某煤矿网络视频监控管理平台解决方案 - 安防知识网 - 资讯

煤矿井下作业因远离地面，地形复杂且易发生事故，通过利用远程视频监控系统，可以直观的监视和记录生产情况，本文针对某煤矿视频监控系统的管理平台进行分析，供读者参考...

　　需求分析

　　西部某煤矿集团所属部分矿区的井上/井下工业电视系统已经建成较完善的独立系统,没有建设的矿区也拟建成完整的工业电视系统。目前已完成本地工业电视系统建设的矿区，可以实现各矿调度对各自矿区实施全方位监控。

　　该煤矿公司总调度中心已经建成2X2 DLP大屏幕电视墙和6台工业监视器,其它AV系统也基本完善,但对下属六个矿区的监看和控制工作尚未完成。随着集团逐渐加大对各矿场的监管力度，同时也为了更方便的管理和安全生产的需要，需要将各个矿的工业电视系统进行联网，将矿场的图像上传到集团安全生产调度指挥中心。通过中心会议室的DLP大屏幕、显示器显示矿场实时图像。这样，集团领导坐在会议室就可以对下属矿场进行监控管理，实时获得各矿区高清晰图像，对关键生产部位进行监控。

　　系统建成后，除在该集团调度室查看各监控点图像外;领导也可以在集团内部网络通达的地方查看各监控点图像;可以与报警设备连接，自动报警;系统可以异地实时存储。根据以上要求，我们需要组建一个多级多中心的工业电视网络系统化监控管理平台。

　　设计原则

　　该系统平台建设遵循标准化、稳定性、安全性、可扩展性、易用性、先进性、经济性、兼容性等原则。

　　系统架构

　　该煤矿集团公司工业电视网络系统以安全生产指挥调度中心为主控中心，可以任意调看区域监控中心包括A窑矿14路、B矿1路、C煤矿14路、D矿12路、E矿25路、F矿2路的图像。井上/井下监控点分别有主井口、附井口、主井绞车、1#绞车、2#绞车、一水平手选、二水平手选、给煤皮带、强力皮带、岩石皮带、罐笼、储煤场、装车线、运输线、泵房、变电所、大门等等。

　　在该煤矿集团公司安全生产指挥调度中心配置一台对前方各矿场信息进行综合处理、调度、存储的中心服务器，网络译码器和相关信号转换、选择控制设备，对整个系统实现远程集中管理。用一台PC对整个系统进行管理，用原有电视墙显示各矿场图像。可以调用任意分中心的任何一路图像、对前端的任何一路摄像机进行控制，检索存储的数据等。可以任意显示在显示器和DLP大屏幕上。方案不仅要实现远程调看及控制，还要实现远程图像存储。如果采用H.264编码格式进行存储，视频图像文件占用硬盘空间和线路资源太大，所以我们在调度中心配置小码流高清晰H.264编码器专门进行图像存储编码。远程图像传输到调度中心后，将图像传输至H.264编码器进行数字化编码，并存储到调度中心存储服务器中。考虑目前应用，应该增加视频矩阵，并增加视频分配器、VGA分配器和信号转换器。

　　本次项目建设中A窑矿、C矿、E窑、D煤矿各配置服务器各1台，通过控制线缆与矩阵相连，可以通过服务器控制矩阵图像的切换。并各配置网络编码器进行图像的上传。在其他区域监控中心有选择的配置服务器和相应的H.264网络编码器，配置服务器的矿可以对矩阵和前端监视点的图像进行统一管理。本地显示仍利用矩阵对前端多路监视点的图像进行采集和汇总，直接接入到相关的等离子电视或DLP显示墙上。服务器可以管理和调度任何一路图像、对前端的任何一路摄像机进行控制，检索存储的数据等。

　　整个设计体现了“集中管理、分布式控制”的原则。网络结构采用星型网络结构，将视频和控制数据通过数字化网络传输，实现终端对所有区域监视点的控制。[nextpage]

　　系统实施方案

　　与生产指挥调度室显示设备的无缝结合

　　在会议室机柜用译码器将数字信号译码为视频信号，每路信号均通过AV分配器分到AV视频矩阵和信号转换器，通过AV矩阵将信号输出到DLP大屏，信号转换器将AV信号转换为VGA信号，进入VGA分配器，分别输出至显示器和VGA矩阵，PC信号也进入VGA分配器，同样可以将信号输出至显示器和VGA矩阵，通过VGA矩阵可以将PC信号输出至DLP大屏。将中央控制系统的控制软件扩展程序设计后即可进行控制。

　　网络实现方法和图像传输速度

　　工业电视监视系统采用星型网络结构，视频数据通过编码后，以H.264格式通过本系统进行数字化传输。在集团公司生产指挥调度中心设一台千兆交换机，将各监视区域的信息传递到网络译码器上; 将有关数据通过数字化网络传输，实现终端对所有区域监视点的监视。网络连接设备选用千兆以太网交换机，确保整个传输系统的实时性和可靠性，网络结构示意如(图2)所示。

　　图像传输速度上，主要的影响在于传输线路的延迟。网络交换机以及典型端口延迟为32微秒，线路传输延迟(以4km计算，光速300000km/s)大约为13微秒，两者相加，传输延迟小于50微秒，完全能够保证25-30帧/秒的图像传输要求，不会造成图像的传输延迟。

　　网络流量的计算

　　该煤矿集团采用VPN专网与各矿连接，组成了以该集团公司为中心的星型网络。方案中设计采集68路图像进行上传, 该集团公司调度室采用2×2DLP大屏和显示器共同显示图像，设计要求同时接收68路图像。将调度室交换机更换为千兆，以满足大数据量传输的需要。

　　前端设备

　　前端设备主要由摄像机、镜头、防护罩、云台、译码器、红外灯、矩阵等组成。分别架设在各矿区重要部位。每个前端设备可以监视一定角度，彼此间形成互补，以达到区域无死角、全方位监控的目的。由于利用原有前端设备，故在此方案中不考虑前端设备的选型。

　　视频监控管理平台

　　视频监控管理子系统主要由前端视频采集系统,网络传输系统,中心管理系统,视频上墙系统,智能视频分析系统,第三方系统集成及视频存储系统构成。主要有以下四个方面的特点。

　　· 开放式视频管理平台：能够接入并管理目前国内外主流的前端编码设备(DVS/DVR/IPC)、网络连接设备以及集中存储设备;

　　· 多级管理中心：每个管理中心既可以独立工作，也能多级级联部署;

　　· 快速布控：发生警情时，能快速调用煤矿现场及周边监控摄像头信息，对煤矿井上/井下安全进行实时监控和录像，利于对现场情况掌握和控制。

　　· 预案管理：设置监控预案，如设置摄像头的虚拟巡逻等预案，确保生产安全及可掌控。

　　软件功能

　　· 系统能手动及自动操作，对摄像机、云台、镜头、防护罩等的各种功能进行遥控，控制效果平稳、可靠;

　　· 系统能手动切换，并能实现程序设计自动切换，对视频输入信号在指定的监视器上进行固定或时序显示;

　　· 系统具有系统信息存储功能，在供电中断或关机后，对所有程序设计和时间信息均可保存;

　　· 系统联动响应时间小于2秒;

　　· 客户端向存储服务器请求查看实时视频的响应时间小于500ms;译码显示的实时视频延时为171ms;

　　· 系统记录图像的回放效果满足数据的原始完整性;

　　· 系统记录的图像信息包括发生事件的现场全过程图像信息，预定地点发生报警时的图像信息以及其他所有现场动态图像信息;

　　· 系统记录的图像信息包括图像编号/地址、记录时间;

　　· 图像记录可按照不同区域设定存储格式和存储时间;

　　· 系统回放画面清晰、稳定。显示画面上有图像编号/地址、时间、日期等;

　　· 存储的图像数据可以按照时间、通道等方式进行检索，允许多使用者同时检索、调用录像;

　　· 具备预装立体调用三维电子地图功能，支持电子地图显示和链接接口，实现全局和定点视频监控和定位;

　　· 支持用户权限和访问级别控制，可以分区域授权;

　　· 系统可以在线增加新的前端IP网络摄像机，可在线增加或更新系统功能模块。

　　结语

　　通过对系统平台的改造建设，本项目实现了调度室监控中心查看所有监控点的图像的需求，并能够实现报警联动，应急指挥功能，获得用户好评。