煤矿监控数字化改造 信息化保护矿工生命
- 来源：中国安防展览网 作者：编辑部
- 2013/5/28 9:12:412271
煤矿监控系统应用发展现状
PradeepK.Mohanty和MoiseNdoh早提出在煤矿井下大巷中利用WSN实现煤矿工人的跟踪定位及井下环境监测。在国内，中国矿业大学得到了2007年国家自然科学基金项目“煤矿工作面无线传感器网络组网关键技术研究”和2009年国家自然基金项目“长距离WMSN的矿井多媒体救灾通信系统”的资助，将无线传感器网络应用于煤矿井下监测监控和井下救灾；中国科技大学在国家发展改革委员会资助下立项研究“基于CNGI和WSN的矿山井下定位与应急联动系统”，通过无线传感网络对每个矿工进行实时定位，期望实现与各种灾害预警系统的联动。
中国矿业大学在3月15日与江苏省徐州市政府签署了共建“感知矿山”工程研究中心的协议，集全校的科研力量，研究和开发物联网产业，以期将物联网技术早日应用到煤矿中。让我们看看国外煤矿的情况吧，有感于英国采矿零死亡率气体检测报警仪我们国家也有，但很贵，不会每个人都配备，一般是瓦斯巡检员带着，定时去巡检，有问题通过调度电话通知撤离。”中国矿业大学博士研究生赵端说。美国作为*二采煤大国，2008年的煤矿事故死亡人数为29人，而英国、澳大利亚等国家甚至实现了多年煤矿开采零死亡率。
在美国，危险的采掘工作大多无需工人爬到井下，而是用机器代劳。德国的采矿工人在井下作业时，会携带一种“气体检测报警仪”，一旦瓦斯浓度过高，就会自动报警。抛开监控系统，其他的煤矿井下设备的成套系统，除了气体检测报警仪，还有很多可以用的信息化设备没有被利用，比如数字传感器。我们知道井下工作环境要监测很多环境数据，瓦斯浓度、皮带速度、转机转速、通风量、液位等。单拿皮带这一项来说，就涉及速度、跑偏、急停装置、温度、CO浓度等，使用模拟传感器只能单路传输，而采用数字传感器可以同时传输多路信号，传输速度不可同日而语。再如，无线传感器。
有线传感器在井下复杂的环境中，极容易被破坏，比如一块煤可能就把皮带上的传感器砸坏。无线传感器则能很大程度上避免传感器失灵的问题，提高了监测的准确度。当然有些我们期待的信息化现在还做不到。比如，每个工人身上都带着电子标签，实现定位。虽然好多厂商这么忽悠，但实际上目前的技术和产品只能做到非常粗略的定位，就相当于一般公司里的打卡，只能实现管理功能。现在用物联网手段实现定位首先要攻克井下无线信号衰减的问题，用无线传感网和定位算法实现人员定位也是目前一些厂商和科研机构的研究方向。信息化作为支撑业务和管理的重要手段，在提高业务响应速度和管理水平上，在很多行业都做到了令人吃惊的程度。我们有理由相信，信息化帮助我们保护矿工的生命并不是幻想。
煤矿视频监控系统的数字化改造
1、煤矿现有条件
现在大多数中小型煤矿已经建立了自己的模拟视频监控系统，采用点对点光纤模拟视频信号传输方式，将井下各监视点摄像信号传输到地面调度室，经视频矩阵切换器，输送至电视墙进行显示。但是随着煤矿生产规模的扩大，视频监视点愈来愈多，相应的矿用光缆芯数大大增加。这不仅提高光缆造价，还大大增加了线路故障的抢修难度和时间，系统的稳定、可靠性也随着光缆芯数的增加而降低。此外，只有在矿调度室才能看到井下生产情况，而相关的领导、业务科室及基层单位不能了解职工在现场操作的具体情况，不能通过系统及时指挥生产，造成信息不能共享，形成生产指挥中的不连续现象。
2、煤矿本地数字化改造
整个系统主要由以下模块组成：摄像头、硬盘录像机（DVR）和浏览器。摄像头负责视频图像的采集，根据需求，可以配备不同分辨率的;硬盘录像机和摄像头间用标准的BNC视频接口（75R）连接，把摄像头采集来的视频数据进行数字化处理、压缩，发布到网络上，并存储在本地硬盘，以便提供历史回放功能。
该类型改造只是在原来监控系统的基础上将一部分模拟视频信号经过网络硬盘录像机编码转换成可以进行网络传输的数字视频信号，送入矿区的局域网，将监控点的信息实时地提供给煤矿各部门。这种改造相对比较简单，改造成本较低，基本不会带来监控资源的浪费，比较适合小型煤矿的使用。
3、煤矿远程数字化改造
前端图像采集设备采用一体化摄像机和球形摄像机，根据需要安装红外等其他探测设备。前端视频处理设备采用DVS，将模拟信号进行模数转换后编码，通过IP网络发送给系统中的其他模块。
监控中心采用软件实现，将管理中心、报警主机、主控管理、分控管理等功能根据系统需求和系统规模部署在一台或者数台服务器上，连接到IP网络中，实现各种管理功能。电视墙管理主机通过在高性能PC上安装多路硬件解码卡实现视频流的解码，解码后转换成AV信号后输出，同时亦可实现音频信号的输出。单台主机通过搭载多块视频解码卡可实现同时多对24路视频信号的解码和AV输出;画面具有灵活的排列组合方式和轮巡机制;配套软件支持与前端设备（DVR、DVS）进行双向语音对讲。
当增加新的监控点时，好采用网络摄像机，其具有网络功能，可以在井下搭建树形或环形系统，通过一根光缆将视频信号传到井上，可以节约大量光缆，降低系统成本。此外，可提高系统的扩展性。
新技术：移动监控入驻煤矿安防
一项将改变山西省煤炭安全生产监控手段的新技术，去年12月3日通过新产品鉴定和科技成果鉴定。这项新技术的与亮点是结合物联网、云计算、SOA等前沿技术的综合远程监控平台，应用于煤炭监控领域，并结合移动互联技术，开发形成的一个包含瓦斯监测，人员定位、产销存、水情与电力监测等子系统的大容量，高可用性的远程移动互联监控平台，尤其是实现了同一路视频同时在各种类型终端设备上的实时调阅。专家认为，这项技术应用前景广阔，在国内同类研究中处于水平。
查阅了相关资料，现场观看并感受了系统演示，不论是不足千元的普通安卓手机，还是的苹果智能手机或者平板电脑，一机在手就可实时调看监控范围内的各种数据和视频，彻底实现了任何时间、任何地点，对现场情况的掌握。据业内人士介绍，只要与网络联通，所需资料与视频均可显现，这项软件系统实现了对不同厂家、不同编码格式的视频进行多路转码，其兼容性是目前国内大化、流畅的。新产品鉴定指出，该产品是将煤矿软件监控系统实时监测数据，综合应用3G、无线、专线、DSC等多种网络接入方式传输到移动智能终端，使各级决策者和不同层次用户随时掌控情况。
目前这项新技术已在太原东山煤矿和山西潞安集团部署，并分期投入应用，系统运行稳定可靠。煤矿安全生产移动监控是山西四和交通工程有限公司研发，省经信委、省机电行业办和省科技厅分别组织了新产品鉴定和科技成果鉴定。