孔祥君

燕子山礦井下視頻監(jiān)控系統(tǒng)的探討

孔祥君

基于大同煤礦集團(tuán)公司燕子山礦井下視頻監(jiān)控系統(tǒng)，從系統(tǒng)組成、優(yōu)勢、不足進(jìn)行分析探討。

井工開采；視頻監(jiān)控；WEB服務(wù)器

0 引言

基于TCP/IP協(xié)議的IP網(wǎng)的應(yīng)用得到了廣泛普及，高速寬帶主干網(wǎng)的建成和高速接入系統(tǒng)的迅速發(fā)展，促進(jìn)了基于IP技術(shù)的各種視頻通信應(yīng)用，如井下網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展。煤礦井下作業(yè)因為遠(yuǎn)離地面，地形復(fù)雜，環(huán)境惡劣，與地面人員間的溝通不便。利用遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，礦領(lǐng)導(dǎo)、安監(jiān)部、調(diào)度室等地面監(jiān)控人員可以直接對井下情況進(jìn)行實時監(jiān)控，不僅能直觀地監(jiān)視和記錄井下工作現(xiàn)場的安全生產(chǎn)情況，及時發(fā)現(xiàn)事故苗子，防患于未然，還會對有違規(guī)意圖的作業(yè)人員起到震懾作用，有效控制各類違章操作事故和不規(guī)范事件的發(fā)生。

1 系統(tǒng)組成

采用硬盤錄像機把攝像頭采集到的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化處理、壓縮，并存儲在本地硬盤，以便提供歷史回放功能。基于已有的以光纖為傳輸媒介的千兆以太局域網(wǎng)，構(gòu)建一個嵌入式WEB服務(wù)器，承擔(dān)中轉(zhuǎn)任務(wù)：一方面，與硬盤錄像機通信，獲取視頻數(shù)據(jù)；另一方面，向用戶提供在線瀏覽功能。瀏覽器位于本地局域網(wǎng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1。

1.1 攝像頭

針對井下的復(fù)雜環(huán)境，綜合考慮各種因素，視頻采集選擇了具有超低照度的星光級攝像機，配備專用鏡頭，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離低照度條件下的視頻采集，在僅有一點星光的環(huán)境中，也可以達(dá)到白天的效果，免于安裝紅外燈。

1.2 硬盤錄像機

燕子山礦原使用的視頻監(jiān)控系統(tǒng)都是早期的模擬監(jiān)控，性能和穩(wěn)定性不高，電視圖像要進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，必須經(jīng)過壓縮而成為數(shù)字信號再通過服務(wù)器進(jìn)入局域網(wǎng)，所以此監(jiān)控系統(tǒng)采用了硬盤錄像機方式，配合網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器實現(xiàn)圖像在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸。

井下攝像機的視頻輸出通過光纜連接到硬盤錄像機，然后通過RJ45接頭連接到WEB服務(wù)器，再通過在礦內(nèi)部主頁上建立的超鏈接，就可以依托已有的快速局域網(wǎng)，實現(xiàn)在局域網(wǎng)的任何地方，授權(quán)用戶都可以瀏覽觀看井下的工作情況。

該系統(tǒng)使用了KOM-5.1第3版的硬盤錄像機。該機利用最新的圖像數(shù)字處理技術(shù)將模擬視、音頻信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，壓縮時將各路視、音頻信號分別存儲于計算機硬盤內(nèi)，在計算機上實現(xiàn)信號的監(jiān)視、記錄、回放。它對視、音頻信號采用MPEG-4編碼，完全動態(tài)碼流，使相同質(zhì)量的錄像資料保存時占用更小的空間。監(jiān)控中心或局域網(wǎng)內(nèi)部各終端機可以通過辦公局域網(wǎng)進(jìn)行視頻監(jiān)看，也可以輸入到畫面分割器使用大屏幕等離子電視監(jiān)看。視頻監(jiān)控系統(tǒng)與辦公局域網(wǎng)、安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)配合使用，將視頻監(jiān)控的圖像在本礦的局域網(wǎng)上傳輸。主要對各生產(chǎn)作業(yè)面、通風(fēng)、供電系統(tǒng)安裝攝像頭進(jìn)行監(jiān)控，這樣礦領(lǐng)導(dǎo)、調(diào)度室、安監(jiān)部、通風(fēng)監(jiān)控隊等在辦公室就可隨時通過電腦了解現(xiàn)場的工作和設(shè)備運行情況。

1.3 WEB服務(wù)器

架設(shè)了基于Win 2000系統(tǒng)的Web服務(wù)器。由于燕子山礦原來就有自己的主頁，所以只需利用二次開發(fā)后的KOM-CLIENT Microsoft基礎(chǔ)類應(yīng)用程序?qū)邮盏降臄?shù)字信號進(jìn)行收發(fā)，在燕子山礦網(wǎng)主頁面上開通礦井安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)頻道，通過批處理命令實現(xiàn)該頻道的超鏈接，使KOM-CLIENT Microsoft應(yīng)用程序能夠在網(wǎng)絡(luò)上運行，實現(xiàn)了井下視頻監(jiān)控信息在局域網(wǎng)的共享。

2 系統(tǒng)優(yōu)勢

①采用光纜進(jìn)行視頻轉(zhuǎn)輸。因為使用光信號傳輸，杜絕了以往傳統(tǒng)視頻線纜傳輸產(chǎn)生的電信號，減少隱患；而且光纖傳輸距離很長，可達(dá)30 km，實現(xiàn)了數(shù)字化的視頻傳輸。

②克服了模擬閉路電視監(jiān)控的局限性。首先，數(shù)字化視頻可以在計算機網(wǎng)絡(luò)上傳輸圖像數(shù)據(jù)，基本上不受距離限制，信號不易受干擾，可大幅度提高圖像品質(zhì)和穩(wěn)定性；其次，數(shù)字視頻可利用計算機網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)帶寬可復(fù)用，無須重復(fù)布線。

③將先進(jìn)的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，極大地擴(kuò)展了視頻監(jiān)控的地理范圍，使異地監(jiān)控成為可能。

④數(shù)字化存儲成為可能，經(jīng)過壓縮的視頻數(shù)據(jù)存儲在磁盤陣列中或保存在光盤中，查詢十分簡便快捷。

3 系統(tǒng)存在的不足

①與已有的監(jiān)測系統(tǒng)配合不夠緊密，應(yīng)有機結(jié)合，使視頻監(jiān)控系統(tǒng)與各報警系統(tǒng)均有聯(lián)動功能，即當(dāng)某一個報警系統(tǒng)的某一點發(fā)出報警信號，視頻監(jiān)控的相關(guān)監(jiān)控攝像頭應(yīng)自動轉(zhuǎn)向報警信號發(fā)出點，進(jìn)行實時錄像采集，更好地為煤礦安全生產(chǎn)服務(wù)。

②現(xiàn)用系統(tǒng)只能進(jìn)行視頻圖像采集，不能與音頻數(shù)據(jù)同步采集。

采用成熟的WEB技術(shù)，為用戶提供了良好的人機界面，客戶端通過瀏覽器方式訪問，網(wǎng)絡(luò)上的任何一臺終端機都能成為一個功能完備的監(jiān)控客戶終端。此項技術(shù)現(xiàn)已在燕子山礦得到了普遍應(yīng)用，在300多臺終端電腦上發(fā)揮著顯著功效。隨著TCP/IP技術(shù)在各個領(lǐng)域都得到發(fā)展和應(yīng)用，基于IP技術(shù)的嵌入式WEB服務(wù)器視頻監(jiān)控系統(tǒng)必將在煤礦井下安全生產(chǎn)監(jiān)控及報警上得到更廣泛應(yīng)用，并會影響到整個礦井安全監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展方向。

Discussion on the Underground Video Monitor System of Yan Zishan Coal Mine

Kong Xiangjun

To build underground video monitor system takes an important part in improving the control of floor staff to the underground.On the one hand,it can ensure safe production,and on the other hand,if accident happens,it will be helpful to do rescue and relief work underground in the coal mine.Based on the underground video monitor system of Yan Zishan Coal Mine,the author makes analysis and discussion from the system structure,advantages and disadvantages.

underground coal mining;video monitor;WEB Server

TD676

A

1000-4866（2011）01-0006-02

孔祥君，女，1981年出生，現(xiàn)在大同煤礦集團(tuán)公司機電管理處工作，助理工程師。

2010－10－08

2010－10－27