煤矿宽频共缆监控系统设计方案

宽频共缆“一线通”工业电视监控系统煤矿应用设计方案恒星科通科技发展XX2005年4月公司简介恒星科通位于中国硅谷—中关村科技园区，专业致力于智能广播与宽频共缆监控产品的研发与生产和销售。

公司依托中关村科技园雄厚的科技底蕴，与多家高校和科研机构建立了广泛合作关系，坚持“以人为本，以科技为先导”不断探索与创新的企业理念，先后推出“数字化可寻址智能调频广播”和“宽频共缆监控”系统，填补了国内空白，并已形成一定生产规模。

公司根据我国公共广播发展现状和趋势,开发出具有自主知识产权的数字化可寻址智能调频广播系统,采用FM调频调制与频分复用技术、单片机编解码技术及VB 软件编程技术等有机结合,以全新的设计理念全面实现了“音源数字化、播放自动化、管理智能化、扩展自由化”。

电视广播信号、FM-SCA副载波编码控制信号用一根同轴电缆传输,搭建了校园广播“一线通”平台。

宽频共缆“一线通”监控系统以其简洁的布线结构、独特的传输方式、方便灵活的可扩容性，可实现40多路音视频信号和控制信号采用一根同轴电缆双向传输几十公里，该系统彻底摒弃了传统监控繁琐的布线方式，完全解决了大系统、远距离监控系统图像传输的困扰，构建了“一条大路通罗马”的新格局。

公司多年致力于教育信息化的实施和发展，本着“诚信、谦实”的原则，以性价比高、优质服务、技术雄厚等赢得了全国广大客户的赞许，我们将长此以往，再接再厉，用实际行动回报客户对我们的信任和支持。

概述目前，煤矿井下作业因为远离地面，地形复杂，环境恶劣，如瓦斯爆炸、地下渗水等事故经常发生。

利用远程视频监控系统，地面监控值班人员可以直接对井下工作面情况进行实时监控，不仅能直观的监视和记录井下工作现场的安全生产情况，对于存在的隐患能够迅速做出处理，避免可能发生的事故。

也能为事后分析事故提供有关的第一手图像资料。

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。

当前一些煤矿使用的视频监控系统都是早期的模拟监控，性能和稳定性不高。

现在随着科学技术的发展，基于有线电视技术的基础恒星科通公司开发出了适合煤矿监控系统的一系列产品，为煤矿监控提供了全新的观念和更广阔的空间，实现了远程实时（广播）和监控、远程遥控摄像机的功能。

宽频共缆“一线通”监控产品的出现在各个行业得到了广泛应用。

所以在煤矿安全监控系统中宽频共缆“一线通”监控系统将取代传统模拟监控是一种必然的趋势。

宽频共缆“一线通”监控系统拥有强大的管理功能、良好的兼容性、方便的可扩展性、优越的性价比、超强的抗干扰性、图像数据双向传输功能等众多优点，完全能够替代传统模拟监控系统和光端机监控系统，此系统已在众多领域中得到应用。

其中包括电力系统的变电站及高速公路收费站、医院高等病房、学校、工厂、煤矿、跨地区的企业集团等等。

一、用户需求分析：➢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➢监控图像可在矿区局域网中传输煤矿企业多数都建有一套闭路电视监控系统，采用的是传统模拟视频信号，具有很大的局限性：首先，有线模拟视频信号的传输对距离十分敏感，当传输距离大于500米时，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，当用于井下复杂的工作现场时，图像质量下降的更加明显；其次，传统模拟视频监控无法联网，只能以点对点的方式监视现场，并且使得布线工程量极大，不便于系统的维护和升级；最后，传统模拟视频信号数据的存储会耗费大量的存储介质(如录像带)，查询取证时十分烦琐。

因受上述原因的限制，传统监控系统只适合在短距离、无干扰、监控点数少的X围内使用。

当在监控点数多，传输距离远、并现场存在干扰源的场合不适宜使用。

恒星科通科技发展XX根据我国目前工业电视监控市场的需求，结合我国煤矿监控领域的现状与发展方向，采用频分复用、数字调制频分复用等CATV成熟的技术，将图像、声音、控制集于一身宽频共缆“一线通”监控系统，体现了图像采集、传输、监控、记录、管理为一体化、集成化等一系列高新技术。

二、设计依据：工程方案的制定、设计，依照国家有关文件、标准和规定，主要有：●《中华人民XX国安全行业标准》GA/T75-PT●《民用闭路电视系统工程技术规X》GBJ42-1981●《30MH——1GHZ声音电视信号电缆分配系统》GB6510——86●《民用建筑电器设计标准》GB/T50314●《安全防X工程程序与要求》GA/G75-94●《视频安防监控系统技术要求》GAT367-2001●《电视系统视频指标》ccir remendation472-3●《工业企业通信接地设计规X》及有关行业标准三、设计原则：本设计方案以用户的需求为前提，本着以构架合理、安全可靠、产品主流、低成本、低维护为出发点，根据乡镇企业煤矿系统的要求，本着高水准、高质量，提高产品的性能价格比，在设计上充分体现当前数字化趋势，同时考虑到今后用户的使用、维护、保养的方便性。

充分考虑用户的需求及长远利益，我们将最大限度降低设备造价保护终端用户投资。

在许多实际的工程中，即使距离只有500米，甚至300米也都使用宽频共缆“一线通”的传输方案，原因是，宽频共缆“一线通”的传输方案，不仅工程简单、方便、图像清晰度高，更重要的，宽频共缆“一线通”传输方案的造价已经和视频线缆传输的方案几乎一样，甚至更低。

故在本方案中，前端监控点到监控中心的传输方式宽频共缆“一线通”的传输方案来传输，主控设备采用数字硬盘录像系统。

其次，在一般的煤矿中，由于井下的电电源为127交流供电，井下设备的取电要求为交流127V，所以我们充分考虑到这种特殊的情况，设备电源为交流127V 输入直流＋（－）9V输出，方便不同场合的使用。

此外，还提出希望能将视频监控的图像在本矿的局域网上传输，这样矿领导、调度室、安检科等在办公室里就可随时通过电脑了解现场的工作和设备运行情况。

四、宽频共缆监控总体设计：宽频共缆“一线通”电视监控系统以功能要求的不同共分为前端宽频共缆调制部分、共缆放大传输部分、中心控制部分、网络分控部分、视频显示和记录部分、报警输出部分（注，本方案仅为事例）4.2.1前端宽频共缆调制部分前端摄像机将现场图像经过转换变为电信号，经过宽频共缆调制器传送到监控中心。

前端宽频共缆调制设备安装在监视现场,它包括摄像机、宽频共缆调制器、镜头及云台等。

1）系统前端设计说明：前端监控点共14个监控点，包括：值班室1个室外动点，距离监控中心1.5KM ，地磅房1个室外固定点、矿井出口处2个室外动点，距离监控中心1KM ，考勤机1个室内固定点，距离监控中心300M 。

井下主巷道2个固定点，距离监控中心2KM ，井下回风巷道共2个定点，分别距监控中心2 KM 以上。

回采工作面、掘进工作面共5定个点。

本监控系统由于各个监控点距离监控中心较远，同时考虑井下电磁干扰源较多，为保证图像传输的质量，该系统由采用宽频共缆总线传输的方式，在每个监控点配备宽频共缆调制器总线传输设备，它的作用是将摄像机的信号转换成高频载波信号进行总线共缆传输将前端每个监控点的信号传输到监控中心。

2）前端设备安装示意图：ST-201ST-201A区分布40点解码器4.2.2宽频共缆放大传输部分由于考虑到煤矿井下线路走向复杂、并且比较潮湿所有的分支分配均采用野外防水型分支器，为了避免外界的干扰信号，共缆放大传输部分由射频电缆、野外型分支分配、野外干线放大器组成，一根线缆可以同时传输1-40路图像及控制信号。

共缆传输可以节省投资，提高了线缆的利用率。

传输线缆为SYWV射频线缆，线径根据传输距离而定。

（详细参照线材附表）当传输超过400米时，一般要加放大器进行信号放大，每加一级放大可以延长400-500米。

实际数量根据现场具体环境而定。

1）宽频共缆传输设计说明每条线路最多可以传输40路监控信号，主干线缆为SYWV75-9物理发泡射频线缆，当主干线传输超过400米时，一般要加放大器进行信号放大，每加一级放大可以延长400-500米。

实际数量根据现场具体环境而定。

当矿区监控中心超过2公里时可以采用光电结合的方式进行传输，首先将多点的监控点用宽频共缆的方式会聚到一根电缆上，然后采用射频光端机将电缆信号转换成光信号传输，在远端机房的另一端安装光接收机进行光信号转换，这种方式可以将监控信号传到十几公里以上并且图质量不受任何损失。

并可以有效的避免井下外界形成的干扰信号，可以节省线缆用量、提高了线缆的利用率并且简化了施工难度。

2）干线放大传输示意图主干线分支线分支线放大器4.2.3中心控制视频解调部分：在煤矿电视监控系统中，这部分是整个系统的“心脏”和“大脑”，是实现整个系统功能的指挥中心，起到对前端摄像机的图像信号进行切换输出及云台镜头的控制，他由多路音视频解调设备、双向数据检出器、FSK数据调制器设备组成。

1）中心控制视频解调设计说明在煤矿电视监控中心机房，井下、地面等监控点的所有信号通过若干根总线引到监控中心机房，通过多路视频解调器分别将总线中图像声音信号一一解调处里，最后输出摄像机的原始信号。

通过电视墙或硬盘录像机进行监看。

系统能够对各矿区,所有关地磅数据、图像进行监控和监视，以便能够实时、直接地了解和掌握各矿区第一情况，并及时对发生的情况做出反应。

其云台、镜头的控制操作采用硬盘录像机经转换输出的485信号经ST-4200数据调制器进行共缆双向传输的方式，这种方式抗干扰能力强，数据传输率高，控制稳定可靠。

主控可对所有监控网络中的监控点（客户端）实现授权管理，监控副控点用户可通过局域网对监控点进行监看、控制云台巡视、视频切换、报警处理、设备状态自检等工作。

2）中心控制系统示意图485宽频传输总线双向数据检出器FSK数据调制器视频多路视频解调器4.2.4网络分控系统设计说明：由于矿区的领导要对也要对前端的监控点进行实时的监控，而基于企业现有局域网的环境，可以采用硬盘录像网络分控的方式，将监控点的信号采用全数字的网络传输方式传送到领导办公室里，只需要利用一台普通PC 机及硬盘录像分控软件即可进行实时监控及录像。

利用硬盘录像的网络分控的方式来实现，分控的数量没有限制，由于现成的局域网资源，所以传输带宽可以得到足够保证。

4.2.5视频显示和记录设计说明：这部分是由多台监视器组成的9窗电视墙和16路硬盘录像机够构成，它的功能是将前端传送过来的图像一一显示出来以便需要的时观看。

视频显示记录是通过主控软件设置多路音视频解调器的视频输出，输出后的视频通过电视墙一一显示的方式，这种显示图像画面大，实时无压缩图像等优点。

存储和回放采用数字硬盘录像机来实现存储和回放等。

数字硬盘录像系统不仅存储费用低、效率高，而且还具有网络传输、远程传输和循环存储等优点。