洪鋒

[摘 要]本文分析了煤礦視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用方法，分析了我國(guó)煤礦視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展概況，闡述了視頻監(jiān)控系統(tǒng)在瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測(cè)、保護(hù)煤炭資源和違規(guī)操作監(jiān)察三個(gè)方向的應(yīng)用必要性，同時(shí)簡(jiǎn)述了煤礦視頻監(jiān)控系統(tǒng)的完善所需的硬件支持和軟件設(shè)計(jì)。

[關(guān)鍵詞]視頻監(jiān)控系統(tǒng) 煤礦 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）16-0378-01

作為支撐我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要能源，煤炭開(kāi)采的重要性不言而喻。將視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于煤礦中，既可以有效監(jiān)管煤礦的作業(yè)情況，又可以保證人員的安全，有著重要意義。

1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦中的應(yīng)用方法

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用需要硬件與軟件的配合。煤礦引入視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在煤礦入口、作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)、運(yùn)輸途徑等各個(gè)地方設(shè)置攝像頭及數(shù)據(jù)采集裝置，總監(jiān)控室全天安排人員值班監(jiān)察，對(duì)各工作點(diǎn)工作進(jìn)度、安全狀況、各項(xiàng)指標(biāo)有一個(gè)全面的了解，尤其是對(duì)于瓦斯?jié)舛鹊谋O(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)異常，要及時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急系統(tǒng)，撤離工作人員，對(duì)礦井進(jìn)行抽風(fēng)送風(fēng)，保證施工安全，同時(shí)對(duì)作業(yè)中的操作、各項(xiàng)儀器的運(yùn)轉(zhuǎn)和礦井內(nèi)部情況進(jìn)行排查，調(diào)查近期監(jiān)控系統(tǒng)反映的情況，排除安全隱患。

2 煤礦視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展概況

隨著社會(huì)的進(jìn)步，盡管新能源不斷被開(kāi)發(fā)，作為傳統(tǒng)能源的煤炭依然具有重要地位。煤礦歷來(lái)重視安全作業(yè)，自20世紀(jì)60年代以來(lái)，空分制信號(hào)傳輸方式、頻分制信號(hào)傳輸方式、時(shí)分制信號(hào)傳輸方式等技術(shù)不斷更新?lián)Q代，大大促進(jìn)了煤礦視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展。我國(guó)的煤礦視頻監(jiān)控系統(tǒng)則經(jīng)歷了模擬監(jiān)控系統(tǒng)、本地視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)三個(gè)階段，從只能通過(guò)閉路電視在本地控制中心觀看監(jiān)控畫(huà)面到能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控畫(huà)面的實(shí)時(shí)傳輸、觀看、分析，從單純觀看到利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的加工處理，集語(yǔ)言、圖像、分析、數(shù)據(jù)為一體，有效的保證了煤礦的安全生產(chǎn)。但是與國(guó)外相比，我國(guó)煤礦的視頻監(jiān)控系統(tǒng)還處于發(fā)展階段，與國(guó)外水平有較大的差距。為了更好的開(kāi)發(fā)煤炭資源，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，煤礦的視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該朝著一體化和自動(dòng)化發(fā)展，融合于煤礦生產(chǎn)的每一個(gè)過(guò)程，形成完備的體系，對(duì)煤礦實(shí)現(xiàn)全面覆蓋，對(duì)煤礦的生產(chǎn)起到輔助和保護(hù)作用。

3 視頻監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦中應(yīng)用的主要方向

3.1 應(yīng)用于瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測(cè)

煤礦作業(yè)屬于高危作業(yè)，主要危險(xiǎn)來(lái)自于瓦斯礦難。我國(guó)煤礦總數(shù)多，中小煤礦占據(jù)95%以上，這些煤礦的設(shè)備不夠完善，作業(yè)也不夠標(biāo)準(zhǔn)，極易產(chǎn)生瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)的情況。當(dāng)發(fā)生瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)的情況時(shí)，煤礦的應(yīng)急系統(tǒng)反應(yīng)不夠迅速，不能及時(shí)更換礦坑氣體，導(dǎo)致瓦斯爆炸，威脅施工者人身財(cái)產(chǎn)安全。

利用煤礦視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以對(duì)生產(chǎn)情況進(jìn)行全程監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)瓦斯氣體濃度從 0.01%增大的梯度值超過(guò) 0.1%/s或瓦斯氣體濃度實(shí)際值超過(guò) 0.8%，應(yīng)該立刻調(diào)出相應(yīng)位置畫(huà)面，啟動(dòng)應(yīng)急反應(yīng)系統(tǒng)，切斷電源、火源等有可能引起爆炸的接口，撤離工作人員，啟動(dòng)抽風(fēng)送風(fēng)系統(tǒng)，降低瓦斯?jié)舛?。視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以提供現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面，確保每個(gè)工作人員都撤離現(xiàn)場(chǎng)，同時(shí)方便排查現(xiàn)場(chǎng)隱患，找到引起瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)是人員違規(guī)操作還是設(shè)備老化或者礦坑抽風(fēng)送風(fēng)系統(tǒng)的原因，從而保證安全生產(chǎn)。

3.2 應(yīng)用于保護(hù)煤炭資源

煤炭資源的重要性不言而喻，有部分不法分子，利用煤礦視頻監(jiān)控系統(tǒng)不夠完善的漏洞，對(duì)煤炭資源進(jìn)行盜采，既損害了煤礦所有者的合法權(quán)益，又有可能對(duì)煤礦安全造成危害。利用煤礦視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)不法行為，在發(fā)現(xiàn)有不法分子進(jìn)入煤礦時(shí)即觸發(fā)警報(bào)裝置，提醒值班人員對(duì)煤礦進(jìn)行查看。同時(shí)也有益于公安部門(mén)通過(guò)視頻畫(huà)面對(duì)盜采人員進(jìn)行追查，通過(guò)一手的視頻資料減輕辦案難度，震懾不法分子，保護(hù)煤炭資源。

3.3 應(yīng)用于違規(guī)操作監(jiān)察

如前文所述，我國(guó)煤礦多為中小煤礦，以鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦和私營(yíng)煤礦居多，安全問(wèn)題頻發(fā)。然而由于煤礦視頻監(jiān)控系統(tǒng)的不完善，當(dāng)發(fā)生礦難時(shí)，往往無(wú)法確定礦難發(fā)生的原因，監(jiān)察部門(mén)沒(méi)有證據(jù)指控煤礦違規(guī)操作，安全隱患依然存在。預(yù)防比處理更加重要，監(jiān)管部門(mén)無(wú)法對(duì)煤礦日常操作進(jìn)行視頻監(jiān)控，就無(wú)法發(fā)現(xiàn)煤礦的違規(guī)行為，也就無(wú)法做出相應(yīng)的懲處和整改。煤礦視頻監(jiān)控系統(tǒng)的啟用，可以讓煤礦的違規(guī)操作無(wú)處藏身，監(jiān)察部門(mén)對(duì)煤礦的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督，一旦發(fā)現(xiàn)煤礦違規(guī)操作情況，即可利用監(jiān)控畫(huà)面進(jìn)行圖像取證，然后對(duì)涉事煤礦進(jìn)行相應(yīng)的懲處，責(zé)令限期整改，利用國(guó)家強(qiáng)制力保證煤礦的安全生產(chǎn)。

4 煤礦視頻監(jiān)控系統(tǒng)需要的技術(shù)支持

4.1 硬件支持

圖像處理設(shè)備要能夠?qū)崿F(xiàn)圖像增強(qiáng)，去除不需要的信息，對(duì)圖像進(jìn)行平滑處理，去除噪點(diǎn)，同時(shí)對(duì)圖像進(jìn)行銳化處理，進(jìn)行邊緣檢測(cè)和圖像分析，最終提取有效圖像輪廓，實(shí)現(xiàn)圖像跟蹤，必要時(shí)要可以進(jìn)行圖像分割。在進(jìn)行圖像儲(chǔ)存時(shí)可以使用BMP 圖像文件格式、位圖文件頭、位圖信息頭、顏色表、實(shí)際的數(shù)據(jù)位圖、 GIF 圖像格式和JPEG 文件格式。視頻監(jiān)控設(shè)備應(yīng)該覆蓋整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，特別是煤礦入口和礦坑內(nèi)部。主控制計(jì)算機(jī)應(yīng)該匯聚所有信息，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力。傳感設(shè)備和微處理器也是煤礦視頻監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分。

在選擇硬件器件時(shí)，應(yīng)順應(yīng)超大規(guī)模數(shù)字集成電路和單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，利用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)與設(shè)備和供電線路的控制。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)泵站電源的控制，外圍器件選用大功率、大電流、高電壓的可控硅 KP200 來(lái)控制，它的最大工作電流 200A，最高工作電壓 2000V，足夠保證對(duì)泵站控制的需要。繼電器的選擇應(yīng)滿足采礦井的需求，可選用能夠在100000V高壓下可靠工作、最大工作電流 500A的銀河固態(tài)繼電器。

4.2 軟件設(shè)計(jì)

主控制計(jì)算機(jī)應(yīng)該能夠匯集所有數(shù)據(jù)，對(duì)于從瓦斯?jié)舛葌鞲衅魈帿@得的濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷是否異常，并在異常時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)應(yīng)急裝置；對(duì)于從各監(jiān)控?cái)z像頭處獲得的圖像資料，應(yīng)進(jìn)行合理的儲(chǔ)存整理，并進(jìn)行信息處理。對(duì)于所有的數(shù)據(jù)，都應(yīng)該及時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行匯總，已實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。軟件設(shè)計(jì)主要是對(duì)上位機(jī)軟件和單片機(jī)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以通過(guò)Visual C++6.0和keil 51來(lái)實(shí)現(xiàn)。服務(wù)端和控制端的密切聯(lián)系也是軟件設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題。在程序設(shè)計(jì)完成后應(yīng)該進(jìn)行測(cè)試，試運(yùn)行一個(gè)月，對(duì)程序結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)試和優(yōu)化設(shè)計(jì)，更好地服務(wù)于煤礦視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

更好的將視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于煤礦，不僅要明確其應(yīng)用方向，更應(yīng)該不斷開(kāi)發(fā)新的應(yīng)用方式；不僅要改進(jìn)現(xiàn)有的技術(shù)，更要研發(fā)新的技術(shù)。將視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于煤礦不僅有利于煤礦保護(hù)自身利益，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，也有利于國(guó)家對(duì)煤礦進(jìn)行監(jiān)控，保護(hù)國(guó)家利益。隨著時(shí)代的進(jìn)步，煤礦視頻監(jiān)控系統(tǒng)必將日益完善，更好的服務(wù)于煤礦的生產(chǎn)。

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