视频监控在煤矿智能化综合管理系统中的应用

　　前言

　　煤炭是我国重要的能源资源，我国的煤炭工业长期处于半机械开采水平，生产效率低，安全隐患多，如瓦斯爆炸、地下渗水等事故经常发生。我国煤矿安全生产面临严峻的形势、影响我国煤矿安全生产的问题是多方面的，要彻底解决煤矿安全生产问题，必须强化管理，采取多种措施，付出长期艰苦努力。随着计算机、网络、自动化、智能化系统的逐步普及，煤炭生产水平目前逐步实现了自动化或半自动化，管理也趋于数字化、智能化，特别是在智能煤矿管理系统的开发实施后，煤矿的智能化管理水平不断提高，利用科技手段实现瓦斯监控、CO2浓度检测、CH4气体检测、CO/VI检测、H2S气体监测、温湿度检测、通风\排气系统、地下水位监测系统、井下紧急避险系统等等。随着视频监控系统在各行各业的成功使用，利用视频监控系统服务于智能煤矿管理系统将是形式所趋，监控中心管理人员通过视频监控系统，对井下生产开采情况、矿区安全管理情况、人员综合管理情况、煤炭堆积区防火监测情况等进行实时监控，直观的监视和记录井下工作现场的安全生产情况、矿区及周界的安全管理情况；并通过在井下安装的各类安全探测系统，能及时发现事故，防患于未然，也能为事后分析事故提供第一手视频图像资料，为将来的安全生产，提供可靠的保证，因此视频监控系统将成为智能煤矿安全生产监控管理系统的重要组成部分。

　　系统需求分析

　　煤矿安全生产是关系煤炭工业持续健康发展的头等大事，我国煤矿与世界各主要产煤国家比较，不仅地质构造比较复杂，而且自然灾害也较为严重。2011年截至9月份，全国煤矿共发生死亡事故892起、死亡1419人，同比分别下降18.7％和27.6％。煤矿百万吨到死亡率为0.527，下降32.3％。虽然整体形势有了很大改观，煤矿事故发生率大幅下降，但是当前煤矿安全生产工作仍然存在较为突出的问题。在煤矿安全管理中，必须有相应的科技保障，随着科学技术的不断发展与成熟，开始有了智能煤矿管理系统；在智能煤矿管理系统中引入视频监控系统，是对智能煤矿管理的补充和完善，针对煤矿瓦斯检查、通风检查、设备检查、安全检查等一系列关系到煤矿企业的生产效益、矿工的生命安全的重要岗位，需一套煤矿安全视频监控管理系统，有效解决了由于检查人员空班、漏班而导致事故隐患不能及时发现和解决的问题，有效监督煤矿瓦斯检查员、安全检查员、防爆检查员等巡回检查工作，确保安全信息检查的到位，及时发现和处理危险情况，确保安全生产。

　　煤矿视频监控系统建设要求

　　井下采掘点（监测点）分散，监控点要分布全面，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。主监控中心：主监控中心设置在矿业公司行政管理大楼内，管理所有矿区监控点图像。设置系统主服务器、视频综合管理工作站、视频存储设备等。根据具体情况决定是否需要建设监控大屏或电视墙。监控分中心：设置在矿区的管理监控室，可以设置液晶拼接屏监控，或者由常规监视器组成电视墙。并需矩阵控制系统进行视频图像切换\控制管理，可根据具体情况选择是否设置存储图像功能。多级分控端：在矿区内设置分控中心，总控中心，并可根据视频矿业管理部门的要求，通过视频转发服务器，将视频图像传输到政府各级矿业管理部门，即可看到实时监控视频图像，并根据权限对系统进行调阅、查询等操作。

　　系统功能叙述

　　 在矿业公司管理监控中心建设统一的中心管理软件平台，实现对系统所有机构、人员、设备、用户角色、设备配置、报警关联策略、自定义任务、电子地图、流媒体转发、集中存储等管理，根据系统的管理要求和特点具备以下功能：

　　前段视频控制,监控中心管理人员可通过系统软件或三维键盘，对前段矿区管理远程昼夜监控摄像机、门禁联动摄像机、矿区进出口管理摄像机等云台摄像机进行视频控制。

　　实时图像调阅\查询,有权限的终端用户可选择前端的任意一台摄像机的实时画面进行监控。

　　实时录像\查询，系统实时对现场情况进行录像，并提供录像回放控制功能；系统提供多画面同时回放及多文件循环播放功能。

　　报警联动处理功能，视频监控系统与其他监控子系统实现联动，如瓦斯监控系统出现异常报警后，与瓦斯报警系统联动的监控摄像机自动弹出报警信息窗口和发出声音提示，显示出瓦斯报警点的具体位置，报警类型及现场图像，并存储相关的视频信息等。

　　门禁管理联动，在煤矿职工刷卡进出时，门口视频监控摄像机与门禁联动，记录人员进出信息，实现特别监控管理。

　　电子地图功能（可选），建设煤矿区域电子地图，在地图上可放置摄像机图标，用户通过点击图标，可快速选择所要观察的监视点的视频信息。

　　用户管理，网络客户端采用集中管理模式，统一管理设置参数、权限等；系统管理员具有最高权限，能对相关人员的权限和初始口令进行设置，能设置操作人员的连接权限、控制权限、管理登记等使用权限；终端用户对监控软件和设备的操作记录并自动存档。

　　日志管理，系统支持详细的事件日志管理记录，系统可以对用户、对系统、对设备的参数设置、硬盘录像机登陆、报警信息、故障处理信息等项目和操作做详细的记录管理并可实时打印报表，为查证操作记录等提供保证。

　　对讲联动，在监控摄像机位置可同步建设对讲系统，在监控中心管理人员通过对讲系统与矿井内人员通话时，视频监控系统与通话声音同步录像录音，管理人员可以对前端监控点正在发生的违规事件进行告警，并可通过视频系统录像取证、加强管理。

　　远程控制，系统可自动或手动对远程出现异常的视频设备进行开机或关机等非常规操作。

　　煤矿人员管理，系统可以与煤矿人员信息数据库连接，实现煤矿人员的综合管理功能；如对每班下井人员跟踪管理，人员上班前进行排班管理，通过视频监控系统对下井人员进行拍照，并通过井口视频监控摄像机，确认每班进入矿井的详细人员视频信息。

　　系统设计要点

　　设备覆盖面广

　　本系统为煤矿安全保障视频监控系统,主要用于对煤矿各个出入口、门禁口、主井口、副井口、监控值班室、主扇机房；井下通道，采煤工作面、掘进工作面、中央变电所、主运输大巷及其他重要区域监控,所以系统覆盖面要逛，要覆盖整个矿区。

　　设备选型仔细

　　本视频监控范围覆盖面广,不同监控点设备需求不同，在选用设备时要根据安装环境选择适合的视频监控设备。如在矿区外围建设远距离昼夜监控摄像系统；在矿区出入口建设昼夜摄像系统；在矿道进出口建设红外监控摄像系统；在矿井内建设低照度防爆摄像系统或红外防爆摄像系统；在矿区办公楼建设半球型摄像系统等等。

　　视频联网监控

　　矿区视频管理监控中心，可通过互联网将视频图像联网到煤矿监管部门，煤矿管理部门通过输入对应煤矿开采单位的视频监控系统IP地址，可任意调看每一个矿区的任意一个前段摄像机的视频情况；矿务局主管部门可以远程监控了解煤矿的生产管理情况；领导可以通过网络在远程实时监看到煤矿的开采、输送、堆积等情况；并可以远程监控煤矿安全生产情况，发现安全隐患及时处理。

　　矿区GIS地图

　　为了加强矿区的管理，可以建设一套二维\三维的矿区GIS地图，每一个监控摄像机在GIS地图上建立相应的图标，并实现摄像机与GIS系统的联动，在操作某一个摄像机时，在GIS地图上弹出相对应的视频窗口信息，或在GIS地图上点击某一个摄像机图标，系统自动弹出该摄像机信息，并以文字显示有关该摄像机现场装置的详细情况：安装地点、具体配置、使用功能、操作提示、与之联动的其他监控系统设备等。

　　
　　 系统传输

　　智能煤矿视频监控系统摄像机分布范围广、距离远，对信号的传输有一定的难度。本系统传输方案建议使用多种方式并存，根据摄像机的建设位置离监控中心的距离和建设环境确定传输方式，传输距离在500米以内，如用模拟摄像机，可选用SYV75-5（或SYWV75-5，SYV75-9）的视频线传输；IP数字网络摄像机，可以利用UTP-5e网线进行数据传输；距离在500米以上的可以利用光缆进行数据传输；矿山外围整体环境监控的远距离昼夜监控系统，由于建设在山上不方便铺设光缆时，可以考虑使用数字微波或3G网络传输。

　　监控中心管理

　　监控中心主要由监控管理服务器、存储服务器、磁盘阵列、流媒体管理服务器、管理工作站PC、矩阵控制系统和电视墙（网络矩阵硬件、液晶拼接屏及监视器）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。

　　通过该系统，可管理控制全部实时监控视频，监控管理服务器功能强大，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；系统能够实现对数百个活动视频图像有效的管理、调控、存贮、转发等；可以进行报警录像，可存储、检索、备份和恢复大量的图像数据库文件；流媒体管理服务器具有完善的用户认证机制（用户名、密码、前端系统密码、优先级）机制，强大的中心协调机制（并发申请、图像转发、录制申请，并发控制协调等）；整个系统软件综合管理平台可以与矿区GIS系统、矿区人员管理系统、矿区各监控子系统整合，实现功能强大的安全管理和人员管理的综合管理要求，符合系统的智能化、数字化标准和未来发展方向。

　　结束语

　　通过将视频监控系统引入到智能煤矿综合管理系统中，可通过前端视频图像直观、实时、高效、有序的管理煤 矿 的 整 个 开 采 、输 送 、清 洗 、储 存 、堆 放 等 过 程，并 通 过 与 其 他 安 全 子 系 统的联动，实现煤矿管理的数字化、智能化、可视化、现代化综合管理。为我国的煤矿开采实现高效安全的开采环境，使 煤 矿 这一“ 高 危 ”产 业 成 为 安 全、和谐的高能效产业。

（作者单位：深圳亿成安科技有限公司）