潍坊昊通通信科技有限公司
kba12数字工业电视监控系统
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。
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，大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有机运行；
5）充分考虑日常可能发生的各种突发事件，灵活性强；
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，采用少见的传输技术，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。
● 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，使系统发挥大的作用，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，使整个系统发挥大的功能。
●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，达到大的平均无故障时间。
●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优秀水平；同时，系统的安装调试、软件编程和操作使用又应简便易行，容易掌握，适合中国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、有机的组合，实现优秀的性能价格比，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。
系统总体结构
根据对贵公司的需求分析，并遵循系统设计的相关标准和规范，我们设计的数字视频监控系统主要由摄像机、硬盘录像系统、报警系统及线路等构成。
监控系统设备主要包括前端设备（由摄像机、镜头、防护罩、支架等组成）与后端设备。硬盘录像系统主要包括模拟信号数字处理设备和存储设备（如硬盘等）、显示设备、监视器等组成。
控制中心设备主要包括：矩阵控制器、矩阵解码器、视频管理服务器、视频解码器、视频存储服务器、磁盘阵列等。
控制中心设备具备以下功能：
1) 矩阵控制器采用cpu 控制，支持摄像机到监视器及监视器到控制键盘的分配。矩阵控制器通过矩阵解码器与数字系统实现通信。
2）数字系统设置相应服务器，通过专用ip 网络实现对视频的管理、控制及存储。
3) 采用mpeg-4 压缩格式，视频要求达到4cif 分辨率高质量画面。
4) 配置磁盘阵列对视频进行24 小时录像，录像分辨率可选，容量要求满足不少于10 天。
5) 提供设备管理功能，对摄像机的运行状态进行查询，并记录设备维护信息。
6）服务器具有强大的视频查询及搜索功能，可调用录像资料。
7) 统一对操作人员配置权限，控制级别。
8) 监视终端提供简便快捷的人机操作界面。利用电子地图实时直观的显示摄像机设置位置，并调用任意一台摄像机的图像，利用鼠标/键盘进行控制。
9) 数字系统具有虚拟矩阵功能，对视频路由控制，控制终端权限设置、摄像机的水平、俯仰、旋转、变焦、预置位选择等进行控制。
数字系统具有虚拟矩阵功能，通过视频管理软件根据报警系统的信号和实时事件的触发对数字视频码流进行路由控制。
拥有不同权限级别的用户可以根据自己权限的不同，分别操作不同系统设备。
接受报警输入，报警响应触发云台及摄像机到报警位置，图像自动切换。
硬盘录像系统将前端监控点的摄像机采集到的视频信号进行采集、量化、编码和存储。同时提供对历史记录的检索和回放功能。硬盘录像系统还提供远程监控功能，供生产调度者进行监看。
所有前端摄像机、监视器均集中接至设置在中央控制室及分厂控制室内的矩阵控制器和视频解码器上。视频通过矩阵控制器实现监控器模拟图像监视；通过建立专有监视网络，实现监视终端的数字化控制与监视。
kba12光纤摄像仪监控系统技术文件
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、准确地报警；也可在事后对报警区域进行回放分析，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、领导决策信息化、经营管理现代化的得力助手。在中央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领导，同时领导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，使领导能随时了解生产、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报警系统的需求、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。
数字视频监控报警系统的建设将直接影响生产安全保障。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报警系统：
●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、运行费用低。能够大限度满足煤矿行业管理机构履行职责的实际需要；
● 系统性：超越部门应用的局限性，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。
工业监控系统介绍
随着科学技术的飞速发展，特别是计算机和通信手段的不断发展进步，高科技手段已深入了各个领域，传统的模拟监控系统已经不能满足远距离、高质画面、灵活应用和海量视频数据的传输。数字化视频监控的发展解决了上述不足，因此数字化工业视频监控是煤矿企业的可以选择]和发展方向。
在工业监控系统中采用光纤作为传输媒介，全数字信号进行传输，可以通过监控网络实现图像切换和遥控，将控制信号和视频信号作为一体传输。网络中任意一台授权的多媒体工作站，能选看所授权摄像机的信号，能控制任意一台摄像机的云台、镜头及雨刷的动作。同时在调度中心建立的液晶大屏幕系统既能显示地面监控场地的安全生产信息，又能观看井下工业作业状况，达到一机多用的目的。
数字化工业视频监控系统是采用当今先进的数字压缩方式——mpg4&h.264，平均每路占用带宽仅2m，充分利用当前发达的tcp/ip网络技术实现远程的图像监控。
kba12矿用本安型视频监控系统设计依据
1、煤矿相关设计图纸；
2、《煤矿安全规程》
3、《煤矿设计规范》
4、《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》gb 3836.4-2010
5、《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》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、《中国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、国家、地区、行业相关现行标准。
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、运行费用低；
● 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。