黃秀勇等

摘 要：“煤礦視頻監(jiān)控系統(tǒng)”是井下安防必不可少的一部分，近幾年技術更新迅速。此外，智能視頻分析技術炙手可熱，融入各大安防體系勢在必行。文章首先闡述了智能視頻分析技術的行業(yè)現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢，其次對智能視頻的主要功能模塊在煤礦中的應用前景進行具體的分析。

關鍵詞：智能視頻；煤礦監(jiān)控；應用場景

引言

我國是“富煤、貧油、少氣”的國家，是當今世界上第一產煤大國，2013年煤炭產量占世界的35%以上。因此，煤炭工業(yè)在我國國民經濟和社會發(fā)展中占據(jù)重要地位，而搞好煤礦安全生產更是重中之重?，F(xiàn)階段，我國每年煤礦企業(yè)事故死亡人數(shù)高達30個左右，這一數(shù)字是美國的30-50倍之多，占全世界煤礦死亡總人數(shù)的70%，安全形勢十分嚴峻。煤礦缺少安全監(jiān)控設備、設備嚴重老化、可靠性差、井下工人違章作業(yè)不能有限監(jiān)控等都是釀成安全事故的主要原因。

1 智能視頻分析技術的發(fā)展及應用

1.1 視頻監(jiān)控技術的發(fā)展軌跡

監(jiān)控系統(tǒng)經歷了三代發(fā)展：第一代是簡單傳感器主要是紅外和超聲波傳感器，目前已逐步淘汰或在低端使用。第二代是二維閉路電視監(jiān)控，在我國廣泛應用。第三代是聯(lián)網(wǎng)式閉路電視監(jiān)控。發(fā)展迅速的大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)也導致了現(xiàn)在一個城市基本有動則上萬多則幾十萬個監(jiān)控鏡頭，工作人員根本無力管理，此時智能化系統(tǒng)的發(fā)展與應用，成為視頻監(jiān)控系統(tǒng)必然的首選。第四代軟監(jiān)控系統(tǒng)（智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)）應運而生。智能視頻分析技術借助計算機強大的數(shù)據(jù)處理功能，對畫面中的海量數(shù)據(jù)進行高速分析。目前視頻監(jiān)控正向著適應更多的復雜場景、識別更多的異常行為、更低的成本、更靈活的產品形態(tài)等發(fā)展。

1.2 智能視頻分析技術的非煤礦應用

智能視頻分析技術有兩大存在意義：一是將安防人員從繁雜而枯燥的“盯屏幕”任務中解放出來，由機器來完成這部分工作；二是在海量的視頻數(shù)據(jù)中快速搜索到需要的圖像。其功能主要包括圖像采集、運動物體檢測、多物體跟蹤、行為特征分析等。智能視頻分析技術被廣泛應用于防恐、治安、交通、銀行、能源及商業(yè)等各類場所、客戶行為分析、客戶服務等多種場合。

2 智能視頻分析技術在煤礦安防上的應用

2.1 煤礦智能視頻安防系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲

煤礦智能視頻安防系統(tǒng)，以智能視頻分析為基礎，實現(xiàn)全高清輸入、全高清分析、全高清輸出，系統(tǒng)實現(xiàn)實時分析視頻，自動發(fā)出警報，自動記錄事件視頻。

2.2 智能視頻的煤礦使用場景分析

智能視頻分析基于計算機視覺（CV）技術，它能夠在圖像及圖像描述之間建立映射關系，自動的分析和抽取視頻源中的關鍵信息進行分析判斷。如果把前端設備（如攝像機）看作是人的眼睛，則智能視頻分析技術可以看作人的大腦，借助計算機的強大數(shù)據(jù)處理能力，對視頻畫面中海量的數(shù)據(jù)進行高速分析，為監(jiān)控者提供有價值的關鍵信息。下面主要分析煤礦幾個特殊的場景，智能視頻的引入能大大提高安全生產效率。

2.2.1 基于視頻監(jiān)控的智能化斜井

煤礦井下的絕大多數(shù)設備安全性能較高，滿足了煤礦生產的需要。但是對絞車的安全管控很少，只停留在簡單的滿足應用。絞車視頻裝置很大程度上緩解了產量與安全間的矛盾，如果再進一步將智能視頻融入其中，將能大大提高絞車安全生產的效率。在絞車巷道中行車區(qū)域（軌道附近）是重要敏感區(qū)域。首先，我們在物料通道內建立一個防區(qū)，這樣在有人存在時就會發(fā)出報警，我們稱之為“入侵檢測報警”。在絞車未啟動時，設防區(qū)域關閉，減少誤報。一旦絞車啟動，設防區(qū)域打開，時刻監(jiān)控通道內的情況，如果有人闖入，視頻監(jiān)控系統(tǒng)能迅速做出響應，與絞車PLC控制臺協(xié)商及時地剎停絞車避免事故，另一方面語音提示調度員危險情況。如此實現(xiàn)了絞車巷全自動化，事故發(fā)生前能監(jiān)控畫面、事故發(fā)生時能自我急停、事故后能追究問責。這種對運動物體檢測的功能包括了入侵檢測、越界檢測、滯留檢測等，在煤礦井下包括風門內不宜滯留、皮帶不能乘坐等多處可以應用。

2.2.2 井下車輛監(jiān)控管理系統(tǒng)

隨著煤礦開采自動化的普及及開發(fā)規(guī)模的不斷擴大，井下車輛日益增多，對其做好有效管理監(jiān)控對煤礦安全生產有十分重要的意義。在車場中引入智能視頻管理系統(tǒng)，我們把車場圖形轉化成多巷道視頻監(jiān)控畫面，利用車載攝像儀、定點攝像儀等，透過攝像儀視覺觀察窗、鏡頭及巷道景物的關系構成投影視頻圖像。通過車載攝像儀通過視覺位置場景分析機車周圍的動態(tài)要素，保證行車的安全。固定攝像儀則通過視頻中的關聯(lián)場景分析車輛的當前位置、運行軌跡、瞬時速度等。

2.2.3 井口視頻人臉安檢系統(tǒng)

嚴格控制下井人員數(shù)量、提升下井人員素質是煤礦生產中極其重要的一部分，井口安檢系統(tǒng)通過實時數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)信息有效集成，可以杜絕惡行生產安全責任事故的發(fā)生。

人臉識別是基于人的臉部特征信息進行身份識別的一種生物識別技術。利用攝像頭采集含有人臉的視頻流，并自動在圖像中檢測和跟蹤人臉，進而對檢測到的人臉與數(shù)據(jù)庫中的進行對比。這種人臉識別技術可以用到井口人員考勤系統(tǒng)中，每天在系統(tǒng)中更新當天的下井人員信息，每個礦工在下井前經過攝像頭時，系統(tǒng)能自動識別，一方面能主動考勤，另一方面如果該員工不在當日的下井人員目錄中可以及時地發(fā)出告警。

參考文獻

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作者簡介：黃秀勇（1984，11-），男，江蘇省興化市，現(xiàn)職稱：高級工程師，學歷：本科，研究方向：煤礦物聯(lián)網(wǎng)通信領域。