矿井工业电视监控系统集成技术设计与实现.doc

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1、科技进步奖申报书成果名称全光纤结构矿井工业电视监控集成技术研究与应用主要完成者崔常兴、曲培臣、翟慎峰、于建正、周秀君、侯立民、董文杰申请奖励等级科技进步一等奖成果内容简介梁家煤矿工业电视监控系统集远程光纤传输技术、以太环网接入技术、计算机远程控制技术、波分复用技术、矩阵切换技术、大屏幕显示技术于一体，实现了全矿井多套工业电视系统、大屏幕显示系统的集成，该项集成技术属国内首创，具有极高的应用与推广价值。系统实现了选煤厂电视监控系统、主副井工广电视监控系统、井下电视监控系统、文化长廊电视监控系统、指纹考勤电视监控系统及选煤厂大屏幕显示系统、调度大屏幕显示系统、集控中心大屏

2、幕显示系统的综合集成，实现了全矿井工业电视视频信号的集中显示与远程监控，通过矿信息网络，实现视频图像的远程传输。系统井上井下共安装122个工业摄像头，在国内率先将工业摄像头安装到采煤工作面，该系统在矿井安全生产、调度指挥、综合自动化远程集控工作中发挥了重要作用，系统建设规模及技术均达到了国内一流水平。所在单位鉴定意见所在单位(章)负责人签字(章)年月日评比小组评比意见组长签字(章)年月日备注全光纤结构矿井工业电视监控集成技术研究与应用一、矿井工业电视监控系统概论 随着数字信息时代的到来，数字化高新技术产品日益增加和完善。各行业为了提高和完善生产、管理水平和增加竞争性，

3、都争先采用完善的高新技术产品，矿井数字化电视监控系统就是信息时代的产物之一。矿井工业电视监控系统是应用于矿山工业生产和管理范围的电视监控系统，区别于一般工业电视监控系统，其设备和传输线缆必须具备防爆或本安、防尘、防潮、阻燃等特点，以适应矿井的恶劣环境。系统通过分布在地面生产系统、工广、井下皮带、运输大巷、机电峒室、采煤工作面等各个生产地点的摄像机，将视频信号实时传输至控制中心，通过显示设备可以直观地监视（可视）整个矿区中各重要生产环节和设备，对被监视场所的情况一目了然，又由于它具有只需一人在控制中心操作就可观察许多区域，甚至远距离区域的独特功能，被认为是达到全矿井自动

4、化之必须手段，利用它可以大大减少不必要的人力，在某些地点可实现无人值守，进而达到安全高效生产的目的，为管理人员提高质量管理、指挥生产、正确决策提供重大依据，也是矿井安全生产、综合自动化控制的重要保障。二、矿井工业电视监控系统组成工业电视监控系统一般由图像采集、图像传输、图像显示和系统控制四大部分组成。系统组成框图如下所示。图象显示图象切换图象传输图象采集控制中心解码驱动控制键盘及网络分控图像采集部分是监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”，包括摄像仪、光发射机、电源、云台等设备。图像采集设备的功能主要是完成目标景物到图像信息的转换，其物理变化是一个光电转换过程，在这

5、个转换过程中摄像器件承担了主要任务，而云台、镜头和其他辅助设备则完成目标景物的取景、照明和聚焦等功能。从整个系统看，图像采集部分是原始信号源，因此图像采集设备的好坏将直接影响图像信号质量和整个系统的质量。图像传输部分是指监控系统的图像信号通路。一般来说，传输部分主要是传输图像信号，但同时控制中心要对摄像仪、镜头、云台、防护罩等进行控制，因此还应包括控制信号的传输。图像传输部分的功能就是把各个图像采集装置产生的电信号形式的图像信息及时准确地传送到图像显示和记录设备，实现景物再现。对于图像信号的传输，主要要求在图像信号经过传输系统后，不产生明显的噪声和失真，保证原始图像信

6、号的清晰度和灰度等级没有明显下降等。在传输方式上全部采用光缆进行传输。图像显示部分一般由多台监视器组成，是图像监控系统面向用户的终端设备，主要完成图像信息的电光转换，在屏幕上再现目标景物的图像。在由多台摄像仪组成的图像监控系统中，一般不是一台监视器对应一台摄像仪进行显示，而是n台摄像仪的图像信号用一台监视器轮流切换显示。由于画面分割器的应用，用画面分割器把n台摄像仪送来的图像信号同时显示在一台监视器上，把屏幕分成n个面积相等的小画面，每个画面显示一个摄像仪送来的图像。根据用户要求，有的监控系统还有记录设备。系统控制是整个系统的“心脏”和“大脑”，是实现整个系统功能的指

7、挥中心。系统控制部分的主要功能有视频信号分配、图像信号的校正与补偿、图像信号的切换、图像信号的记录、摄像仪及镜头、云台、防护罩的控制(遥控)等。对于图像质量影响最大的是放大与分配，校正与补偿和图像切换，经过校正和补偿的图像信号，再经分配(或放大)，进入视频切换部分，然后送到监视器上显示。对摄像仪、镜头、云台、防护罩的遥控，可以实现对被监视的场所全面、详细地监视或跟踪监视。设有记录设备的系统，还可随时把发生情况的被监视场所的图像记录下来，以便事后备查或作为重要依据。三、我矿工业电视监控系统建设情况我矿工业电视监控系统建设时间不一，各个系统相对独立，根据