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煤矿监控系统组成部分简介
发布时间:2014-01-27 17:31:21 浏览量:739 来源:http://www.szqiangmei.cn

      煤矿监控的系统组成包括监控前端、传输方式、监控中心、监控终端等部分。此外,根据监控传输方式的不同,还可以分为有线监控和无线监控。

      1.监控前端
  监控前端包括防爆摄像机、模拟摄像机、视频编码器、网络摄像机、报警输入/输出设备等。还可以根据用户及环境的不同需求,另外加配护罩等。正常工作时,摄像机将采集的图像信号进入视频服务器进行模拟信号,数字信号转换及压缩(MPEG-4格式),然后从视频服务器口进入[RO-2400T/R网络连接器/天线一体机]直接发射。各发射点的[网络连接器]的带宽为11Mbps,云台控制信号通过解码器传递给云台以控制转动方向。或者摄像机的视频输出通过BNC连接到多路视频服务器,然后通过RJ45接头将视频服务器连接到网络,再为视频服务器设置一个IP地址,就可以依托已有的快速局域网或无线局域网,实现在局域网的任何地方,授权用户都可以利用浏览器来观看井下的工作情况。
  
     视频服务器一般都包含一个内置的WEB服务器,它可以增强传统监视系统的性能,并为在一个安全的内部网甚至互联网上发布监控图像提供了网络连通性。视频摄像机的管理、配置和监控——所有的这些都只需通过Microsoft IE的标准WEB浏览器来完成。此外,还可以将其他矿井安全监测设备如:瓦斯传感器、通风检测设备、报警设备等通过辅助的输入设备连接到视频服务器上。从某种角度上说,视频服务器可以看作是不带镜头的网络摄像机、或是不带硬盘的DVR,视频服务器除了可以达到与网络摄像机相同功能外,在设备的配置上更灵活。网络摄像机通常受到本身镜头和机身功能的限制,而视频服务器除了可以和普通的传统摄像机连接外,还可以和一些特殊功能的摄像机连接,如:低照度、高灵敏度的红外摄像机等。MPEG4硬压缩方式在于解决低带宽音视频的传输问题,在164KHZ的带宽上,MPEG4平均可传5-7帧/秒。MPEG4的分辨率可以达到720 x 576,接近DVD画面效果,基于图像压缩的模式决定了它对运动物体可以保证有良好的清晰度。

      2.网络通信平台
  网络通信平台由路由器、交换机、无线网桥、防火墙、通信线路等设备组成。通信线路可以采用多种方式:双绞线、光纤、有线电缆、专线、帧中继、xDSL、无线局域网、卫星、微波、GPRS、CDMA等。一般的传输方式如线缆传输,其优点是不会产生电磁干扰,相对于其他传输方式,也不会产生电火花,避免了可能引发的瓦斯爆炸。但也有缺点,包括有的矿井长达几公里,传统的布线方式无法满足;布线困难,如果按着传统布线方式,有几路监测点,就要拉几条视频线,在井上尚且困难,在井下就会更加困难。采用光纤传输,可以使布线方便,传输的路数多,不会造成传输信号堵塞。其缺点是煤矿井下环境特殊,不允许在井下进行融接,所以必须在井上融接好后再到井下,这无疑增加了施工的难度;井下会有各种突发事故发生,如果光纤断裂,就需要将所有监测点光纤拉到井上重新进行融接,这无疑又会增加额外的人力、物力、财力,同时也会造成监控的盲区;由于光端机成本很高,这无疑会增加工程的成本;后期增加监控点不容易。

  近年来,煤矿监控又推出了一种新的传输模式:无线监控。它的布线简单,成本低:信号通过微波传输,降低了系统成本和施工难度;信号抗干扰性强,不易失真,传输无延时;系统设备可以将800线的摄像头信号高保真地传送,其传输速度快,没有延时;采用频率2.4G和5.8G技术,可以在较远的范围内传输,而且可以添加放大器或者无线数字微波中继传输机以延长传输距离,监控距离可达数十公里;后期维护简单方便:系统结构简单,如果有新增节点加入不用重新布线,只需插入到主干电缆上即可,出现故障查找容易,维护方便,简单可靠。煤矿企业多数都建有一套闭路电视监控系统,采用的是模拟视频信号,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800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,效果不好;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,并且使得布线工程量极大,不便于系统的维护和升级;最后,有线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),查询取证时十分繁琐。

   以网络视频监控系统产品的数字化视频监控为例,它的优点正好克服了模拟闭路电视监控的局限性:首先,数字化视频可以在计算机网络(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,数字视频可利用计算机网络联网,网络带宽可复用,无需重复布线;另外,数字化存储成为可能,经过压缩的视频数据可存储在磁盘阵列中或保存在光盘中,查询十分简便快捷。监视系统由监控终端和显示系统组成。监控终端可采用普通的PC机,无需安装客户端软件,只要使用标准浏览器访问监控管理服务器。用户登录智能安全联网管理系统,根据管理的权限使用系统功能。对于中心监控室,通常会配置高性能的PC机作为监控工作站,并建立电视墙系统。

      3.监控中心
  监控中心主要由监控服务器、监控客户终端等组成。主要完成矿区现场图像接收与显示,用户登录管理,优先权的分配,控制信号的协调,图像的实时监控,录像的存储、检索、回放、备份、恢复等。在厂区网络上配置一台监控服务器,安装中心服务器监控软件,中心服务器前端对各变电站的摄像机、视频服务器进行管理,后端对所有的上网用户进行管理,同时担负录像报警等众多功能。在值班室安装一到数台监控客户机,监控用户首先登陆监控服务器,输入用户名密码,获得相应的授权后,即能访问到前端的摄像机,同时也可以安装一台大屏幕显示器,在大屏幕上同时显示出前端摄像机所拍摄的画面。系统也可以采用常规的电视墙显示方式。

  监控服务器功能强大,可以同时管理数十个矿区系统和数十个甚至是上百个在线用户,在以后矿区扩容时,调度中心无需增加硬件设备投入。管理服务器由监控管理软件、服务器硬件、存储服务器等组成。广角监控管理软件提供了完整的监控中心管理、录像管理、报警管理、用户认证和权限管理、服务器集群管理等功能。广角监控管理软件基于拥有专利的流媒体分布式处理技术,能够在复杂网络环境中优化视频流的传输控制,提供大容量、高质量的网络视频传输和处理。

      4.监控终端
  系统采用成熟WEB技术,系统为用户提供了良好的人机界面,客户端通过浏览器方式访问系统。网络上的任何一台微机/笔记本电脑只要安装了监控系统的客户端图像控件之后,即可成为一个功能完备的监控客户终端。客户可以随时随地查看所需要的现场图像和地磅数据。一般来说,该系统应该具有如下的基本功能:
     (1)多路画面实时录像: 具有多画面实时录像功能,具有三种录像触发模式:手动录像、定时录像、报警录像,定时录像时间可以设置。
     (2)多路画面实时显示: 具有1-16路画面实时显示功能, 具有多种显示方式: 1路显示、4路5路6路9路或16路同时显示,实时显示滞后时间不大于0.2秒,满足前端控制要求。
     (3)图像压缩质量设置: 视频采集率、图像压缩质量及帧率可以根据需要进行调节。
     (4)视频移动报警联动录像: 具有视频图像动态检测功能, 每路图像可设置多种不同的检测区域, 检测灵敏度可调。如果有人入侵或物体位置挪动导致这些点的图像亮度变化,就能产生报警并联动录像。
     (5)查询及回放: 可按日期时间迅速找到欲查对象,查询手段方便简单,在查询回放时,录像机能快进、快退、单帧进、单帧图像存储及打印功能。
     (6)视频参数设置: 可对每路视频的亮度、对比度、饱和度和色调进行设置。
     (7)远程图像显示: 通过网络可实现远程图像显示录像回放功能。
     (8)实时监控: 网络快球将采集到的音视频信号压缩编码,通过IP网络实时传输到监控播放终端解压播放;监控播放终端也可通过网络来控制网络球机的镜头,进行全面且全方位的监控。
     (9)远程监控:在世界上的任何地点,只要能接入INTERNET,就可以看到实时的监控图像。
    (10)录像存储: 网络快球将采集到的音视频信号数字化压缩后通过微波实时传输到指定的监控中心,进行实时监控或存储。
    (11)定时录像: 系统按照用户预先设定的定时时间表,把网络快球采集的音视频信号压缩后通过微波实时传输到指定的监控中心,进行存储。
    (12)告警录像: 系统按照用户预先设定的报警外理方案,把告警发生时段的图像存储下来。
    (13)用户管理: 安全性能好, 具有用户安全密码保护功能,有效防止无关人员操作。对操作系统的用户进行权限验证和管理,系统中的任何操作都只能由允许的用户来操作,用户也可以设置一些不需要权限限制的操作。