煤矿视频安全监控系统设计与故障分析

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摘 要：

为了避免违法、违规组织生产而造成的煤矿事故频发，认真吸取事故教训，完善煤矿安全监管手段，规范煤矿生产秩序，有效遏制煤矿违法、违规生产行为，提高煤矿生产系统的安全性和现代化程度，便于及时直观地了解井上下各方面的生产信息动态，确保安全、提高生产率，及时发现和处理问题，阜新矿业集团兴阜煤矿根据本矿的实际情况安设了煤矿数字视频监控系统。该系统采用国际和国内一流的华为设备，把视频图像全部传送到我公司调度指挥中心，实现对全部分站监控管理，该系统操作方便，图像清晰，现将该系统设计方法和在管理维护该系统过程中常见的各类故障进行综合分析。

关键词：

视频监控；故障分析

中图分类号：

F49

文献标识码：A

文章编号：16723198（2013）10016302

1 系统工作原理

监控系统井下采用IK108本安隔爆型摄像仪，地面采用高清红外摄像仪为前端设备采集图像。井下通过矿用阻燃光缆作为传输，地面远端用光缆传输，近端采用同轴电缆传输到接收机房。图像信号通过视频分配器PIH6002设备分别分配到监控电视墙、硬盘录像机、视频切换器和视频编码器。视频图像信号通过视频编码器转换成网络信号，由S3900交换机设备传送到集团公司总调度室电视墙进行实时监控。其中硬盘录像机在NVS软件的支持MJPEG/H.264两种视频格式实现录像及回放。

图1 各矿监控系统组成示意图

2 设计原则

（1）技术先进。

该系统内所选设备均为最新产品，技术成熟，广泛地应用到各种领域，经过市场考验，技术性能居同类产品领先水平。

（2）扩展性能好。

系统的设计应留存充分的条件，以便需要时能进行扩充。

（3）利于管理。

系统通过对各重要场所的监控，不仅提高了煤矿安全生产的现代化，节约了大量的人力、物力，而且为管理部门进行安全监控提供了先进的管理手段。

（4）性价比好。

产品性能稳定、价格合理，返修率较低。

3 系统特点

（1）井下采用隔爆本安型摄像仪，适应井下各种环境。

（2）传输井下采用矿用阻燃光缆，能够消除井下各种电器设备对视频信号干扰，保证视频图像信号不失真。

（3）井下选用低照明摄像仪，地面选用高清红外摄像仪致使保证图像清晰。

（4）显示灵活，在监控中心可以实现对任意一路摄像机传输视频进行显示，并进行录像与回放。

4 主要部件

（1）视频分配器：用于将一路视频信号转换成多路视频信号的设备，这次工程中使用的型号为PIH 6002分配器，它可以将一路视频信号转换成相同的四路信号输出。

（2）VGA视频分配器：其作用等同于视频分配器，只不过它是将电脑信号（也叫RGB信号）进行一分多的转换。

（3）视频切换器：是实现将多路视频信号排成队列顺序传输的视频设备。这次工程中使用的是16路视频切换器，它可以将16路视频信号中的几路或全部信号顺序上传。

（4）网络视频服务器：它一般由视频编码器和视频解码器配对组成，是一种转换设备，视频信号通过视频编码器编码，进行网络传输到对方视频解码器解码，在转换成视频信号来进行传输。这次工程中编码器采用的是wt532，视频解码器采用的是wt532D。

（5）视频光端机：也是由视频光端发射机和视频光端接收机配对组成，是一种转换设备，视频光端机接收视频信号后转换成光信号，通过光缆进行传输到中控机房，在由视频光端接收机转换成视频信号分配给各地点。这次工程中定点采用的是FL1100光端机。

（6）监视器：也叫工业监视器，是用来进行视频信号显示的设备。

（7）BNC头：俗称Q9头，用于视频电缆的两端连接视频设备用。

（8）同轴电缆：用于视频信号的传输。这次工程中使用的型号为SYVV 75-5，特性阻值为75Ω，它不能用有线电视的同轴电缆来代替，也不能作为有线电视电缆来使用。

（9）硬盘录像机：大华硬盘录像机，是用来存储视频录像信息和控制前端动点摄像头的设备，是调度室监控的核心设备。

（10）护罩：用于安放摄像头，起到防尘和保护的作用。

（11）摄像头：是前端信息的采集设备，我们这次工程中使用的是IK108摄像头。

图2 定点监控设备连接示意图

5 常见故障分析

5.1 无图像输出

（1）首先检查监视器是否正常，电源供电是否满足。

（2）检查视频分配器是否正常、电源供电是否满足。

（3）检查传输线路是否正常，传输设备有无故障，线路有无断线或混线显现。

（4）检查视频摄像仪是否正常，摄像仪供电是否正常。

5.2 图像质量不好

（1）检查显示设备、传输设备、分配设备、摄像仪供电是否正常。

（2）检查线路是否超长或与高压电缆混搭影响信号的传输。

（3）检查视频同轴电缆各连接头是否接触良好。

（4）检查摄像仪光圈是否调好，镜头是否有指纹或太脏。

6 常见故障判断方法及流程

6.1 常用方法

替换法：用好设备来替换故障设备，如：判断监视器是否损坏，把相临监视器的视频输入线插入故障设备输入口看图像有无显示就可得到结果。

排除法：把怀疑有故障设备排除在系统之外可以帮助我们找到故障点的位置。如：在判断避雷器是否损坏，可以先不接此设备，看图像有无就能得到结论。再如将前端设备直接拆下来拿到调度室测试，就能判断出是线路故障还是设备故障。

测电压法：我们这次工程中采用的摄像头电源都为直流12V，正常的工作电压范围是11―13V之间，电压过高过低都可造成无图像或图像干扰。从现场情况看大部分的图像干扰是由于摄像头或光端机的电压造成的。

测电阻法：作为同轴电缆来讲，其芯线与屏蔽层之间是不能短路的。用数字万用表的蜂鸣档来检查线路的好坏。

6.2 设备故障判断流程图

图3 定点监控设备连接示意图

7 结语

该系统主要用于监控和记录煤矿生产活动。系统可以是独立网络或与煤矿安全监控系统网络联网。为此监管部门和领导能够第一时间掌握安全和生产，提高了煤炭管理的信息化和现代化程度，至此实现集中管理、指挥、调度、协调保证安全生产，防止各种隐患和突发事件发生。