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。
存储系统设计
本节根据对存储需求的分析，讨论了存储系统的设计方案。
6.1存储需求分析
数字监控系统对存储系统有如下具体要求：
1、据存储。数字监控系统按全天24小时存储，图象数据保存7天，按照22路图像全部录像，图像质量设置为中等质量（每小时每路存储量为0.11GB），则总的存储量需求为：8×22×7×0.11＝135.52GB。
2、高度的可靠性。由于监控系统要24小时连续运行，这就要求存储系统能够长期稳定运行，应具有预防突发灾难的能力。
3、快速检索能力。要求存储系统提供简单有效的检索方式。
4、良好的扩展性。为有效保护用户投资，系统应具有良好的弹性，易于扩展。
6.2设计目标及原则
存储系统建成之后，将实现对监控点视频的存储，并提供方便的检索和回放功能以及定制存储策略的功能。
由于存储系统承担着视频信号的存储任务，而所有资料的保存对办公区域发生异常状况后的回溯和求证是非常重要的，因此存储系统在设计时应遵循以下原则：
高度可靠性原则
考虑到数据的重要性和特殊性，存储系统要能够保证24小时连续运行，在系统发生异常状况时能够保证存储不间断。存储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。
高度可扩展性原则
存储系统的规划和建设应在满足现有应用需求的前提下，留出充分的扩展余地，将来可以方便地通过升级和扩充方式实现存储容量的扩展。
兼顾成熟性和先进性原则
在保证系统可靠运行的基础上，选用先进的设备，使系统有较高的技术水平，以适应今后的发展。同时，选择当前得到成功应用的成熟技术和设备。
保护用户投资原则
所采用的存储技术是技术发展的主流，并且易于实现系统升级和技术改造。同时，为用户提供多种有效的存储策略，保护用户的投资。
6.3系统设计
6.3.1存储实现
分散方式可以分为两种类型：
a）内置多块硬盘存储；
b）外置磁盘阵列存储。
6.3.2内置多块硬盘存储
目前硬盘录像机基本上采用的是IDE接口的硬盘，单台硬盘录像机的IDE接口数量一般有两个，可以接16块IDE硬盘，IDE硬盘的容量可以为160GB，因此可以达到我们预先计算的存储容量。
所以，我们建议煤矿数字监控系统采用硬盘录像机。硬盘录像机配备6个160GB的数据硬盘。
系统介绍及优势
该系统基于Wi-Fi/3G技术，采用国际的技术解决了煤矿井下通信和视频监控等难题，提高了井下流动人员通信及视频监控的及时性和可靠性，实现了井下人员视频监测，强化了人员管理，满足了重点岗位和地点视频远程监控要求,为实现无人职守创造了条件。
系统选用无线局域网，具有快捷方便的无线接人、灵活多变的拓扑结构、易于维护管理、建设成本低廉等优点，是构建无线视频监控系统有效的无线通信平台。
5、Wi-Fi/3G技术
该系统使用Wi-Fi/3G无线以太网技术作为井下通信技术实现方案，Wi-Fi/3G技术是成熟的、标准化的、目前正得到广泛应用的新一代通信技术，支持多种Wi-Fi/3G数据终端接入，具有高带宽、强抗干扰、小型灵活等技术优势，能有效解决目前井下无线通信功能单一、抗干扰性差、容量小、技术水平落后等问题；Wi-Fi/3G技术在国内已经得到广泛的应用。
6、网络通信平台
网络通信平台由交换机、无线基站、通信线路等设备组成。通信线路可以采用多种方式：网线、光纤、有线电缆、专线、无线局域网、卫星、微波等。
一般的传输方式如线缆传输，其优点是不会产生电磁干扰，相对于其他传输方式，也不会产生电火花，避免了可能引发的瓦斯。但也有缺点，包括有的矿井长达几公里，传统的布线方式无法满足，布线困难，如果按着传统布线方式，有几路监测点，就要拉几条视频线，在井上尚且困难，在井下就会更加困难。
采用光纤传输，可以使布线方便，传输的路数多，不会造成传输信号堵塞。其缺点是煤矿井下环境特殊，不允许在井下进行融接，所以必须在井上融接好后再到井下，这无疑增加了施工的难度;井下会有各种突发事故发生，如果光纤断裂，就需要将所有监测点光纤拉到井上重新进行融接，这无疑又会增加额外的人力、物力、财力，同时也会造成监控的盲区，由于光端机成本很高，这无疑会增加工程的成本，后期增加监控点不容易。
近年来，煤矿视频监控出现了一种新的传输模式：无线监控。它的布线简单，成本低：信号通过微波传输，降低了系统成本和施工难度；信号抗干扰性强，不易失真，传输无延时；系统设备可以将高清晰的摄像头信号高保真地传送，其传输速度快，没有延时；采用频率2.4G和5.8G技术，可以在较远的范围内传输，而且可以添加放大器或者无线数字微波中继传输机以延长传输距离，监控距离可达数十公里；后期维护简单方便：系统结构简单，如果有新增节点加入不用重新布线，只需插入到主干电缆上即可，出现故障查找*，维护方便，简单可靠。
煤矿企业多数都建有一套闭路电视监控系统，采用的是模拟视频信号，具有很大的局限性：首先，有线模拟视频信号的传输对距离十分敏感，当传输距离大于800米时，信号*产生衰耗、 畸变、群延时，并且易受干扰，使图像质量下降，当用于井下复杂的工作现场时，效果不好;其次，有线模拟视频监控无法联网，只能以点对点的方式监视现场，并且使得布线工程量较大，不便于系统的维护和升级;后，有线模拟视频信号数据的存储会耗费大量的存储介质(如录像带)，查询*时十分繁琐。
网络视频监控系统产品的数字化视频监控为例，它的优点正好克服了模拟闭路电视监控的局限性。首先，数字化视频可以在计算机网络(局域网或广域网)上传输图像数据，基本上不受距离限制，信号不易受干扰，可大幅度提高图像品质和稳定性；其次，数字视频可利用计算机网络联网，网络带宽可复用，*重复布线；另外，数字化存储成为，经过压缩的视频数据可存储在磁盘阵列中或保存在光盘中，查询十分简便快捷。
监视系统由监控终端和显示系统组成。监控终端可采用普通的PC机，安装客户端软件或使用标准浏览器访问监控管理服务器。用户登录智能安全联网管理系统，根据管理的权限使用系统功能。对于中心监控室，通常会配置高性能的PC机作为监控工作站，并建立电视墙系统。
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。
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