移动视频巡检装置的设计与应用

范冠军 吕刚 曹海波

【摘 要】随着煤矿自动化的持续建设，越来越多的设备已经实现了远程自动化，管理手段逐渐细化，但是设备管理仍以人工现场巡视为主，人工巡检存在劳动强度大、受环境因素影响大、巡视结果客观性不足等弊端[1]，為满足自动化发展需要，提出一种视频巡检装置，摄像头能够根据需要移动位置，在一定区域内实现移动巡检，装置设计以立足信息化为大前提，利用先进的网络技术、自动控制技术、通信技术、计算机技术、视频技术，以提高效率和管理水平，减少巡检人员和降低工人的劳动强度，避免人身伤害事故的发生为目标，为煤矿进一步提高安全生产水平打下良好基础[2]。

【Abstract】With the continuous construction of coal mine automation， more and more equipment has realized remote automation， and the management means have been gradually refined， but the equipment management is still dominated by manual on-site inspection， there are many disadvantages in manual inspection， such as high labor intensity， great influence by environmental factors， and insufficient objectivity of inspection results[1]. In order to meet the needs of automation development， a video patrol inspection device is proposed， in which the camera can move the position according to the needs and realize the mobile inspection in a certain area. Based on the premise of information technology， the device design makes use of advanced network technology， automatic control technology， communication technology， computer technology and video technology to improve efficiency and the management level， so as to reduce the number of inspection personnel and reduce the labor intensity of workers， avoid the occurrence of personal injury accidents， and lay a good foundation for further improving the level of production safety in coal mines [2].

【关键词】煤矿;自动化;视频;移动巡检;安全

【Keywords】coal mine; automation; video; mobile inspection; safety

【中图分类号】TP311                                      【文献标志码】A                                【文章编号】1673-1069（2019）05-0166-02

1 引言

煤矿井下生产过程复杂，环境恶劣[3]，经过近30年的发展，目前煤矿各系统已经实现机械化、基本实现自动化，生产效率低的局面已经大有改观，井下人员密度越来越低，安全生产水平逐步提升，但在现实生产中，依然需要大量的人员巡检生产设备，造成大量的人力资源的浪费，特别是安装在狭小空间内的设备，如何安全可靠的巡检，是困扰很多煤矿的难题，本文对移动视频巡检装置的设计及其在煤矿井下水泵房的应用进行了阐述。

2 系统设计

2.1 系统目标

实现煤矿井下等危险区域内环境与设备的实时视频监控，通过远程控制摄像仪位置实现对现场设备及环境的巡检，提高巡检效率和管理水平，减少巡检人员岗位定编和降低工人的劳动强度，避免人身伤害事故的发生，为煤矿进一步提高安全生产水平打下良好基础。

2.2 系统架构

移动视频巡视装置主要由就地控制单元、指令执行单元、现场视频采集单元、数据传输单元、远程控制显示单元组成。

通过移动视频巡检装置结构图装置，巡检人员可以在监控室中通过现场视频图像实现现场情况的巡查，当需要移动摄像仪位置时巡检员通过计算机下达指令，指令传出给现场控制单元进而实现电机的开停、正转、反转控制，通过电机牵引摄像仪向前或向后移动。

2.3 视频采集单元设计

视频采集单元主要由电动机（含减速机）（1）、固定架（2）、移动带载小车（3）、牵引绳（4）、定滑轮（5）、尾部张紧器（6）、线缆吊钩（7）、挂线绳（8）、线缆（9）、摄像仪（10）、导轨（11）、导轨连接件（12）、位置感应开关（13）、过位移防护桩（14）等组成。单元结构图如下：

其中，固定架选择角钢加工而成，导轨采用角钢加工成5m一段的标准件，除锈喷漆处理，根据现场需要监测的实际长度合理确定总根数，电机选择标准1kW电机，自带减速装置，减速后的轴上嵌套一直径为150mm的转盘，转盘与轴通过键销连接，防止产生滑动，牵引绳本系统选择直径6mm钢丝绳，挂线绳选择直径5mm钢丝绳;滑轮（5）直径150mm，通过滑轮座安装在一平米钢板上，带载小车通过钢板和直径20mm滑轮自行加工成套，导轨与导轨采用外侧加衬板紧固的模式进行。

3 在井下水泵房中的应用

3.1 现场实施

首先在泵房墙壁上安装支架，然后把导轨和支架通过螺栓紧固在一起，此时注意先不要紧固到位，将导轨全部安装完成并将衬板固定到位后，将整条导轨调平后再紧固，把带载小车安装在支架上，然后通过牵引钢丝绳将大滑轮和小车、电机转轴上的转盘固定在一起，形成一个完整部件，此时电机转动则会牵引小车水平运动。将挂线钢丝绳穿入若干个吊环后紧固在支架下方，摄像仪安装在带载小车上，线缆通过吊环吊在挂线钢丝绳上。然后在导轨前后端约50cm处分别安装位置行程开关，行程开关外侧10cm處焊接过位移防护桩，上述工作完成后通过调整尾部张紧器将牵引钢丝绳张紧，完成视频采集单元的现场安装。

然后完成电机控制部分的接入，电源接入。视频及传感器信号通过网络传输给远端监视计算机，通过编程处理，确保系统运行平稳可靠，无翻车事故发生，并进行行程保护测试，确保系统满足设计预期要求。

3.2 装置功能

具有实时控制移动视频装置的能力，包括速度、定位、异常处理能力，并完成信息的整合。

①视频巡检系统最低速度不小于0.3m/s;②视频图像分辨率为1280×960;③自动控制巡检系统的巡视间隔时间，自动保存图片、影像资料;④实时显示巡检的现场状态;⑤对巡检系统发回影像资料进行分析，正常只保存不告警，不正常发出告警信息;⑥具有完善的人机接口界面，可通过鼠标操作控制移动视频装置的运转

3.3 实施效果

通过移动视频巡检装置在煤矿井下水泵房中的应用，以及远程控制摄像仪位置实现对现场设备及环境的巡检，实现了现场环境与设备的实时视频监控，大幅提高巡检效率和管理水平，减少巡检人员岗位工6人，装置自投运至今该煤矿排水系统杜绝了各类事故的发生，大幅度提高了该矿的自动化水平及安全生产水平。

4 结语

移动视频巡检装置利用可以移动的摄像仪代替人工巡检，其可以移动的特性特别适合实现狭小空间、危险区域的实时视频监控，能够有效减少现场人员的投入，避免人员在危险区域出现和停留，有效提高巡检效率和管理水平，减少巡检人员和降低工人的劳动强度，为煤矿进一步提高安全生产水平打下良好基础。

【参考文献】

【1】林仁清. 机器人巡检系统在变电站运维管理中的应用[J]. 设备管理与维修，2017（19）：11-13.

【2】任晓庆. 上湾煤矿本质安全管理体系的研究[D]. 包头：内蒙古科技大学， 2013.