煤矿工业电视视频监控系统解决方案

煤矿工业电视视频监控系统解决方案目录第一章系统设计综述第二章系统软件设计第三章系统组成及解决方案第一章系统设计综述1.1引言随着煤矿安全生产监督管理的需要，视频监控技术已广泛应用于煤矿生产的各个重要环节。

目前，大部分煤矿使用的视频监控系统基本都是早期的模拟（CCTV）和数字（DVR）系统，性能和稳定性不高。

模拟监控系统具有很大的局限性：传输受距离限制，并且易受干扰，影响图象质量；无法实现联网，只能以点对点的方式监视现场；数据存储需要大量介质，不易于检索查询。

另外，基于PC+多媒体卡的（DVR）系统，由于可靠性和性能差，灵活性和扩充性差，难于维护，不能实现多监控中心和多级管理，不适合当前有关部门对煤矿安全生产监督、管理的要求。

现在，随着网络技术、计算机技术和多媒体技术的飞速发展，基于TCP/IP 网络的视频监控技术，由于其具有分布式接入、便于共享访问和控制、视频信号占用带宽资源少、图像质量好、易于存储和管理等诸多优点，已经广泛应用于各个行业。

因此，在煤矿安全监控系统中采用网络视频监控技术是发展的大趋势。

1.2系统建设规模一个总监控中心：设在矿区调度中心。

包括系统管理服务器、大屏幕显示系统系统。

分控端：矿区内各领导采用PC式客户端实时浏览图像。

监控点：包括矿区井上的监控点和井下的监控点,均通过光纤接入。

主要设备包括光纤及接入设备、IP摄像机等。

1.3设计标准在系统的设计过程中，我们遵循了国家与行业有关的设计规范和标准，具体如下：《通信网技术标准汇编》（GB 84）《工业安装工程质量检验评定统一标准》（GB 50252-94）《低压配电设计规范》（GB 50054-95）《电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范》（GB 501071-92）《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）《工业电视系统工程设计规范》（GBJII5-87）《电子计算机机房设计规范》（GB 50174-93）《电子设计雷击保护导则》（GB 1450）《计算机接地技术要求》（GB 2887）《计算机软件开发质量及配置管理计划规范》GB12504－12509－90《计算机软件开发规范》GB8567－93IEEE 802.3网络技术标准等1.4设计原则根据项目的技术要求，系统遵循以下原则设计，确保研制系统的完整性、先进性、实用性、可靠性、开放性和可扩性。

1．规范化系统设计依据最新的国际标准、国家标准和行业标准，遵守开放的原则。

系统设计有外部接口，很容易与其他应用系统共享数据，实现无缝衔接。

2．安全可靠性建立完善的网络与信息安全保障体系，确保系统运行有高度的可靠性和安全性。

使用消息队列、数据冗余等技术保证数据的完整性，即使在网络暂时中断时也不会丢失数据。

3．控制优先级使用全局统一的逻辑授权机制，保证全局同步更新授权，避免造成控制混乱。

4．实用性采用成熟的技术，并结合煤矿安全监控的实际需要，建设一套最适合于各级煤管部门实际需求的监控系统。

集遥测、遥视、遥控功能三位一体，功能强大，性能优良、界面醒目、友好，系统各种操作简单、易学易用。

5．先进性采用成熟的先进技术，保证具有较好的先进性、实用性和较长的生命周期。

要充分考虑到现代信息技术的飞速发展，使系统具有较强的开放性，为技术更新、功能升级留有余地。

6．可扩展性系统采用模块化设计，具有较强的扩展性，可以方便的实现规模的扩充和业务的延伸。

软件支持在线升级、扩充，可实现平稳过渡。

7．可维护性系统设计时充分考虑到系统的可维护性，可实现远程维护，具有维护操作简单、维护工作量小的特点。

8．经济性系统开发运行平台均采用当今最为通用的各种操作系统和开发工具，充分利用了我们在其他监控领域中成功应用的中间件和模块，大大减少在系统平台方面的投入，具有极高的性能价格比。

1.5 系统建设目标系统的总体建设目标是：系统利用先进的计算机网络技术、通信技术、多媒体技术、微电子技术等，借鉴当今先进的管理技术和手段，建设一个具有一定实用性、先进性、可靠性、开放性的“煤矿安全远程视频监控系统”。

系统依托于煤矿视频光纤专网，以调度监控中心为核心，连接井上和井下的视频监控点，通过授权可以在各级分控端实现对近四十个井下关键生产环节和井上的全方位远程监视和控制。

为煤管部门提供现代化的监控手段。

1.7系统组织结构系统的组织结构如图1.1所示。

图1.1 系统组织结构图1.8系统功能需求根据“系统需求规范”系统以调度监控中心为核心，通过煤矿视频光纤专网，连接各监控点，实施对煤矿安全生产过程中各个重点部位和环节进行全方位的视频监控。

各级领导根据授权，皆可对现场视频进行远程共享访问控制。

其视频共享访问功能如下：●视频监视视频监视就是在各级领导分控端，利用专网，能够实现监视各个重点监控部位图象。

系统具有单路或多路图像同时监视功能。

在计算机屏幕上可同时显示一个、四个、九个、十六个摄像机的图像，画面格式可选，并可对其进行图像冻结、放大、缩小等操作。

●视频控制可实现对监控点摄像机的云台、镜头、雨刷和照明灯等的远程控制，达到最好的监视效果。

控制动作包括：①摄像机的左、右、上、下转动②光圈调节③焦距调节④雨刷控制⑤照明灯控制●视频录像和画面捕捉功能视频录像是把要监控的视频信号保存为视频文件，以便查询；视频捕捉是指在远程视频监视时，根据需要随时能够进行现场重要图像的画面捕捉，以便仔细观察、记录保存和打印存档。

从触发机制上分，录像分为三种：连续录像、动态录像、手动录像、报警联动录像。

连续定时录像是系统在某个规定的时间区间对指定监控点视频进行自动录像；动态录像是系统在某个设定的时间区间内，在某个设定的监视区域内，对有移动事件发生的画面自动录像；手动录像是操作人员根据工作需要对监视现场进行的随机录像；报警联动录像是指系统可与其它系统进行联动控制录像。

当发生特殊事件时，系统会自动触发录像功能，对该时刻的现场进行录像。

●系统管理维护功能系统管理维护功能是指系统各级管理员，根据授权通过管理终端可对其所辖范围内的系统进行管理和维护操作，包括：站点和设备管理和维护、用户管理与维护、系统维护等。

●系统安全管理监控系统有安全密码，没有权限的人员将不能对监控系统进行查询、设置系统、删除文件等操作。

●系统报警联动功能系统预留有报警接口，可以连接主动探测器和被动式紧急按钮，增加对突发事件的报警录像功能。

紧急情况（如瓦斯超限），只要有开关量接入系统，即可实现报警联动画面自动切换打开，声光报警，并有醒目直观的消息窗口提示。

第二章系统软件设计2.1系统视频流分析根据远程视频监控系统的结构和功能需求，整个系统视频信息流和视频控制流程如图2.1所示。

图2.1 系统视频信息流和视频控制流程2.2视频的控制策略根据网络监控系统的特点及视频监控业务方面的要求，我们采用网络化分布式视频接入、多级分布式客户机/服务器架构、控制权限集中管理、集中存储的策略来实现。

网络化视频接入，是指采用专用的视频接入设备就近将监控视频接入网络。

控制权限集中管理，是指网络中各级用户统一接受权限管理，引入多用户优先级管理机制，避免控制冲突，保证各监控点控制的唯一性。

集中存储与共享，基于IP网络的分布式监控系统使得海量存储成为可能，并能够满足多用户的共享需求。

视频的控制采取统一的多优先级管理机制，系统设置全局统一的优先级别，各级视频服务器自动判断当前用户的优先级别，从而保证某个摄像机在特定时刻只有一个用户能够拥有控制权。

优先级的判断与控制权的转换均为自动方式，即当有更高级别用户申请时，会自动获得摄像机的控制权(如图 2.2)；当前有控制权的用户退出时，系统自动选择下一个用户，并发生控制权的转移（如图2.3）。

图2.2控制权获得流程图2.3控制权转移流程第三章系统组成及解决方案3.1系统组成根据标书技术要求，在系统总体架构上，我们建议主要采用C/S体系结构，在某市煤炭局设置RNSS管理服务器，实现对整个系统视频的统一调度管理；监控点通过网络视频接入设备，实现视频的接入。

系统可分为两个管理层次（监控中心、监控点），用户可分布在网络的任何部位。

整个系统由监控总中心、各级领导和操作员分控端和煤矿监控点组成，如图2.1所示。

图2.1 系统组网结构图3.2监控中心监控中心设置在中心调度室，主要由RNSS管理服务器（兼WEB服务器）、集中存储服务器、客户端等组成。

3．2．1 RNSS管理服务器监控总中心RNSS管理服务器，是整个系统视频调配和管理的中枢，负责整个监控系统所有硬件设备配置信息及所有用户注册信息的管理、智能虚拟巡检员、网络优化等以下几项功能。

用户可以通过RNSS系统配置程序来配置各种功能●硬件设备配置信息的管理：由服务器对报警设备和音视频处理设备等各项硬件进行注册，分类管理。

音视频终端（DVR）注册信息如：IP 通信地址、网卡MAC地址、音视频终端板卡的类型、通道数等信息。

可对各项硬件设备的状态值可进行编辑并进记录。

音视频终端设备的重起，不影响服务器端硬件配置信息的设置，硬件设备重新启动后即恢复到启动前硬件功能设置状态；●系统用户的管理：监控系统的所有用户由服务器端统一注册并进行管理，用户的注册包括用户名和密码的分配；用户的管理包括用户的登陆系统验证，用户权限的分配，用户的注销，系统并根据用户权限的不同等级设立优先权。

系统并为每个用户建立日志，记录每个登陆用户的各项行为，以时间、触发信息类别建档。

对于用户访问权限的管理，可定向于指定设备如：某一台电脑，确保信息的安全，防止泄密事件；●智能虚拟巡检员：系统自动对所有硬件系统运行状态建立时间、类型分档日志，系统通过对硬件日志进行自检，分析硬件设备的运行状态，及时向管理员提示系统维护要点；●系统网络优化：在网络传输满负荷的情况下，自动处理信息的优先级的问题(报警信息—图像质量—图像大小--帧数—语音)，从而使报警信息能够根据网络的状况，自动调整各种信息传输的优先级，保证重要信息传输的表现方式，从而在现实的网络传输的质量约束下，尽可能地将现场的细节传输至接警点，以便于安防部门对现场状况做出准确判断；●服务器端其他服务功能：如服务器端自动监测用户是否安装所需软件，并提示用户下载或升级；辅助存储功能，如制订服务器端指定类别信息的存储，确保重要安全防范信息的备份；对于重要文件的创建以及删除也可进行纪录；电子地图由服务器端统一进行管理；●预案功能：用户可以预先设置多种遇警处理预案，在必要时，例如：有报警信息触发时，就可以直接调用预案及时对事件做出反应，采取必要的手段和措施，切实发挥出监控系统的实用效果。

●预览组功能：预览组是用来将一些属于同一主机或属于不同主机上的若干个通道组合成一个或若干个组，便于用户对这些常用组、或重点组统一调度。