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1、XX 集团集团 XX 煤矿煤矿 煤矿安全多媒体网络监控系统设计方案煤矿安全多媒体网络监控系统设计方案 设计方案设计方案 系统版本：R2.0 (Cover Title 2) 文档编号：CHI-PT-NJBL-GBXT-A2 目 录 1前前言言.1 2设设计计原原则则.2 3系系统统组组成成.3 4系系统统主主要要设设备备和和功功能能.2 4.1音视频监控终端.2 4.2网络传输平台（需要再次确认）.4 4.3监控中心.6 5系系统统主主要要特特点点 .7 5.1无线数字移动音视频传输： .7 5.2抗干扰性强：.7 5.3布线简单，扩容方便.7 5.4低照度、强光抑制数字摄像技术适合煤矿井下环境
2、： .7 5.5国内第一款本安红外灯，解决了井下无光照明的难题：.8 5.6固定摄像机具备人员识别与报警功能.8 5.7语音指挥：.8 5.8本安技术：.8 5.9可直接接入井下工业以太网，兼容性强：.8 6结结束束语语.9 1前言前言 传统的井下监控系统存在以下问题： 1、线缆采用同轴电缆作为传输通道，当传输线路超过 800 米 时，即会出现衰减和失真，并容易受到电磁干扰； 2、采用模拟光端机和光缆传输，虽然传输距离可以达到几十 公里，但是由于复用率低，一根光缆只用于传输一路或几 路视频信号，光纤的熔接工作量大，而且需要采取特殊的 安全措施，并且光纤容易断裂，二次熔接无疑又会增加额 外的人力
3、、物力、财力，同时也会造成监控的盲区。 3、系统有新增摄像机节点加入，需重新布线，工程施工量大 4、部分煤矿内坑道没有光线，即使采用低照度摄像机，图像 存在雪花点严重的现象； 5、井下工作面环境相对巷道视频监测要复杂和困难。大型设 备较多,并且在不断向前推移，带来设备布线困难，电磁干 扰较多，粉尘、水雾较大，导致监测效果不佳。 随着传输技术和计算机技术的发展，数字化的视频传输应用得到 广泛普及，在煤矿安全监控系统中引入数字化远程视频监控系统也是 大趋势。煤矿安全多媒体网络监控系统是南京北路自动化公司根据中 国煤矿安全现状和市场需求研制的。系统基于当前先进的视频采集、 数据压缩还原、传感器技术、
4、网络传输等技术设计而成。系统采用单 对双绞线数字传输、Wi-Fi 无线通信取代原有的光纤传输方式，采用 固定与移动音、视频监控模式，填补了国内市场空白。 2设计原则设计原则 根据煤矿监控系统建设的要求和国家有关法规,煤矿监控系统的建 设方案要具有性能稳定、质量可靠、经济实用等特点,具有方便扩展、 与数字电子信息系统实现无缝连接,为实现高科技可视化安防系统的管 理奠定了基础。 1)布线简单、安装方便、损害率低。 2)开放性原则:设计的现场总线结构是开放性系统,实现与未 来设备的更多互连和互操作,且能方便地融于城市信息网 络中。 3)先进性:煤矿监控系统应尽量采用先进技术产品设备,只有 采用先进技
5、术设备,才能保证系统先进性。 4)可靠性:系统的可靠性是第一位的,在方案设计中必须充分 考虑系统的安全,依照安全国家标准采取安全管理措施,保 证监控系统安全可靠运行。 5)经济性:系统的经济性是一个重要因素,使系统具有良好的 性能价格比是系统设计的一个重要原则。 6)可扩展性:在系统需要扩展时,前端设备数量将灵活增加,不 改变系统的运行方式,以保证用户的投资安全。 7)实用性:采用高科技手段,进行智能化设计,尽量减少系统操 作的复杂性,并做到系统工作稳定可靠、维护简单;软件使 用界面友好,完全达到智能化控制。 3系统组成系统组成 煤矿监控的系统组成包括音视频监控终端、网络传输平台、监控 中心等
6、部分。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。 该系统在正常工作中，由监控终端负责对煤矿井下的多项监控条 目进行监控，监控终端可以拍摄井下工人工作环境以及工作情况，通 过监控终端同工作小组的工人之间以及小组和监控人员之间可以进行 语音通信，相互协调工作。 监控终端收集的所有数据、语音数据、视频数据经过先进的数据 压缩编码后，通过网络传输平台，以无线传输，单对双绞线、光纤数 字传输的有线无线方式上传到给井上的监控中心。 监控中心对井下传输上来的数据进行记录保存，同时通过监控人 员分析生产情况能及时发现事故苗子，防患于未然，同时也能为事后 分析事故提供有关的第一手图像资料和相关数据
7、。 设计的系统总体结构如图 1 所示。 图 1 系统总体结构 系统主要由音视频监控终端、无线网络传输平台、监控中心三个 部分组成。 4系统主要设备和功能系统主要设备和功能 4.1音视频监控终端音视频监控终端 音视频监控终端包括 KBA12 矿用本质安全型摄像仪、DHS 5/12H(A)矿用本质安全型红外线灯、 KTK113(B)矿用本质安全型广 播分站、KDW127/12B 矿用隔爆兼本安型直流稳压电源、KDW127/12 矿用隔爆兼本安型直流稳压电源、KDD12 矿用隔爆兼本安型直流稳压 电源等。主要完成音视频的采集、编码以及传输工作。 1)KBA12 矿矿用用本本质质安安全全型型摄摄像像仪
8、仪 KBA12 矿用本质安全型摄像仪将采集的图像信号进行模拟信号、 数字信号转换及压缩（H.264 格式），然后通过 TCP/IP 协议采用无线 WIFI 或有线的方式连接到网络，依托井下有线或无线井下网络通信平 台，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。 技术参数： 本质安全型、采用无线或有线的方式连接到网络 最低照度 0.0035LUX（星光夜视模式） 强光抑制功能，适合光线对比强烈的环境 支持彩色（正常）/黑白（夜视）自动转换功能 水平解析度 540 线分辨率， 不低于 16 倍光学变焦，允许监控距离达到 30 米以上 工作电压：12V 工作电流：500
9、mA 2)KTK113(B)矿矿用用本本质质安安全全型型广广播播分分站站 KTK113(B)矿用本质安全型广播分站 与 KBA12 矿用本质安全型 摄像仪对接，完成通和监控人员之间可以进行语音通信 主要技术参数 工作电压：12V 工作电流：90mA 频响：优于6dB（3503000Hz） 声音强度： 85dB 传输速率为：10Kbps 3)DHS 5/12H(A)矿矿用用本本质质安安全全型型红红外外线线灯灯 为保证无光及微光情况下工作，确保图像没有雪花点，可以在 KBA12 矿用本质安全型摄像仪上方配置 1 套 DHS 5/12H(A)矿用本质 安全型红外线灯 主要技术参数 工作电压：12V
10、工作电流：500mA 照射角度：大于 60 度 照射距离：10-30 米 4)矿矿用用隔隔爆爆兼兼本本安安型型直直流流稳稳压压电电源源 KDW127/12 矿用隔爆兼本安型直流稳压电源带后备镍氢电池，可 以在断电情况下，使用 2 小时以上。 KDW127/12B 矿用隔爆兼本安型直流稳压电源、不带后备电池， 故成本较低，可以客户选择使用 KDD12 矿用隔爆兼本安型直流电源、是需充电的电池组，可给无 法供电的前端监控设备提供电池供电。 设备低功耗，同时运行稳定可靠；设备免操作、免维护；设备抗 恶劣环境（电磁干扰），防水、防尘。 主要技术参数 输入电压：AC127V 额定输出电压：DC 12V
11、额定输出电流：1500mA 4.2网络传输平台网络传输平台 网络通信平台由 KJJ85 矿用隔爆兼本安型网络接口、KCT18 矿用本安型网 络延伸器、ZAW-J 矿用本质安全型无线基站、KTG12 矿用本质安全型光端机、 KDW127/12B 矿用隔爆兼本安型直流稳压电源、KDW127/12 矿用隔爆兼本安型 直流稳压电源组成。 网络通信平台通信线路可以采用多种方式：网线、一对双绞线、 单模光纤、WIFI 无线等。网络结构可以用树叉型（主干是光纤）、总 线型、星形组成。 1ZAW-J 矿用本质安全型无线基站 工作原理：由终端或控制中心传来信号，信号通过基站的射频调制波发射或以 太网电接口，构成
12、无线或有线链路进行数据传输。 主要功能：实现本安以太网口与本安以太网口之间的数据交换，实现本安以太 网口与矿用本质安全型无线终端设备之间的数据交换，实现矿用本质安全型无 线终端设备之间的数据交换。 图 4-1 ZAW-J 矿用本质安全型无线基站 工作电压：DC12V 工作电流：500mA 工作频率：2400MHz2483.5MHz 通信协议： IEEE802.11b/g 调制方式：CCK（802.11b）或 OFDM（802.11g） 喇叭嘴出线说明： 1、全向天线（喇叭口 1） 2、全向天线（喇叭口 3）3、电源进线（喇叭口 4） （12V 直流，500 毫安）4、网线接口（喇叭口 6） 2
13、KCT18 矿用本安型网络延伸器 工作原理：主要由电源部分、网络处理部分、MCU 和模拟处理部分组成。电源 部分输入的 12V 电源转换为芯片工作所需的 5V、3.3V 等工作电压；TCP/IP 信 号经网络处理部分处理后将数据传送给 MCU，MCU 将数据进行格式转换后经 模拟处理部分处理使用双绞线进行数据传输。 图 4-2 KCT18 矿用本安型网络延伸器 工作电压：12V； 工作电流：500mA。 4.3监控中心监控中心 方方式式一一、网网络络监监控控中中心心 监控中心主要由音视频监控系统服务器、音视频存储系统、监控 客户终端及监视控制软件等组成，完成现场音视频接收，用户登录管 理，优先
14、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。（详见网络监控中心设计方案，用 NVR 的方式） 方方式式二二、模模拟拟监监控控中中心心 用解码卡（需要一台工控机）或解码器，直接将视频信号转成模 拟信号，接入煤矿监控中心（详见模拟监控设计方案） 5系统系统主要主要特点特点 5.1无线数字移动音视频传输：无线数字移动音视频传输： 由于类似斜巷运输中轨道车是移动的，井下工作面不断向前推移， 传统的有线方式不能满足音视频传输，系统采用无线信号传输方式， 高速移动物体成像清晰可辨，解决了终端设备的线路拖动问题，减少 巷道内的布线，系统特别适合煤矿井下采煤工作面、掘进工
15、作面的监 视点位置经常的动态监控点。 5.2抗干扰性强：抗干扰性强： 以 TCP/IP 为基础的网络传输平台采用数字信号传输降低了因线 路故障而发生的视频信号中断现象的发生概率，信号抗干扰性强，不 易失真，传输无延时。 5.3布线简单，扩容方便布线简单，扩容方便 系统采用树形结构解决了二次布线问题，如果有新增节点加入不 用重新布线，只需接入到主干电缆上或采用无线接入即可，出现故障 查找容易，维护方便，简单可靠 系统采用单对双绞线数字传输、Wi-Fi 无线通信取代原有的光纤 传输方式，解决光纤布放的难题。 采用移动音、视频监控模式，解决了井下工作面环境不断向前推 移，带来设备布线的困难 5.4低
16、照度、强光抑制数字摄像技术适合煤矿井下环境：低照度、强光抑制数字摄像技术适合煤矿井下环境： 由于摄像机工作环境的照度比较低，采用防低照度、强光抑制、 本安摄像机拍摄的图形效果清晰、克服了井下部分场景摄像机由于无 法避免灯光的直射，照成画面大面积发白的技术问题，更利于监控中 心观察。 5.5国内第一款本安红外灯，解决了井下无光照明的难题：国内第一款本安红外灯，解决了井下无光照明的难题： 部分煤矿内坑道没有光线，即使采用低照度摄像机，图像存在雪 花点严重的现象，采用本安红外照明技术，即使在全黑的环境下，依 然清晰可见。特别适合煤矿井下采煤工作面、掘进工作面的监视点照 明不正常的工作环境。 5.6固
17、定摄像机具备人员识别与报警功能固定摄像机具备人员识别与报警功能 为了监视人员流动情况，对人员误闯入非安全区域进行及时报警， 须配置人员自动识别系统。各路视频汇入智能图像识别处理器，处理 系统通过对各视频图像进行对比分析，对现场人员的违规情况给出报 警信息。 5.7语音指挥：语音指挥： 传统的视频监测系统无线进行对讲和监听。本系统通过语音对讲 广播的方式，能及时进行针对性的广播对讲互动。 5.8本安技术：本安技术： 监控终端均为本安设备，适合于井下任何环境。 5.9可直接接入井下工业以太网，兼容性强：可直接接入井下工业以太网，兼容性强： 通过井下工业以太网，地面监控值班人员可以直接对井下情况进
18、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。该系统能融入全矿视频监控 系统，成为现代矿井安全生产监控系统的重要组成部分。 6结束语结束语 系统采用数字传输的方式对巷道内的情况进行监控，系统结构简 单，安装方便，整个系统的耗资相对较少，可以在强干扰、无光、微 光、移动的环境中进行监控，并将音视频信息实时的传送给操作人员， 让操作人员进行安全、有效的操作，紧急情况，解决了线路拖动问题， 减少巷道内的布线，降低因线路故障而发生的视频信号中断现象的发 生概率。系统实施后能为煤矿的安全生产提供依据，减少事故的发生， 提高生产效率。