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煤炭是國(guó)家的基礎(chǔ)工業(yè)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，尤其現(xiàn)在能源緊張的形式下，煤炭行業(yè)更是得到了人們的關(guān)注。但是因?yàn)槊旱V開采的特殊環(huán)境，也給生產(chǎn)帶來(lái)了巨大的困難，事故頻頻發(fā)生，給工人造成了身體的傷害，同時(shí)也給煤炭行業(yè)造成了不好的影響。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2007年中國(guó)煤炭產(chǎn)量占世界產(chǎn)量的38.8%，可事故傷亡人數(shù)卻顯得很高。在這些事故中，瓦斯爆炸又占絕大多數(shù)。這其中固然有很多因素，但各煤礦生產(chǎn)企業(yè)安全監(jiān)測(cè)不完備、管理手段落后也是造成事故頻發(fā)的重要原因之一，于是，煤礦監(jiān)控開始出現(xiàn)并逐漸得到普及和發(fā)展。

前幾年，傳統(tǒng)的閉路電視監(jiān)控前幾年發(fā)展勢(shì)頭迅猛，全社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域幾乎都能找到閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例，煤礦企業(yè)也多數(shù)都建有一套閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)，采用的是傳統(tǒng)模擬視頻信號(hào)，具有很大的局限性：

1）有線模擬視頻信號(hào)的傳輸對(duì)距離十分敏感，當(dāng)傳輸距離大于500米時(shí)，信號(hào)容易產(chǎn)生衰耗、 畸變、群延時(shí)，并且易受干擾，使圖像質(zhì)量下降，當(dāng)用于井下復(fù)雜的工作現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，圖像質(zhì)量下降的更加明顯；

2）傳統(tǒng)模擬視頻監(jiān)控?zé)o法聯(lián)網(wǎng)，只能以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)，并且使得布線工程量極大，不便于系統(tǒng)的維護(hù)和升級(jí)另外鋪設(shè)線纜線路資源不僅費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)錢，而且有時(shí)候無(wú)法實(shí)現(xiàn)（譬如老城區(qū)、保護(hù)區(qū)等不允許挖溝、架線，或部分地點(diǎn)距離很遠(yuǎn)）；

3）傳統(tǒng)模擬視頻信號(hào)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)會(huì)耗費(fèi)大量的存儲(chǔ)介質(zhì)(如錄像帶)，查詢?nèi)∽C時(shí)十分煩瑣。

受上述原因的限制，傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)只適合在短距離、無(wú)干擾、監(jiān)控點(diǎn)數(shù)少的范圍內(nèi)使用。因此傳統(tǒng)的模擬閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)在監(jiān)控點(diǎn)數(shù)多，傳輸距離遠(yuǎn)、并現(xiàn)場(chǎng)存在干擾源的場(chǎng)合不適宜使用，這時(shí)候，采用寬帶無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)就成為唯一的、經(jīng)濟(jì)的、有效的選擇。無(wú)線傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)有：

   1）不受地域限制：無(wú)線傳輸由于采用無(wú)線介質(zhì)，因此可以輕易跨越特殊障礙物，不會(huì)對(duì)市政建設(shè)、文物古跡等造成影響。

　　2）架設(shè)靈活：因?yàn)闆](méi)有有線線纜的限制，可以隨心所欲地增加或重新配置用戶端設(shè)備，也可以將設(shè)備快速拆移到需要的地方重新使用。

　　3）快速實(shí)施：線網(wǎng)絡(luò)無(wú)需布線，安裝和拆裝都十分簡(jiǎn)單方便，大大節(jié)約了設(shè)備安裝的時(shí)間和成本。同時(shí)，可以用于臨時(shí)場(chǎng)所等的監(jiān)控。

　　4）移動(dòng)性：線網(wǎng)絡(luò)允許在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)，而不需指定地點(diǎn)，甚至在移動(dòng)中也能接入網(wǎng)絡(luò)，用戶還可以在網(wǎng)絡(luò)間無(wú)縫漫游。

　　5）低使用成本：使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，可以避免安裝線纜的高成本費(fèi)用和租用線路的月租費(fèi)用以及設(shè)備需要經(jīng)常移動(dòng)、增加和改變等相關(guān)的費(fèi)用。

　　6）高吞吐量：一般無(wú)線系統(tǒng)具有高達(dá)54Mbps的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸速率，遠(yuǎn)高于T1、E1線路速率和10BaseT的有線網(wǎng)絡(luò)速率。

目前，煤礦系統(tǒng)的監(jiān)控分為井下監(jiān)控系統(tǒng)和井上監(jiān)控系統(tǒng)兩大類。煤礦井下作業(yè)因?yàn)檫h(yuǎn)離地面，地形復(fù)雜，環(huán)境惡劣，所以容易發(fā)生事故。利用遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，地面監(jiān)控人員可以直接對(duì)井下情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，不僅能直觀的監(jiān)視和記錄井下工作現(xiàn)場(chǎng)的安全生產(chǎn)情況，而且能及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故苗子，防患于未然，也能為事后分析事故提供有關(guān)的第一手圖像資料。

另外，通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)可監(jiān)測(cè)煤礦的工作情況;工作人員在礦井生產(chǎn)時(shí)，需要通過(guò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視煤礦環(huán)境變化情況;在某些環(huán)境下，如煤礦的進(jìn)出口等地方，大部分時(shí)間屬于無(wú)人值守狀態(tài)，需要設(shè)置監(jiān)控?cái)z像機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控;監(jiān)測(cè)礦井、礦區(qū)的周邊環(huán)境;通過(guò)一套監(jiān)控系統(tǒng)能及時(shí)了解礦井口周邊的情況;礦工進(jìn)入礦井時(shí)需要通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視礦井的出入情況;監(jiān)測(cè)礦上安全，對(duì)礦井安全隱患及時(shí)清理保證煤礦安全運(yùn)作。

 

²  煤礦系統(tǒng)項(xiàng)目很多安裝在野外惡劣環(huán)境，分礦點(diǎn)數(shù)量多且分散，因此要選擇全室外型、容易安裝、方便維護(hù)、網(wǎng)管功能好的無(wú)線設(shè)備，降低施工、維護(hù)成本，才能滿足分礦與礦務(wù)局實(shí)時(shí)的信息傳遞。

²  煤礦一般都是多點(diǎn)分支，所以需要選擇支持點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)組網(wǎng)的無(wú)線產(chǎn)品以節(jié)約系統(tǒng)成本。

²  煤礦對(duì)于井下安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)監(jiān)控非常重視，所以對(duì)井下網(wǎng)絡(luò)的視頻、數(shù)據(jù)和語(yǔ)音回傳到指揮中心的鏈路要求很高，不能中斷，不能誤傳。這就要求傳輸鏈路要有很高的穩(wěn)定性和可靠性，無(wú)線傳輸設(shè)備必須保證長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。

²  地下系統(tǒng)不僅安裝攝像頭對(duì)圖像進(jìn)行監(jiān)控，還需在不同位置安放各種傳感器，監(jiān)測(cè)當(dāng)?shù)氐乃�位、瓦斯含量、溫度、含氧量等�?shù)據(jù)。傳感器均為 RS-232 或 RS-485 口，而網(wǎng)橋僅提供 RJ45 口，因此需要用到端口轉(zhuǎn)換器將 RS-232/RS485 口轉(zhuǎn)為為 RJ-45 口，即將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，用于網(wǎng)橋的傳輸。現(xiàn)場(chǎng)安裝和調(diào)試時(shí)，各種傳感器、報(bào)警聯(lián)動(dòng)設(shè)備與視頻編碼器除正確連接 485 線外，云鏡編碼器、鍵盤或軟件的控制協(xié)議要保持相同，前端與后端的波特率設(shè)置要保持一致以及 485 地址碼的設(shè)置。

²  地下采集到的圖像及傳感信號(hào)，通過(guò)架設(shè)在井上監(jiān)控分站的無(wú)線網(wǎng)橋回傳到地面監(jiān)控管理指揮中心。同時(shí)，監(jiān)控分站可以采用SD卡方式，本地存儲(chǔ)圖像；監(jiān)控中心可以采用矩陣切換進(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。

²  礦區(qū)區(qū)除視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)外，還需要單向語(yǔ)音傳輸，便于監(jiān)控中心向監(jiān)控點(diǎn)礦區(qū)廣播各類信息。因此應(yīng)該采用支持語(yǔ)音的視頻編解碼器。

²  經(jīng)濟(jì)高效性。充分考慮系統(tǒng)運(yùn)行成本，盡可能降低系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊費(fèi)用、運(yùn)行管理費(fèi)用等。

²  實(shí)用性。系統(tǒng)能切實(shí)地為煤礦管理部門管理車輛提供服務(wù)，使管理部門感受到高科技帶來(lái)的營(yíng)運(yùn)和管理方便性。

²  系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。為保證系統(tǒng)的良好運(yùn)行，系統(tǒng)設(shè)計(jì)多種手段提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，采用多種手段保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝�性、安全性、完整性。充分考慮無(wú)線傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸?shù)碾p通道備份等功能。

²  系統(tǒng)的可維護(hù)性。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，考慮系統(tǒng)維護(hù)的成本，開發(fā)專門的系統(tǒng)故障檢測(cè)處理平臺(tái)，提高系統(tǒng)的可維護(hù)性。

²  系統(tǒng)的易用性。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮系統(tǒng)的人機(jī)交互接口，提供盡可能簡(jiǎn)單和實(shí)用的人機(jī)界面。

²  系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。車載設(shè)備預(yù)留部分接口，用于系統(tǒng)擴(kuò)展；中心控制系統(tǒng)開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)接口，可供二次開發(fā)，可便捷地與其他系統(tǒng)互聯(lián)互通。

²  系統(tǒng)的安全性。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮的安全性包括：系統(tǒng)在互聯(lián)網(wǎng)上防止非法用戶使用系統(tǒng)資源、防止網(wǎng)絡(luò)病毒的入侵；在數(shù)據(jù)傳輸上，防止數(shù)據(jù)的泄漏，防止數(shù)據(jù)傳輸時(shí)出錯(cuò)；實(shí)現(xiàn)完整的網(wǎng)管系統(tǒng)，實(shí)時(shí)檢測(cè)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況；軟件設(shè)計(jì)時(shí)，采用出錯(cuò)冗余技術(shù)，保證系統(tǒng)的運(yùn)行的安全性。

數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和各種處理服務(wù)器選擇Windows 2003 server操作系統(tǒng)，監(jiān)控調(diào)度終端、網(wǎng)管終端等操作終端選用的是形象直觀、操作方便、廣為流行的Windows XP操作系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)處理與網(wǎng)管服務(wù)器等選用Microsoft SQL Server 2005作為主數(shù)據(jù)庫(kù)。該數(shù)據(jù)庫(kù)支持分布式管理、數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)等技術(shù)，能夠多線程同步存取記錄，業(yè)界得到廣泛應(yīng)用。

實(shí)現(xiàn)具有GPS定位功能的監(jiān)控終端必須采用桌面地圖化軟件,這點(diǎn)無(wú)需論述。在桌面地圖化領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外都有不少產(chǎn)品，但MapInfo 公司產(chǎn)品獨(dú)占鰲頭，其在世界范圍市場(chǎng)占有率達(dá)到50%左右。

選用MapInfo公司的領(lǐng)銜產(chǎn)品MapInfo MapX 4.5作為地圖開發(fā)構(gòu)件，該軟件是通用ActiveX控件，支持各種開發(fā)語(yǔ)言，功能強(qiáng)大。

 

系統(tǒng)的可靠性是本系統(tǒng)的生命，是系統(tǒng)建設(shè)中最為重要的一個(gè)因素，系統(tǒng)的可靠性措施主要包括以下幾方面：

1) 本系統(tǒng)中公司自產(chǎn)的硬件設(shè)備，都采用單片微處理器，中大規(guī)模集成電路，專用集成電路，減少了元器件的種類和數(shù)量，提高了本系統(tǒng)的可靠性。

2) 軟件采用層次化、模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，各模塊之間調(diào)用準(zhǔn)則是上層調(diào)用下層，下層不能調(diào)用上層，各模塊具有唯一的入口和盡可能少的出口，有效地保證了系統(tǒng)能夠正確完成預(yù)定功能，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量，也有利于產(chǎn)品的維護(hù)和升級(jí)。

3）設(shè)備的生產(chǎn)嚴(yán)格按照管理各種設(shè)備的設(shè)計(jì)圖紙，嚴(yán)格要求上崗操作人員的素質(zhì)，生產(chǎn)環(huán)境以及生產(chǎn)秩序等，使本系統(tǒng)的設(shè)備質(zhì)量得到保證。

4）采用先進(jìn)的糾錯(cuò)編碼技術(shù)，保證報(bào)警信息的無(wú)誤傳輸。

5) 各設(shè)備進(jìn)行了抗干擾的設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)的抗干擾能力明顯加強(qiáng)，使系統(tǒng)正常工作的環(huán)境得到拓寬，有效地提高了系統(tǒng)的可靠性。車載終端通過(guò)公安部安全與警用電子產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中心的外殼壓力試驗(yàn)、外殼沖擊強(qiáng)度試驗(yàn)、電壓變化試驗(yàn)、高/低溫性能試驗(yàn)、恒定濕熱試驗(yàn)、振動(dòng)試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、抗射頻干擾能力檢驗(yàn)以及靜電放電敏感度試驗(yàn)等嚴(yán)格檢測(cè)，符合車載報(bào)警設(shè)備的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

    系統(tǒng)采用設(shè)備認(rèn)證、用戶認(rèn)證、授權(quán)等方式防止非法用戶入網(wǎng)。系統(tǒng)中每一接入設(shè)備都有網(wǎng)管服務(wù)器分配的單一設(shè)備ID號(hào)及密碼，每位對(duì)系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行任何操作的操作員都有其唯一的操作員ID號(hào)及密碼。對(duì)每個(gè)設(shè)備和每位操作員可以進(jìn)行何種操作都有權(quán)限規(guī)定。這就能夠防止非法設(shè)備接入該系統(tǒng)，也能防止非法操作員對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行操作和合法操作員進(jìn)行越權(quán)操作。

對(duì)于CDMA/GPRS車載設(shè)備，車載終端可以采用TCP協(xié)議或UDP協(xié)議，兩種方式比較如下：

 

GPS車載終端可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心無(wú)線配置，可以根據(jù)需要和車輛不同隨時(shí)選擇通訊方式。

該系統(tǒng)的由兩部分組成，分別是無(wú)線視頻終端系統(tǒng)（無(wú)線視頻終端+攝像機(jī)），監(jiān)控中心系統(tǒng)（中心服務(wù)器和監(jiān)控客戶端） 。無(wú)線視頻終端是一臺(tái)高性能的嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器，它部署在圖像監(jiān)控的現(xiàn)場(chǎng)，它從攝像機(jī)采集模擬視頻信號(hào)，然后把圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和壓縮成為數(shù)字視頻數(shù)據(jù)，最后利用GPRS/CDMA/3G無(wú)線傳輸模塊將圖像發(fā)送到監(jiān)控中心的中心服務(wù)器 。中心服務(wù)器 和監(jiān)控客戶端 分別是裝有遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控服務(wù)端軟件和客戶端軟件的 PC 機(jī)，它們都連接在互連網(wǎng)絡(luò)上。

LZ8713S無(wú)線視頻終端采用了三項(xiàng)自主產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵技術(shù)：超低碼流H.264視頻壓縮技術(shù)、專有信道動(dòng)態(tài)適配技術(shù)、針對(duì)無(wú)線信道設(shè)計(jì)的準(zhǔn)可靠傳輸糾錯(cuò)技術(shù)，同等無(wú)線條件下圖像質(zhì)量高于國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品視頻圖像清晰連貫，平均延時(shí)在3-5秒�？�.以滿足不同行業(yè)無(wú)線視頻傳輸，圖片抓拍無(wú)線數(shù)據(jù)采集，應(yīng)急指揮等應(yīng)用。

 

 

表1-1  功能特性

 

表1-2   性能參數(shù)表

 

表1-3   基本工作參數(shù)

 

錄像示意圖

 

視頻錄像的存儲(chǔ)介質(zhì)為SD卡，目前使用SD卡最大容量為32G，完全可以滿足客戶存儲(chǔ)需求。SD卡存儲(chǔ)較硬盤存儲(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)有：

（1）穩(wěn)定性能好。在車輛移動(dòng)顛簸的復(fù)雜環(huán)境中，SD卡以數(shù)字格式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，較之硬盤的機(jī)械式存取方式更防震，更穩(wěn)定。

（2）易維護(hù)。在調(diào)取視頻錄像和更換存儲(chǔ)介質(zhì)等工作時(shí)，SD卡較硬盤更容易實(shí)現(xiàn)。

（3）體積小。SD卡體積較硬盤小，因此在相同集成度的情況下，選用SD卡為存儲(chǔ)介質(zhì)的設(shè)備體積更小。

（4）低能耗。SD卡存取方式較硬盤存取更省電，發(fā)熱量也小。

客戶可在車上通過(guò)車載屏幕觀看錄像，也可取下設(shè)備內(nèi)的SD卡在電腦中通過(guò)我公司開發(fā)的視頻播放軟件查看視頻錄像。

另外利用目前較先進(jìn)的3G網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)傳輸視頻，客戶通過(guò)該視頻準(zhǔn)確直觀地了解車內(nèi)情況。最多支持四路攝像頭，用戶根據(jù)需要選擇安裝幾路，并通過(guò)切換通道查看實(shí)時(shí)視頻。

在監(jiān)控中心機(jī)房，配置3臺(tái)服務(wù)器分別作為中心服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器、以及監(jiān)控主機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各監(jiān)控點(diǎn)視頻的管理、存儲(chǔ)和視頻瀏覽，以及對(duì)前端攝象機(jī)的控制。

（1）中心服務(wù)器上安裝“服務(wù)器管理平臺(tái)軟件”、“SQL2005”軟件，負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的管理；

（2）存儲(chǔ)服務(wù)器安裝“存儲(chǔ)服務(wù)器”軟件，負(fù)責(zé)各監(jiān)控點(diǎn)視頻資料的錄象。所需硬盤容量大小由錄像視頻數(shù)目、錄像時(shí)間長(zhǎng)短、錄像保存周期，圖像質(zhì)量、幀率以及畫面復(fù)雜度等決定。

（3）監(jiān)控中心安裝有網(wǎng)絡(luò)視頻分流器，負(fù)責(zé)將終端的采集來(lái)的數(shù)字信號(hào)解碼還原出圖像和聲音傳輸?shù)诫娨晧ι稀?/DIV>

第四章 實(shí)施與服務(wù)

4.1機(jī)房建設(shè)

4.1.1場(chǎng)地要求

5.1.2環(huán)境要求

4.1.3接地線

4.1.4供電守則

4.1.5用戶須知

4.2實(shí)施

4.2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.2.2硬件安裝與調(diào)試

4.2.3軟件安裝與調(diào)試

4.2.4相關(guān)文檔

4.3培訓(xùn)

4.3.1培訓(xùn)目的和要求

4.3.2培訓(xùn)內(nèi)容

4.3.3培訓(xùn)計(jì)劃

4.4技術(shù)支持

4.4.1遠(yuǎn)程技術(shù)支持服務(wù)

4.4.2現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)支持服務(wù)