，楊秀宇，孫峰，等.智能綜放工作面自動運行與人工干預分析系統(tǒng)[J].工礦自動化，2020，46（12）：31-37.

[2] 劉銀志，趙廷釗，毛善君，等.大型煤礦集團管理智能化系統(tǒng)研究[J].工礦自動化，2020，46（12）：25-30，69.

[3] 任中韜.基于Surfer的礦井沖壓實時在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].煤炭與化工，2015，38（3）：59-61.

[4] 阮正平.電量遠程采集和分析系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫優(yōu)化設(shè)計[J].信息與電腦（理論版），2019，31（20）：122-123，133.

[5] 楊偉強.一種基于WinForm和GMAP的遠程定位后臺客戶端[J].電子世界，2019（16）：105.

【通聯(lián)編輯：光文玲】