煤矿视频监控系统方案设计.docx

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煤矿视频监控系统方案设计

综合视频监控系统设计方案

X

X

煤

矿

XXX公司

2013-04

第一部分视频监控系统

矿井光纤网络视频系统国外现状

煤矿井下生产过程复杂，环境恶劣，自然灾害多，严重影响生产和人身安全。

煤矿井上、井下光纤网络视频系统的实施，对安全生产、调度指挥、科学决策提供了直观、可靠的手段。

工业电视系统的信号传输有两种方式：

电缆传输和光纤传输。

由于井下条件限制，图像数据信息利用电缆传输时，在传输距离、信息容量、抗电磁干扰及可靠性方面都存在许多不足。

特别在远距离传输视频信号时，由于频带宽，电磁干扰严重，用普通的电缆不可能无畸变地远距离传输，影响视频信号质量，造成图像模糊不清。

国外在20世纪50－60年代已经采用了光缆传输的网络视频系统，但由于该时期的摄像机设备在照明（光线要求）达不到预期要求的条件下造成图像质量不理想。

自20世纪80年代以来，特别是国外大规模集成电路工艺日趋成熟，已经推出了低照度（0.0003lux）长寿命固定CCD摄像器件，为各种场合普遍使用网络视频监视系统提供了有力的条件，如：

煤矿井上/下网络视频监视系统、银行及财务安全保卫系统、铁路车站、沿海港口码头及煤质运销系统等。

煤矿井下光纤通信是以矿用阻燃光缆为信道进行信息传输的新兴技术，具有信息容量大、无电磁干扰、频带宽、本质安全、重量轻、耐水火、抗拉强度高、无中继远距离传输等优点，特别适合于在环境恶劣的煤矿井下使用。

80年代中期，西方发达国家煤矿井下开始采用光纤技术传输电视图像。

实践证明，用光缆传输图像，不管是从图像质量、抗干扰能力、传输距离、性能价格比方面都比用电缆传输具有明显的优越性。

设计方案:

一、系统设计依据、技术规和技术标准

1.《煤矿安全规程》

2．《煤矿设计规》

3.《智能调度室装备规》

4.《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备要求》GB3836.4-83

5.《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》GB3836.1-83

6．《矿用一般型电气设备》GB12173-90

7．《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》MT209-90

8．《网络视频系统工程设计规》GBJ115-87

9．《煤炭工业矿井设计》GB50215-94

10．《工业电视系统工程设计规》GBJ115-87

11．《工业企业通讯设计规》GBJ42-8

12．《中国电气装置安装工程施工及验收规》GBJ23-82

13．《系统接地的形式及安全技术要求》14050-93

14．《通讯工程电源系统防雷电技术规定》YD5078-98

15．《民用建筑闭路监视电视系统工程技术规》IEEE电气及电子工程学会

16．《场所风险等级和安全防护级别的规定》GA28-92，1992-01-01

17．《安全防工程的设计、安装与开通程序》ONC/TB201

二、工业电视监控系统组成

煤矿工业电视系统生产部分主要由井下部分、调度室部分等2部分组成。

1.生产部分系统井下部分

根据矿上要求，井下设计并安装5套矿用隔爆光纤黑白摄像仪。

矿用隔爆型光纤黑白摄像仪的核心部件采用日本Wate固体CCD器件摄像机，它具有超高分辨率（600TVL）、高灵敏度、高信噪比（50dB）、性能稳定的特点，在极低照度（0.0003Lux）环境中可获得真实自然的图像，非常适合煤矿井下光照条件差、监视点多的使用要求。

采用隔爆型光纤黑白摄像仪通过井下光纤直接输送到调度室。

2.生产部分系统调度室部分

工业电视图像信号通过光缆和电缆传送到输入KJ90-1网络视频服务器。

各网络终端不仅可以控制图像定点、循环或选择循环显示,

（1）、网络视频服务器

网络视频服务器是将先进的多媒体及计算机网络技术应用在传统的监控系统中，不但大大简化了硬件设备和器材，而且使处理和控制更精确更灵活。

其突出的模块化结构使用户可根据实际情况随意改变监控对象。

网络视频服务器是通过把视频模拟图像信号转换成数字图像信号，再通过计算机网络传输，使网络的计算机都能成为监控终端，不受地域和环境的限制。

由于本系统采用计算机网络传输，这对于将要建设计算机网络矿来说，在实施工业电视监控系统、安全监测时只需敷设电缆或安装其它无线通讯设备，即可做到二网合一。

另外，由于视频信号传输采用了标准的TCP/IP网络协议，使远程监控变为了现实。

1．采用MPEG4录像制式。

2．系统使用全中文界面，人机界面友好，仿真控制面板操作直观。

系统设置也在计算机上进行，操作简便灵活。

3．具有实时预览和数字压缩功能，基于Windows2000操作系统，并采用数字硬件压缩方式，保证图像不丢帧，从软件和硬件上保证系统的安全稳定运行。

4．录像存储特性

系统支持硬盘循环存储，支持定时录像。

5．远程监控性能

可以通过ADSL和LAN宽带、局域网等途径由TCP/IP协议实现远程实时监视和控制，满足单路、多路录像文件的的方便检索查询及传输。

6．录像文件的查询

对于所摄制的录像文件可以通过时间、镜头、是否为报警录像来查询，迅速准确，并可以连续播放动态录像文件。

7．录像回放

录像文件可以一帧一帧播放，可以细致区分场景图像变化。

对于需要截取的图像可以随时以标准VCD清晰度截取打印。

8．支持云台控制摄像机

系统可以直接对摄像机视频参数进行各种设置，并可以通过云台对摄像机进行平摇、倾斜、聚焦、窗口缩放等操作。

9．支持矩阵控制

系统通过相关协议直接由计算机对矩阵进行控制。

10．图像捕捉报警

系统具有视频捕捉与监控报警功能，图像背景变化，系统可以捕捉后发出报警信号。

11．录像、报警、控制一体化

系统除了动态录像报警外，还可直接接入各类报警输入探测器（如红外探头）和各类报警输出设施（如报警器），系统高度智能化。

12．可以分时设置视频参数以及灵敏度

系统可根据天气变化多时间段分时设置动态录像视频参数，并可自动调整。

13．系统处理多任务功能

可以设置对多个不同地点进行同时实时监控和实时录像，回放不影响录像和监控。

14．多路回放

同时回放录像文件不少于8路。

15．系统稳定

可以稳定管理大容量的录像文件。

16．系统组件模块化

用户可以根据自己的需要随时可以对系统的各个模块进行设置。

17．智能化

系统能在视频卡状态不好时，持续发出指令，恢复其功能，并留有相关记录，便于对系统的维护。

18．可添加时间发生器

系统可在画面上设置时间显示。

19．远程客户端功能

在网络带宽允许的条件下，客户端可以同步与主机实时录像存盘以及播放；可以控制远程主机控制的云台；在客户端可以选择多处监控主机的来浏览或者播放。

三、工业电视监控系统技术特点

1.建立适合于煤矿安全生产的光纤图像、数据传输信道，解决了电缆传输所带来的抗干扰效果差、不能远距离传输、误码率高等问题；特别是传输井下视频图像，清晰稳定，效果良好；

2.频带宽、本质安全，无中继传输可达20Km以上；

3.在领导办公室终端实现图像资源共享，操作简单，使用方便；

4.接口兼容，界面友好，易于学习；

5.切换控制方式便捷灵活，方法先进可靠；

四.工业电视系统的主要功能

1．光纤传输井下工业电视图像，距离远，抗干扰能力强；

2．MPEG-4视音频压缩标准，数据量小，存储时间长；

3．通过Ethernet网络平台，实现真正的数字网络视频监控；

4．数字网络视频服务器集图像实时显示、云台编码控制、存储、回放、字符叠加、矩阵切换、权限管理、网络通信为一体，功能强大，操作方便；

5．以图像方式直观实时监控采掘面、皮带运输、主副井提升、选煤厂、工业广场等关键生产环节情况；

6．在计算机屏幕上可同时显示一个、四个、九个、十六、二十四、三十二个摄像机的图像，画面格式可选，并可对其进行图像冻结、放大、缩小等操作；

7．在各联网计算机上均可直接控制前端云台、镜头、风扇、雨刷、加热等；

8．实现集团与矿之间联网，远程传输图形、图像、数据，在网络上共享各矿多媒体监控信息；

9．与煤矿安全生产监控系统实现无缝连接，在煤矿调度中心配置大屏幕电视墙，形成集数据、图像和声音为一体的多媒体安全生产综合调度指挥系统；

10．监控中心运行在标准的Ethernet网络环境，操作系统平台支持WINXP/2000,支持光纤局域网、无线网、公用网三种联网方式；

11.用多种先进的硬盘录像方式：

连续录像、动态录像、手动录像、报警录像；

12.监控系统有安全密码，没有权限的人员将不能对监控系统进行查询、设置系统、删除文件等操作；

13.监控中心站和网络终端可同时显示不同的视频图像监控画面；

14.系统预留有报警接口，可以连接主动探测器或被动式紧急按钮，增加对突发事件的报警录像功能。

五、工业电视监控系统主要技术指标

（1）地面彩色黑白自动转换数字一体化摄像机：

最低照度：

彩色0.3Lux，黑白：

0.01Lux

清晰度：

优于480TV线

灰度：

优于7级

带宽：

10Hz—6MHz

输入、输出电平：

VP-P=1V（75不平衡）VP-P=1V（100平衡）

灵敏度：

优于-35dB

信噪比：

优于50dB

22倍光学放大，10倍电子放大

（2）地面彩色/黑白数字摄像机：

最低照度：

彩色0.3Lux，黑白：

0.06Lux

清晰度：

彩色500TV线上，彩色530TV线上，

快门：

1/100~1/10000秒

信噪比：

优于50dB

（3）自动光圈镜头：

1/3”英寸，焦距：

8mm

光圈值：

F1.2-360

（4）云台指标：

最大负重:

22Kg

水平转向:

6/S

上下转向:

3/S

左右围：

170

上下围：

垂直转角+10，-60

工作温度：

-40C--+50C

机体结构：

压铸造成型

密封：

密封圈及密封垫全天候防护

（5）视频光接收机：

输入信号：

1.3nm波长的单模光纤光信号输入

光接收灵敏度：

大于1uw（-30dbm）

（6）隔爆光纤摄像仪

清晰度：

600线；照度0.0003LUX

输出信号：

1.3nm波长的单模光纤光信号输出

光功率输出：

大于10uw/30uw;传输距离大于20KM

（7）矩阵控制器

带宽：

15MHz

频响：

10MHz围±1.0dB

信噪比:

-55dB（Vp-p与有效值噪声之比）

串扰:

邻频的:

-55dB（3.58MHzPAL制）

输入到输入:

-70dB（典型值在3.58MHzPAL制）

差分相位:

≤1.5

差分增益：

≤1.0％

倾斜：

0.5％

增益：

额定值±1dB

同程丢失（输入/输出）：

≥40dB

微分延迟：

±１.0度

直流输出：

0伏

切换：

全交叉点矩阵

切换时间：

小于16毫秒

键盘/接收器控制时间：

20毫秒

视频输入：

16~32个BNC插座。

复合视频信号：

0.5~2.0Vp-p

视频输出：

24，BNC插座

电源：

230VAC，50／60Hz

断电保护：

用户设置的数据可保存五年

安装：

安装于桌面或机架上

字符叠加功能

六、工业电视示意图

七、煤矿视频监控系统安装位置图

1、地面视频部分

序号

安装位置

摄象头数量

线缆

备注

1

地面绞车房

1个

视频线

2

办公楼

2个

视频线

3

综合监控室

1个

视频线

4

厂区

3个

视频线

5

磅房

1个

视频线

6

井口

3个

视频线

7

大门

1个

视频线

八、已做工程实例展示：

九、XX煤矿综合视频方案拼接屏设计图纸

第三部分设