矿井钻孔救援监控系统的研究与开发

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1、西安科技大学硕士学位论文矿井钻孔救援监控系统的研究与开发专业名称：计算机应用技术作者姓名：房屹松指导教师：秋兴国学位论文独创性说明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：日期：论文题目：矿

2、井钻孔救援监控系统的研究与开发专业：计算机应用技术硕士生：房屹松（签名）指导教师：秋兴国（签名）摘要煤炭工业在有力推动我国经济发展的同时，所带来的煤矿事故也给国家、社会造成了重大的损失。作为近年来煤矿应急救援领域逐渐发展起来的一种新型救援方式，钻孔救援已在全世界范围内多次成功运用。但钻孔救援尚处于发展阶段，我国在此方面的研究还远远落后于国外，总体上呈现出救援能力不足、救援响应迟缓、应急能力较差，信息化程度薄弱等问题。通过研究目前我国钻孔救援的发展现状及救援特点，综合运用计算机多媒体技术、数字图像处理技术以

3、及通信技术，研究开发了矿井钻孔救援监控系统，其由地面中心站和孔内采集终端两部分组成，有效实现对钻孔救援过程的可视化监控，具有监测、预警、通讯、存储等功能。文章依据软件工程指导思想进行了系统的总体设计与功能设计。孔内采集终端中，视频采集部分深入研究了基于H.264视频压缩标准的视频解码子系统，能对孔内传回的实时视频流进行解码，复原可视化图像；图像压缩部分研究了以JPEG2000图像压缩标准为核心的图像压缩解压子系统，从而实现了对单帧图像高压缩比的压缩及解压；预警部分研究了数字图像处理(DIP)技术，实现了对

4、钻孔内壁异常的检测，能对救援过程中可能发生的二次事故进行预警。地面中心站通过救援通信线路获取孔内救援图像，同时控制孔内监控状态，完成系统与救援人员的人机交互功能；通过对钻孔救援通信线路的分析，文章研究实现了一种基于DSP+FPGA的高速调制解调器设计方案，能解决当前钻孔救援通信线路速率瓶颈问题，有效提升了传输速率，从而保证系统的监控实时性。经过系统测试及实际应用，证明本系统实现了矿井钻孔救援的有效监控，满足煤矿监控安全规程，在一定程度上推动了我国钻孔救援信息化的发展，为应急救援决策支持，灾后评估及经验总结

5、等方面的进步做出了一定的贡献。关键词：钻孔救援；监测监控；图像处理；孔壁异常预警；DSP+FPGA；煤矿应急救援；研究类型：应用研究Subject：ResearchandDevelopmentofSurveillanceSystemBasedonDrillingRescueSpecialty：ComputerApplicationTechnologyName：FangYisong(Signature)Instructor：QiuXingguo(Signature)ABSTRACTCoalindustryp

6、romoteseconomicdevelopmenteffectively,andtheaccidentsbroughtbyitalsohavemadeagreatlossanddemageonourcountryandsociety.Asanewandgraduallydevelopmentrescuemethodincoalmineemergencyrescuefieldinrecentyears,drillingrescuehasbeenusedmanytimessuccessfullyinthew

7、orld.Drillingrescueisstillunderdevelopingstage,andrelatedresearchonitinChinalagbehindthatofinforeigncountries,whichshowstheproblemsofdeficiencyinrescueability,retardationinrescueresponse,deficiencyinemergencyability,weaknessininformationdegree.Byresearchi

8、ngourcountry’scurrentdevelopmentstatusandcharacteristicsofdrillingrescue,integratedapplicationofcomputermultimediatechnology,computerimageprocessingtechnologyandcommunicationtechnology,thepassageresearchesanddevelop