伊金霍洛旗专业生产矿用本安型摄像仪生产

潍坊昊通通信科技有限公司

系统设计依据
1、煤矿相关设计图纸；
2、《煤矿安全规程》
3、《煤矿设计规范》
4、《性环境用电气设备本质安全型电路和电气设备要求》GB 3836.4-2010
5、《性环境用电气设备通用要求》GB 3836.1-2010
6、《矿用一般型电气设备》GB 12173-90
7、《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》MT 209-90
8、《煤炭工业矿井设计》GB50215-94
9、《工业电视系统工程设计规范》GBJ115-87
10、《工业企业通讯设计规范》GBJ42-8
11、《电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ23-82
12、《系统接地的形式及安全技术要求》14050-93
13、《通讯工程电源系统防雷电技术规定》YD5078-98
14、《民用建筑闭路监视电视系统工程技术规范》IEEE电气及电子工程学会
15、《场所风险等级和安全防护级别的规定》GA28-92，1992-01-01
16、《安全防范工程的设计、安装与开通程序》ONC/TB201
17、其他国际、、地区、行业相关现行标准。
2.1.4 系统设计思想
依照煤矿企业对数字工业监控系统的基本要求，本着以架构合理、安全可靠、产品主流、维护量低为出发点，向煤矿企业提供一套先进的解决方案。并遵循以下几个方面：
●架构合理：采用先进的技术合理架构系统，使整个系统安全平稳的运行，并具备未来良好的扩展条件。
●先进性：整个系统保持一定的先进性，采用的设备和技术能适应将来的科技发展；
●稳定性：稳定运行的传输系统，才能确保工业电视系统平稳运行，是工业视频监控系统高可靠性的保证和基础，同时也可有效地减少使用人员和系统维护人员的工作量。
● 实用性：系统性能价格比高，易维护、易使用、运行*；
● 安全性：系统必须是安全的系统，确保整个煤矿企业的监控系统可靠运行。
● 可扩展性：系统采用结构化设计，能够适应不断增加的扩展需求，保证当用户有更多的要求时，引入的新设备可以顺利地与本次配备的设备共同工作，进一步扩展与提高系统的性能。
● 兼容性：整个系统能运行在不同的操作平台和语言环境，并能与不同厂商的产品兼容；
● 灵活性：系统构成方式简单，功能配置灵活，充分利用现有的计算机资源，能满足不同业务部门的需要；
● 实时性：系统图像、数据实时传输；
● 可靠性：系统安全可靠性高，有足够的抗干扰能力。

先进性：系统在稳定性的基础上，要采用当前国际上较先进的技术，所选设备技术性能优良，功能完善，使整个系统在相当长的一段时间内，保持国内外先进水平。
●　经济性：系统兼顾贵公司的具体情况，本着实用、经济的原则，在节约及降低成本的前提下，使系统发挥的作用，达到比较合理的造价，使用户的总体拥有成本（TCO）比较合理。
●　具体性：系统充分考虑贵公司的各种具体要求和当地的具体情况。
●　易操作：监控系统的操作应具有灵活简便，易于掌握的特点，操作人员能够方便地进行使用及维护，使整个系统发挥的功能。
●　开放性和标准性
为了满足系统所选用的技术和设备的协同运行能力，系统投资的长期效应以及系统功能不断扩展的需求，必须追求系统的开放性和标准性。
●　可靠性和稳定性
在考虑技术先进性和开放性的同时，还应从系统结构与产品选型、技术措施、设备性能、系统管理、厂商技术支持及维修能力等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，达到的平均无故障时间。
●　安全性和保密性
在系统设计中，既考虑信息资源的充分共享，更要注意信息的保护和隔离，因此系统应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施，包括系统安全机、数据存取的权限控制等。
●　先进性与适用性
系统的技术性能和质量指标应达到国际水平；同时，系统的安装调试、软件编程和操作使用又应简便易行，*掌握，适合国情和本项目的特点。该系统集国际上众多先进技术于一身，体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的新发展水平，适应时代发展的要求。同时系统是面向各种管理层次使用的系统，其功能的配置以能给用户提供舒适、安全、方便、快捷为准则，其操作应简便易学。
●　经济性与实用性
充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势，根据用户现场环境，设计选用功能和适合现场情况、符合用户要求的系统配置方案，通过严密、**的组合，实现的性能价格比，以便节约工程投资，同时保证系统功能实施的需求，经济实用。
●　可靠性与安全性
系统的设计应具有较高的可靠性，在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备*恢复的功能，同时系统具有一整套完成的系统管理策略，可以保证系统的运行安全。
●　开放性
以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势，可以消防、防盗、聚光系统实现联动，具有RJ-45网络通讯口，可实现远程控制。
●　可扩充性
系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能。并根据今后该项目工程的实际要求扩展系统功能，同时，本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。
●　追求优化的系统设备配置
在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下，追求优化的系统设备配置，以尽量降低系统造价。
●　保留足够的扩展容量
项目设备的控制容量上保留一定的余地，以便在系统中改造新的控制点；系统中还保留与其他计算机或自动化系统连接的接口；也尽量考虑未来科学的发展和新技术的应用。
●　提高监管力度与综合管理水平
项目系统设备控制需要高效率、准确及可靠。本系统通过控制系统对各子系统运行情况进行综合监控，时时动态撑握监视及情况。闭路电视监控大大减少劳动强度，减少设备运行维护人员；另外，系统的综合统筹管理可使设备按优组合运行，在情况下运行，既可节能，又可大大减少设备损耗，减少设备维修费用，从而提高监管力度与综合管理水平。

系统构成及工作原理
监控系统由前端摄像部分、信号传输部分、视频控制、显示和存储三个部分组成。
隔爆摄像机实时采集监控点的场景信息，地面信号经同轴电缆或五类双绞线把图像信息传送至视频分配器；井下视频信号在隔爆兼本安光纤摄像仪内部完成视频信号-光信号的转换，光信号通过光缆接入到地面的视频光端机机柜，信号在光端机机柜中由接收光端机完成光信号-视频信号的转换后，接入视频分配器。
由视频分配器将视频信号分成两路，一路接入监视器实时显示监控点的图像；另一路接入视频服务器，经过相应的处理后，在屏幕上将图像显示出来，在显示图像的同时，把视频信号按照特定压缩标准进行压缩处理，转化为体积很小的多媒体数据流写入硬盘，形成多媒体文件，完成图像存储。将视频服务器接入局域网，相关授权用户即可通过网络进行远程查看监视信息。
按照要求：摄像头安装在下属各个监控点，然后视频信号传到矿内各分控室，进行显示、控制；然后通过网络的形式传到的总控制室，显示上服务器上，通过计算机信号和视频信号切换器，投入到电视墙上进行显示、切换、控制。
4.1摄像部分
摄像部分是视频监控系统的*部分，是整个系统的“眼睛”。它布置在被监视场所的某一位置上，使其视场角能覆盖整个被监视的各个部位。它一般包括摄像机、镜头、防护罩、支架和云台等。它的作用是对监视区域进行摄像并将其转换成号。
4.2信号传输部分
传输部分就是系统的图像信号通路。一般来说，传输部分单指的是传输图像信号。在一些监控系统中除对图像的传输外，由于需要有控制中心通过控制台对摄像机、镜头、云台、防护罩等进行控制，因而在传输系统中还包含有控制信号的传输，所以我们这里所讲的传输部分，通常是指所有要传输的信号形成的传输系统的总和。
在传输方式上，视频信号的传输可用同轴电缆、光纤、双绞线和无线影像传输装置。本系统中采用了同轴电缆和本安光纤传输相结合的传输方式。光纤传输具有传输距离远、抗干扰能力强、防雷、防过压的优点，同时能可靠的实现井上、井下的电气隔离，不存在将地面高压与雷电感应引到矿井下的危险，非常安全。
4.3显示与记录、控制部分
显示、记录和控制主要有设备安装在调度室内的：1套视频服务器系统。
显示部分一般是由几台或多台监视器组成，也可以组成电视墙。同时能利用大屏幕显示系统进行监视，将某一路的图像进行放大处理。它的功能是将传送过来的图像一一显示出来，以便于工作人员能及时查看到井底工作人员的违规操作。
视频服务器系统是监视系统中的为重要的部分，它负责对监视图像的记录保存、重放、对前端的云台及摄像仪进行*控制和系统的一些设置的。它要求可以记录的时间非常长，目前大部分监视系统**的数字视频服务器都可以录24h～960h的录像。此外，如果需要大容量、长时间的录像存储，可以通过外接硬盘阵列来实现。
4.4、系统防雷设计建议
工业视频监控系统防雷设计包括电源防雷、视频信号防雷和接地三个部分内容。
4.4.1、电源防雷
电子设备因雷击造成的损坏，很大比例是由于感应雷串到电源造成的设备损坏。根据GB50174-93《电子计算机机房设计规范》和GB50057-94《建筑物防雷设计规范》要求中心计算机机房等大量重要电子设备集中场所应设计两级以上的电源防雷保护。对于煤矿闭路监控系统供电防雷保护，建议设计建立二级电源防雷防护：级防护在机房总配电柜进线端，设计采用一套国际**品牌加强型电源避雷器，*二级防护在机房供电的UPS进线端，设计采用一套标准型电源避雷器。
4.4.2、视频信号防雷
系统设计在前端摄像机上安装视频同轴电缆避雷器。当视频信号有过电压现

系统防雷设计

工业视频监控系统防雷设计包括电源防雷、视频信号防雷和接地三个部分内容。
1、电源防雷
电子设备因雷击造成的损坏，很大比例是由于感应雷串到电源造成的设备损坏。根据GB50174-93《电子计算机机房设计规范》和GB50057-94《建筑物防雷设计规范》要求中心计算机机房等大量重要电子设备集中场所应设计两级以上的电源防雷保护。对于煤矿闭路监控系统供电防雷保护，建议设计建立二级电源防雷防护：级防护在机房总配电柜进线端，设计采用一套国际**品牌加强型电源避雷器，*二级防护在机房供电的UPS进线端，设计采用一套标准型电源避雷器。
2、视频信号防雷
系统设计在前端摄像机上安装视频同轴电缆避雷器。当视频信号有过电压现象发生，避雷器瞬间导通，以保证前端摄像机和末端关联设备的安全。
3、接地
根据GB50057—94《建筑物防雷设计规范》、JGJ/T16—92《民用建筑电气设计规范》、GB2887-82《计算机场地技术要求》的有关规定，对控制室内所有设备的接地较和设备金属外壳进行接地处理。接地的具体处理方法是：从共同接地体的接地干线上引一条支干线到中心机房，在机房安装汇流铜排，电源接地（接地电阻<0.5欧姆）、防静电接地（接地电阻≤2欧姆）、防雷接地（接地电阻应≤10欧姆）和设备外壳接地各单独引接地导线到接地铜排，牢固连接，以保证电气设备和人身的安全。
系统基本功能说明
分布式系统架构：系统采用分布式架构进行设计开发，软件之间使用进程级多实体开发模型，从源头上进行软件业务分离，真正提高软件的稳定性。
集中存储功能：支持海量数据集中存储功能，采用预分配技术并支持断点续传，可自定义存储策略，支持定时录像、外部录像、动态检测录像等多种录像存储方案，支持IP存储，结合IP摄像头可以灵活组建各种网络 视频集中存储方案。
专业文件系统：为实时监控系统专门设计了文件系统，采用预分配技术和写缓冲技术，支持多磁盘阵列，确保系统长时间运行稳定、高效。
组织机构管理、用户及权限管理：系统支持N级组织机构管理，及用户管理和权限设置管理。
设备智能搜索功能：系统具有智能搜索设备IP地址及相关信息，减少用户增加设备的操作，提高了系统的易用性。
支持方案定制和布设防功能：支持布设防功能，并在监控和模块实现按方案联动且支持跨设备联动。
采用数据接口技术：系统所有数据交互采用数据接口技术，可灵活支持各种大中小型数据库，如SQL、MYSQL及XML数据等。
支持EXCEL表格编辑增加平台设备：平台支持用户采用Excel表格软件进行设备的增加和编辑，方便用户进行大批量设备的维护，提高了系统的易用性和较大的减少了用户维护的工作量。
智能视频传输协议：使用智能视频传输协议，限度地利用网络带宽，特别对于前端网点网络带宽有限的情况下，系统在保证图像质量的基础上，在很低的网络带宽下，也能保证系统正常运行。
可扩展的分布式网络结构：支持多个服务器协调运行，智能负载均衡，在保证整体性的同时，可灵活增添服务器，有效提升系统处理能力。
完善的视频监控功能：在支持实时监视的同时，系统支持录像、自动监测录像和录像回放等，能精确控制各个通道的录像情况。
数字矩阵功能：结合视频和网络键盘可实现数字矩阵功能，可将视频解码输出至电视墙或大屏幕，在其上进行灵活切换。
动态调节解码缓冲(HD功能)：实时监视时可灵活调节视频图像流畅性或实时性**，流畅性讲求视频图像的流畅，实时性强调视频图像的实时，可满足不同用户的需求。
视频会议功能：支持视频会议功能，可以支持多方视频会议，视频会议也是本系统一个重要的特色功能。
即时交流和文件传输功能：平台支持即时交流和文件传输功能，方便用户的沟通和交流。
采用货架技术，模块化开发，可灵活组装应用方案：平台系统采用货架技术，分层及模块化开发，具有丰富的中件间服务，可以方便的进行各种应用方案的灵活组装。
集中式管理：整个系统的数据集中管理，数据转发功能提供了**的多用户实时监视方案。远程用户可以通过网络随时随地进行实时监视或录像回放。
良好的易操作性：在权限控制下，用户可以通过系统客户端对每个监控点方便地进行控制和设置，系统还集成了电子地图功能。
集成度高：系统集成了其它相关信息，如信息、语音信息等。
可靠性高：系统设计了专门的容错措施，确保数据完整，系统运行可靠。
扩展性好：系统面向服务设计，有良好的可扩展性和适应性，可以限度的保护用户投资。
支持B/S模式：系统除可使用C/S模式外，还支持B/S模式。
支持网管及负载均衡：具备网络管理模块，以及各服务器间负载自动调整均衡。
支持多设备网络批量升级
支持定制监控方案及监控节点模糊搜索功能
支持电子地图功能
数字工业电视监控系统
2.1.1概述
能源是国民经济的基础，我国一次性能源70%以上来自于煤炭，95%以上的煤炭产量来自于井下开采矿井，井下开采矿井平均深度500米左右，由于煤矿井下采掘工作面地质条件复杂，环境恶劣，自然灾害多，严重影响煤矿生产和人身安全。
而煤矿井上和井下光纤数字工业监控系统的建设，是为安全生产、调度指挥和科学决策提供了直观及可靠的手段。
数字工业监控系统的信号传输有两种方式：普通网线传输和光纤传输。由于井下条件限制，图像数据信息在利用普通网线传输时，在传输距离上、抗电磁干扰及可靠性方面都存在许多不足。特别是在远距离传输视频信号时，由于频带宽，电磁干扰严重，使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。不符合数字工业监控系统的要求而不予采纳。
因此，煤矿井下数字工业监控系统是以矿用阻燃光缆为传输平台进行信息传输的，它具有信息容量大、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，特别适合于环境恶劣的煤矿井下条件。实践证明，用光缆传输图像，不管是从图像质量、抗干扰能力、传输距离和性能价格比方面都比用电缆传输具有明显的优越性。
2.1.2 系统设计原则
数字工业监控系统设计过程中始终遵循可靠性、先进性、稳定性、实用性的原则，满足现代化矿井生产调度、语音广播等需要，终为安全生产、调度指挥、科学管理提供可靠的工具。具体为以下几个方面：
1）充分考虑煤矿企业的各种具体要求和实际情况；
2）采用当今世界先进的数字光纤传输、全数字化计算机压缩监控系统，能够减少安全漏洞及消除因工作人员的失误而引起的纠纷，为突发事件提供证据；
3）系统具有高度的可靠性和工作的连续性，限度地减少各方面的维护工作量；
4）数字工业监控系统系统具有可扩展性及兼容性强，使用方便；该系统能有效地与瓦斯监控系统、人员定位系统、电网监控系统等在同一平台**运行；
5）充分考虑日常可能发生的各种突发事件，灵活性强；
监控系统技术文件

为贵公司设计的井下视频监控系统综合了光纤通信、现代电子技术、现代控制技术、计算机图像处理技术。视频监视系统应用于需要实时监视生产和安全状况的重要场合，使被监视场所的情况一目了然。系统不仅可以对监视区域进行全天24小时不间断实时监控，同时实现电视监视系统的实时处理、存储与回放；还可以可把监视场所的图像按时间或日期记录下来，当有警情发生时系统会及时、准确地；也可在事后对区域进行回放分析，为日后对事件的处理提供方便条件和重要依据。是化工企业实现安全生产过程自动化、决策信息化、经营管理现代化的得力助手。在控制室可对全工业园安全生产过程及设备实现自动化监测和控制，安全生产监控信息可以通过内部局域网传送给各级，同时出差在外也能随时通过因特网查看并控制自己企业内部的摄像机，随时了解自己企业的生产工作情况，使能随时了解生产、安全等信息，实现全区的统一调度、统一管理。
本章将对为贵公司设计的数字视频监控系统的需求、建设原则和目标、系统设计、设备选型、系统特点进行详细论述。
1.1、设计原则、目标以及标准
本项目方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。并综合考虑施工、维护及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。本系统设计内容是系统的、完整的、全面的；设计方案具有科学性、合理性、可操作性。
数字视频监控系统的建设将直接影响生产安全**。本着“用户，服务至上，提高用户的管理水平”的宗旨，按照以下的设计原则精心设计数字视频监控系统：
●适用性：数字视频监控系统是保证各个煤矿安全生产、数据及画面显示、生产调度的核心部分，是整个矿区生产、安全的命脉所在，系统紧密结合化工生产的实际需求，保证其特殊行业的适用性。
● 实用性：系统支持用户的网络监控需求，可多用户多画面实时监控、远程控制、分布式录像、等功能，完全满足用户的监控要求；系统性能价格比高，低维护、易使用、运行*。能够限度满足煤矿行业管理机构履行职责的实际需要；
● 系统性：追赶部门应用的局限性，以系统工程的视角，要考虑到贵公司的运营能力和发展需要，坚持“一次设计、合理投资、预留发展、分步到位”的方针，尽量采用能使系统不间断的发展和扩充技术。
● 可靠性：系统采用高质量工业级的计算机设备、网络通信设备、数据采集终端，使系统安全可靠性高，光纤传输信号有很强的抗干扰能力， 性能稳定可靠，保证系统整体的稳定，尤其适合在无人、少人维护的环境中运行。
● 先进性：系统要采用国内先进的基于B/S（浏览器/服务器）结构的嵌入式网络视频服务器为核心的视频监控系统，系统采用了先进的Wevelet，MPEG4，MJPEG，H.264压缩技术，采用的传输技术，为客户提供了高质量的数字监控图像及音频传输效果，以及录像数据业务。接入系统的设备均采用国际国内主流产品，具有性能稳定可靠、经济实用。
● 扩展性：系统采用模块化结构，具有足够的灵活性以适应不同规模的系统和不同数量的监控对象的需求；能适应不断增加的扩展需求，当系统需要扩容时，只需增加终端设备，不需要软件的更新。
● 安全性：系统具有断电时文件自动存盘保护功能，不会因突然断电丢失录制信息。
● 易于维护性：系统充分考虑到用户对系统进行日常维护的工作难度，尽量减少维护工作量，甚至零维护。当系统某一点出现问题时将不会影响整个系统的运行。
● 稳定性：稳定性是监控系统的首要特性。整个系统要能够保证24小时连续运行，在系统发生异常状况时能够保证业务不间断。整个系统应选择可靠性高的设备，设计时要保证设备和线路的冗余。

1、总体概述
随着对煤矿安全的日益重视和监管力度的不断加强，我国大中型煤矿已部分装备了煤矿安全生产工业电视系统，这些安全生产视频监控系统大大改善了我国煤矿安全生产状况，但目前这些视频监控系统全部为摄像头固定拍摄方式，只能监控固定地点的周边图像，由于煤矿井下采掘面和工作场所经常变化，并且作业人员、车辆等目标流动性大，通过固定视频监控系统无法及时了解综采面工作情况以及工作人员及车俩的安全生产情况，无法掌握取得工作人员的新工作情况视频，在出现安全隐患时，也没有办法在时间内向相应的部门及汇报，进而**的处理时机；当矿井发生透水、火灾等事故时，对井下人员的抢救缺乏可靠的视频信息，将给救灾工作带来较大的困难，同时也不利于安全检查工作的*。
为了进一步贯彻落实安全生产监督管理总局等4部委《关于加强煤矿安全生产工作规范企业劳动定员管理的若干指导意见》（安监总煤矿［2006］216号）要求和完善井下安全生产视频监控的功能，需要克服现有安全视频固定监控系统所监控点位少、监控面积小、无法监控目标和使用不方便灵活等弊端，需要部署一套井下视频无线传输系统，其具备监控点位多、监控面积大、监控地点可随时变更和使用方便灵活的特点，对此系统要求具有技术先进、功能齐全、运行可靠、维护方便等优点，进一步规范、提升安全视频监控系统管理水平，限度地减少煤矿突发事故损失，夯实整个矿务局煤矿安全生产基础，我们根据煤矿的实际情况，综合考虑矿井井下视频无线传输系统的实施要求，规划设计新一代的无线视频监控系统，来满足煤矿管理的自动化和信息化要求，同时视频无线传输系统可将有关数据传至各级管理部门，为各级监督指挥决策提供重要依据。
2、设计原则
系统遵循以下设计原则：
?可靠性原则：煤矿生产责任重大，井下设备的工作、维护工作难度远大于地面系统，系统必须足够强壮可靠。
?先进性原则：发挥系统建设的后发优势，吸收此前国内外同类项目的经验教训，使用更新、更先进的技术。
?兼容性原则：矿用系统投资大、施工难度高、系统组成复杂，系统在软硬件上必须具备优异的兼容性。
?扩展性原则：矿用系统面临的生产环境，技术进步日新月异，系统的扩展必须做到投资保护与实施便捷。
性价比优原则：系统必须具备优的性价比。