工业数字电视监控系统在现代选煤厂生产中的应用

袁如芬 安徽省淮北矿业集团临涣选煤厂通讯计算机科

工业数字电视监控系统在现代选煤厂生产中的应用

袁如芬 安徽省淮北矿业集团临涣选煤厂通讯计算机科

工业数字电视监控系统在现代工业中发挥着很重要的作用，已经成为一种新的管理手段。此篇主要介绍工业数字电视监控系统的组成和功能以及在选煤生产中的应用。

工业数字电视监控系统;实时监控;系统功能

引言

在现代化工业生产中，随着企业现代化装备的发展和计算机网络的应用，以多媒体计算机网络为依托，基于光纤和双绞线网络传输，多媒体计算机和电视墙终端，实现计算机网络多媒体终端的工业电视图像显示的监控系统对工业生产场所和设备进行实时监控并对信息资料进行存储分析，使图像资源得到共享，这已是现代化工业生产中必不可少的组成部分。在选煤厂生产中，充分利用工业数字电视监控系统，随时掌握现场选煤生产情况、设备运转情况。同时可将现场的图像全天候地记录在硬盘上，并实时地传送到调度监控中心。相关管理人员不仅可随时调看每个地点的当前状况；在发生意外情况时，可以根据现场状况，及时调派人员处理，消除重大事故隐患。无论是在安全管理方面、遇到问题时及时响应方面，还是在减员增效方面，都有显著的优势。

一、工业电视监控系统组成

临涣选煤厂工业电视监控系统由下面四部分组成：前端摄像系统、传输部分、切换、控制存储部分、视频显示部分。如图1所示

二、工业数字电视监控系统介绍

2.1 前端摄像

根据生产工艺及安全管理要求, 在全厂东、西区设立220 个摄像点, 选煤厂目前使用的有彩色、黑白低照度摄像机，以满足光线较暗条件下的要求。另外, 根据监视区域范围的不同, 一般镜头有可变和自动对焦型的，由于摄像机附件多，在安装时麻烦，我们现都使用的是一体球式摄像机，一体球式摄像机是机罩、云台、解码器整合设备，其内部已把导线连通。在原煤系统中我们采用的是一体球式防爆摄像机。前端摄像机主要完成对选煤重要设备、各下煤通道溜槽摄像并转换成视频信号, 通过视频分配器分别送入数字硬盘主机和矩阵主机, 是整个监控系统的最前端设备

2.2 信号传输部分

光纤通信具有通信容量大、传输距离远、重量轻、耐水火、抗拉强度高、信号串扰小、保密性能好、抗电磁干扰、传输质量佳、使用寿命长等优点，特别适合环境差的煤矿使用，不管是从图像质量、抗干扰能力、传输距离、性能价格比方面都比用电缆传输具有明显的优越性。因此在选煤生产中对于比较远，电磁干扰比较严重的摄像点都采用光缆传输方式，其他地点则采用电缆传输。

近距离的监控图像通过电缆直接传输到视频分配器，远距离的监控图像经过数字光端机，数字光端机将所要传输的图像、语音以及数据信号进行数字化处理，再将这些数字信号进行复用处理，使多路低速的数字信号转换成一路高速信号，并将这一信号转换成光信号。在接收端将光信号还原成电信号，还原的高速信号分解出原来的多路低速信号，最后再将这些数据信号还原成图像、语音以及数据信号传输到视频分配器。

2.3 系统的切换、控制、存储部分

当监视器数量少于现场的摄像机数量时需要对云台进行控制，同时需要矩阵主机来对视频信号进行控制，所有的视频信号先进入矩阵主机，在有矩阵主机输出到监视器上，矩阵主机有选择的把需要显示的视频信号切换到监视器上，一般都有主控键盘连着矩阵主机，通过主控键盘对云台和矩阵主机进行控制。

工业电视监控系统中的数字硬盘录像机发挥着重要的作用，它负责数字视频的压缩、网络视频流的管理以及用户的授权管理等，它的功能有实时摄录功能、锁定观察功能、显示功能、存储功能、管理功能、网络功能、控制功能、回放功能。

2.4 视频显示部分

监控终端是调度大屏和安装了本系统专用的软件的用户的计算机，它可以是各操作室的监控电脑，还可以是厂领导、中层管理人员、有关职能部门的计算机，它经过系统管理员的注册，授予不同的权限，既可观看本系统的图像，也可以对图像进行控制。

三、系统的功能

3.1 管理功能

用户管理：①可以对用户信息进行编辑，包括新建、修改、删除。②对用户进行权限设置，采用灵活的菜单级权限设置方式。③对用户的操作请求进行权限认证。操作日志：实时记录来自客户端的操作如用户登录和退出及系统运行情况等，同时生成操作日志，并可对其进行维护与查询。信息查询：登陆用户可以查询系统的使用和运行情况。巡检与校时功能。

3.2 监视功能

视频监控系统主要是根据各个现场监控图像通过光缆传输到监控室，使操作人员能直观地看到各重要生产环节和设备。一方面通过光缆将各个现场监控图像转换为视频信号通过矩阵把各个监控图像传输到调度大屏，供调度室工作人员监视和调度用。另一方面通过硬盘录像机和计算机网络传输，使网络内的计算机成为监控终端，管理人员通过计算机网络，直接观察现场的图像，随时了解现场的工作人员和设备的工作情况，在必要时还可以访问硬盘录像机中保留的历史记录。同时还可利用视频监视系统兼作安全保卫。视频监控系统的使用提高科学调度指挥和管理的现代化水平。

3.3 Web浏览功能

通过局域网，厂级领导、安监科、基层单位领导、相关职能部门可查看选煤现场生产、厂区重要地方的实时图像。有2 种实现方式: 一种是在现有的计算机上安装本系统专用监控终端软件并经过授权; 另一种是利用计算机自带的lE浏览器, 经本系统管理员授权后即可查看现场的实时图像。

3.4 流媒体服务器

流媒体服务器起到转发视频流的作用和最大限度地节约带宽，这样可以避免因带宽紧张而引起的网络阻塞。无论多少个接收端接收同一路图像时，控制编码器和流媒体服务器之间只有一路视频流量，从而保证视频流的可靠传输。

网络中有多个客户端接收视频时，流媒体源通过发送端只需向网络中传输一个视频信息流，通过流媒体服务器，给不同的客户端发送复制视频数据包，无论有多少客户端，保证不同的链路，只传输一个视频信息流，减少不必要的视频复制，节省网络带宽。

四、系统特点和要求

4.1 选煤厂的图像实时监控系统在建设初期就将系统在生产管理中的实用性放在首位, 确定了“ 以监视选煤生产重要环节和设备为主,环境监视为辅”的图像监控原则，并形象化为“该看的一定看到, 看到的一定看清楚” 。依据目前选煤厂的生产情况和人员部署，选煤厂图像实时监控系统主要监控范围：原煤系统（各下料溜槽、皮带、刮板机等）、压滤系统（压滤机、室外煤泥场、皮带、皮带机头等）、选煤系统（皮带、刮板机、精煤筛、中矸筛、皮带和刮板机机头等）、装车系统（铁道、装车的下料点、采样点等）、输煤系统（向电厂输送煤泥、中煤、原煤的皮带及各 下料溜槽等）。

4.2 本系统的通讯协议满足IEEE802. 4, 符合网络传输标准。系统在以太网中为数字化传输, 压缩格式为M PEG4 方式, 该方式能利用很窄的带宽, 通过帧重建技术压缩和传输数据,在提供高压缩比的同时对数据的损失很小。

结束语：工业数字电视监控系统为选煤生产调度指挥、安全监控提供了直观、可靠的手段，对于选煤厂安全生产、减人提效以及提高选煤厂生产管理水平具有十分重要的意义。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.057

袁如芬 毕业于安徽理工大学，助理工程师。