煤矿视频监控大屏幕系统方案

2.2工业电视及工业视频监控系统2.2.1概述能源是国民经济的基础，我国一次性能源70%以上来自于煤炭，95%以上的煤炭产量来自于井下开采矿井，井下开采矿井平均深度500米左右，由于煤矿井下采掘工作面地质条件复杂，环境恶劣，自然灾害多，严重影响煤矿生产和人身安全。

而煤矿井上和井下光纤数字工业监控系统的建设，是为安全生产、调度指挥和科学决策提供了直观及可靠的手段。

数字工业监控系统的信号传输有两种方式：普通网线传输和光纤传输。

由于井下条件限制，图像数据信息在利用普通网线传输时，在传输距离上、抗电磁干扰及可靠性方面都存在许多不足。

特别是在远距离传输视频信号时，由于频带宽，电磁干扰严重，使用普通的电缆不可能无畸变地远距离传输，影响视频信号质量，造成图像模糊不清。

不符合数字工业监控系统的要求而不予采纳。

因此，煤矿井下数字工业监控系统是以矿用阻燃光缆为传输平台进行信息传输的，它具有信息容量大、无电磁干扰、频带宽、本质安全、重量轻、耐水火、抗拉强度高、无中继远距离传输等优点，特别适合于环境恶劣的煤矿井下条件。

实践证明，用光缆传输图像，不管是从图像质量、抗干扰能力、传输距离和性能价格比方面都比用电缆传输具有明显的优越性。

2.2.2 系统设计原则数字工业监控系统设计过程中始终遵循可靠性、先进性、稳定性、实用性的原则，满足现代化矿井生产调度、语音广播等需要，最终为安全生产、调度指挥、科学管理提供可靠的工具。

具体为以下几个方面：1）充分考虑煤矿企业的各种具体要求和实际情况；2）采用当今世界最先进的数字光纤传输、全数字化计算机压缩监控系统，能够减少安全漏洞及消除因工作人员的失误而引起的纠纷，为突发事件提供证据；3）系统具有高度的可靠性和工作的连续性，最大限度地减少各方面的维护工作量；4）数字工业监控系统系统具有可扩展性及兼容性强，使用方便；该系统能有效地与瓦斯监控系统、人员定位系统、电网监控系统等在同一平台有机运行； 5）充分考虑日常可能发生的各种突发事件，灵活性强；2.2.3 系统设计依据1、XXX矿相关设计图纸；2、《煤矿安全规程》3、《煤矿设计规范》4、《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备要求》GB 3836.4-835、《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》GB 3836.1-836、《矿用一般型电气设备》GB 12173-907、《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》MT 209-908、《煤炭工业矿井设计》GB50215-949、《工业电视系统工程设计规范》GBJ115-8710、《工业企业通讯设计规范》GBJ42-811、《中国电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ23-8212、《系统接地的形式及安全技术要求》14050-9313、《通讯工程电源系统防雷电技术规定》YD5078-9814、《民用建筑闭路监视电视系统工程技术规范》IEEE电气及电子工程学会15、《场所风险等级和安全防护级别的规定》GA28-92，1992-01-0116、《安全防范工程的设计、安装与开通程序》ONC/TB20117、其他国际、国家、地区、行业相关现行标准。

2.2.4 系统设计思想依照煤矿企业对数字工业监控系统的基本要求，本着以架构合理、安全可靠、产品主流、维护量低为出发点，向煤矿企业提供一套先进的解决方案。

并遵循以下几个方面：●架构合理：采用先进的技术合理架构系统，使整个系统安全平稳的运行，并具备未来良好的扩展条件。

●先进性：整个系统保持一定的先进性，采用的设备和技术能适应将来的科技发展；●稳定性：稳定运行的传输系统，才能确保工业电视系统平稳运行，是工业视频监控系统高可靠性的保证和基础，同时也可有效地减少使用人员和系统维护人员的工作量。

●实用性：系统性能价格比高，易维护、易使用、运行费用低；●安全性：系统必须是安全的系统，确保整个煤矿企业的监控系统可靠运行。

●可扩展性：系统采用结构化设计，能够适应不断增加的扩展需求，保证当用户有更多的要求时，引入的新设备可以顺利地与本次配备的设备共同工作，进一步扩展与提高系统的性能。

●兼容性：整个系统能运行在不同的操作平台和语言环境，并能与不同厂商的产品兼容；●灵活性：系统构成方式简单，功能配置灵活，充分利用现有的计算机资源，能满足不同业务部门的需要；●实时性：系统图像、数据实时传输；●可靠性：系统安全可靠性高，有足够的抗干扰能力。

2.2.5工业监控系统介绍随着科学技术的飞速发展，特别是计算机和通信手段的不断发展进步，高科技手段已深入了各个领域，传统的模拟监控系统已经不能满足远距离、高质画面、灵活应用和海量视频数据的传输。

数字化视频监控的发展解决了上述不足，因此数字化工业视频监控是煤矿企业的首选和发展方向。

北京华夏矿安有限公司为煤矿企业设计的工业电视系统选择了数字式化工业监控系统。

在工业监控系统中采用光纤作为传输媒介，全数字信号进行传输，可以通过监控网络实现图像切换和遥控，将控制信号和视频信号作为一体传输。

网络中任意一台授权的多媒体工作站，能选看所授权摄像机的信号，能控制任意一台摄像机的云台、镜头及雨刷的动作。

同时在调度中心建立的液晶大屏幕系统既能显示地面监控场地的安全生产信息，又能观看井下工业作业状况，达到一机多用的目的。

数字化工业视频监控系统是采用当今最先进的数字压缩方式——MPG4&H.264，平均每路占用带宽仅2M，充分利用当前发达的TCP/IP网络技术实现远程的图像监控。

数字视频与传统模拟视频技术比较与优势1）传输比较有线模拟视频信号的传输对距离十分敏感，当传输距离过远时，信号容易产生衰耗、畸变、群延时，并且易受干扰，使图像质量下降；其次，有线模拟视频监控无法联网，只能以点对点的方式监视现场，使得布线工程量极大；控制方式采用总线式，不够灵活，如果线路上有故障，会导致控制失效。

数字视频传输具有区域性，将工业监控的所有信号都接入工业环网（控制信号和视频信号）中，节省传输链路，降低费用，优势比较明显：首先，数字化视频可以在工业环网(局域网或广域网)上传输图像数据，基本上不受距离限制，信号不易受干扰，可大幅度提高图像品质和稳定性；其次，数字视频监控可利用计算机网络联网，网络带宽可复用，无须重复布线；再次，经过压缩的视频数据可直接存储在磁盘阵列中或保存在光盘中，无需进行编码处理；并且采用以太网传输控制命令，具有灵活快捷，如果部分线路故障，不会对其它设备产生干扰影响。

对于煤矿企业视频监控来讲，视频摄像点分布广、距离远，采用传统的模拟视频传输造成大量传输线路的浪费，扩容极其不方便，控制传输也不灵敏。

选用数字视频监控系统适应现今的数字化煤矿发展的需要，可以完全解决采用模拟传输所引发的一系列问题。

2）调度室设备布局比较大型工业视频监控系统采用模拟方式传输到调度室，需要很多的设备，如光纤配线架、视频光端机、视频分配器、矩阵切换器、DVR硬盘录像机等，布线复杂，故障点繁多且查线困难、抗干扰性差。

数字工业视频监控系统与模拟式相比，具有优化系统设备、减少布线工程量、大大降低设备维护成本、减少信道资源占用，同时数据传输流畅、图像质量好、抗干扰能力强。

3）图像切换功能的比较在大型工业视频监控系统中，摄像机的数量一般都很多，在模拟工业电视系统中往往需要很大的视频矩阵进行图像切换，设计过程中一般按照现有摄像机数量考虑，富余量考虑不可能很大，当系统扩容到一定程度时就需要更换视频矩阵，造成不必要的浪费，在实际使用中往往需要大型矩阵切换设备与控制系统一起组成图像输入—输出的各种切换显示关系，投入资金很大。

采用数字化系统后，数字化显示设备、数字视频矩阵的发展促进了数字化视频技术的推广，数字视频矩阵所能提供的切换能力只和输出有关，和输入无关，为系统扩容带来前所未有的便利。

数字矩阵兼容性强，对于多种前端控制协议可以同时使用，同样视频解码也可以有多种厂家配备，兼容性可以从软件上解决，完全摆脱了硬件兼容所带来的各种各样的问题。

4）结构灵活性比较数字化工业视频监控系统的结构更为灵活，扩展性更强。

模拟系统需要扩展，无论是现场监视设备的增加还是控制用户的增加都必须与原有系统中的矩阵设备、视频分配器、DVR和光端机等终端设备发生联系，当终端设备的容量达到一定数量时，系统扩展就相当困难了，除非将彻底更换容量更大的系统设备或是重新建立一个新的站点，投资相对较高。

而数字监控系统只需要在网络上增加相应的前端设备即可实现扩展，不仅方便而且经济。

这是模拟监控系统无法企及的优势。

5）操作界面的比较模拟控制系统的操作界面一般是专用控制键盘，以各种功能键、热键或其组合来完成常规的操作和编程。

数字化工业监控系统是建立在计算机技术之上的，因此其操作界面更为友好、直观，操作更为简洁、便利，对使用者的专业素质要求大大降低。

在计算机不断普及的今天，数字化产品对用户的使用来说更易接受。

6）图像记录的比较数字化视频技术最初的发展就是应用在图像记录上，当前已经达到普及的程度，数字视频记录也在防伪、防篡改等方面有了很大的提高，因此当前的监控系统中模拟录像设备已经被各种数字硬盘录像设备所取代。

与模拟视频录像机相比，数字视频记录具有清晰度高、索引方便、磨损小、容量大等优点，在以前的佐证和可修改等方面的缺陷也正在逐步地得到克服。

7）网络发布功能比较传统模拟工业电视没有网络发布，现在的模拟视频系统的网络发布只是装一个DVR设备，DVR设备是将模拟视频转化成数字视频在网络上传输，DVR通常是一般的工控机，作为视频服务器时，它承受着视频解压、存储、回放和网络发布多种任务，工作繁重，访问的数量有限，经常受到系统的限制。

一般的DVR安装一般的专业版操作系统，本质是存储所用，网络访问只是辅助功能。

数字化工业视频监控系统，是以视频网络服务器和视频综合管理平台为核心的数字化网络视频监控系统，所有的前端设备都是IP摄像机或通过视频编码器转换成视频压缩信号的模拟摄像机，各个IP摄像机或视频网络服务器都有独立的IP地址，将数字化的视频压缩信号直接连接到LAN/WAN中作为整个网络的视频共享资源。

其以综合管理平台作为主服务器，通常采用Windows2008server操作系统，安装有监控系统服务器端的软件，包括数据库等系统。

服务器将所有前端网络视频服务器及前端监控设备管理起来，并维护同它们的网络连接；同时，对所有网络中的用户实现授权管理，所有用户可通过网络上任意一台计算机登录到系统服务器，根据不同权限对图像进行监视、查询、录像回放等。

服务器软件安装完成后，系统自动配置录像资料的存储路径，根据需要我们使用服务器端的管理软件修改配置。

在监控中心可设置一台电脑作为客户端，同时作为系统管理员用户，对系统中的设备和用户进行管理，包括录像数据维护和管理。