煤矿井下可视化系统的应用
可视化井下生产事故应急视频分析系统
可视化井下生产事故应急视频分析系统摘要：本文针对井下生产事故应急视频分析系统项目而展开，从对于井下工作面特殊的环境出发，由于每次工作地点的不确定性，采用微波段无线电波作为通信的一种载体，进一步构建系统的整体框架，并对每个重要环节中的设备进行阐述，最终展示系统的运行效果，完成将移动视频分析业务顺利接入矿信息化网络中，达到有效解决地面调度与井下事故场景之间的应急视频通信目的。
关键词：可视化；应急视频分析系统中图分类号：tn914文献标识码：a文章编号：1007-9599 (2013) 07-0000-021概述该项目就是针对采煤作业生产过程中的生产事故而提出的，生产事故一旦发生，视频分析系统立刻提供井下事故视频场景，减少或取消不必要的下井看现场时间，使生产事故处理时间降低到最小，提高煤矿的采煤生产效率。
因此，对煤矿井下生产，特别是在处理生产事故，减少工作面故障时间和延长工作面连续运转时间，更多更快的提高煤矿生产效率有着十分重要意义。
2系统组成图1系统结构图系统组成大致分为三块；一是现场是井下工人作业的岗点，也就是生产事故场景信息发生地；二是由摄像机和发射机构成基站（a）变坡视频基站；（b）变坡视频基站；（c）无线视频接收基站；（d）等四台基站组成无线视频传输线路；三是由顺槽网口；（e）矿信息化网；（f）地面调度中心；（g）组成地面与井下信息传输网络和计算机管理。
2.1无线发射器。
无线发射器是系统的核心部分，它所获取的视频信号是否清晰、有效直接关系到系统的终端显示结果。
在图像信号获取传输过程中，由于工作面的环境复杂，随采煤机的不断推进而变化。
因此，无线通信链路的不确定性严重威胁整套系统的可靠性。
经过多次试验我们发现采用点对点式的通信方案最为实用、可靠，由此，构建了发射器和接收器。
发射器中的视频采集模块采集生产事故现场的图像信息，转化为视频信号输出，由于生产事故发生的地点不确定性，因此为了保证采集到视频信息的高清晰度，采用的视频采集模块具有很高的清晰度，低照度，能够适应井下亮度不高的特殊环境。
煤矿安全监测监控系统在应用中存在的问题及解决措施分析
煤矿安全监测监控系统在应用中存在的问题及解决措施分析摘要：大部分煤矿开采的作业场所都在地下，地下地质条件复杂，开采过程除了需要大量的人力，还需要配备多种设备，这都提高了开采场所的复杂程度。
在开采过程中，如果对环境不了解，作业不规范，则可能发生重大事故，如中毒、爆炸、塌方等。
为了提高煤矿开采的安全性，必须使用先进的监控监测系统，对可能存在的安全隐患进行监测，发现问题立刻处理。
关键词：煤矿安全；监测监控系统；应用前言煤矿安全监控系统及预警技术在煤矿开采作业过程中的应用，有利于实现地下矿井信息化管理，促进煤矿产业的管理水平和以及安全生产水平的提升，在保障施工人员的人身安全的前提下，进一步提高了煤矿资源的开采效率，降低对环境的破坏程度，践行了可持续化发展要求，有利于促进我国的经济建设平稳发展。
1煤矿安全事故发生的主要原因第一，煤矿本身就具有一定的危险指数，煤矿主要是在地下进行开采工作，在开采过程中，会向外释放一定含量的瓦斯等有害气体，同时还会在短时间内产生大量的粉尘，这些因素都极易引发安全事故。
第二，在于当前有部分煤矿企业仍使用较为落后的煤矿开采技术和手段，过分追求眼前的经济效益，对煤矿开采的安全问题不够重视，对先进开采设备的成本投入较少，严重制约了煤矿行业的进一步发展。
第三，是煤矿行业的工作强度较大，工作人员要长时间处于高压环境下，需承受较大的心理压力，再加上大部分的从业人员文化水平较低，不具备充足的安全意识，在开采作业过程中缺少必要的安全防护，作业过程不够规范化，使得煤矿安全事故频频发生。
2煤矿安全监控系统概述煤矿安全系统，通过应用计算机技术和网络技术来实时监测煤矿中的氧气、一氧化碳和甲烷浓度等，同时还具备甲烷超出设定限值的自动声光报警系统，发现安全隐患能够自动断电，以及具有风电闭锁控制功能，可以采集、存储煤矿相关信息，应用煤矿安全监测系统有利于实现煤矿企业的高效安全生产。
煤矿安全监控系统除了能够监控煤矿环境之外，还能够在其他许多层面上实现全面监控。
煤矿开采的信息化建设
行业标准
制定和实施行业标准，推动煤矿开采信息化建设的标准 化和规范化，提高行业整体水平。
05
未来煤矿开采信息化的发 展方向
高度自动化与智能化
自动化采掘
利用自动化技术，实现采掘工作面的无人化操作，提高生产效率 。
智能调度
通过智能化调度系统，实现资源优化配置，提高生产计划的执行 效率。
智能安全监控
运用物联网技术，实时监测矿井安全状况，预防事故发生。
发展趋势
未来，煤矿开采信息化将朝着更加智 能化、绿色化、安全化的方向发展， 如利用人工智能技术进行智能预警、 预测等。
02
煤矿开采信息化的技术应 用
地理信息系统（GIS）
总结词
通过地理信息系统，煤矿企业可以全面掌握矿区地形、地貌、资源分布等地理 信息，为合理规划开采方案提供科学依据。
详细描述
GIS系统能够整合矿区各种地理信息数据，实现可视化展示和分析，有助于提高 矿区管理和资源利用效率。
04
煤矿开采信息化建设的挑 战与对策
技术难题与解决方案
技术难题
煤矿开采环境复杂，技术要求高，存在诸多 技术难题，如数据采集、传输、处理等方面 的技术瓶颈。
解决方案
引入先进的物联网、大数据、云计算等技术 ，建立智能化监控系统，实现数据实时采集
、传输和分析，提高开采效率和安全性。
安全问题与应对措施
物联网与5G技术的应用
物联网技术
通过物联网技术，实现设 备间的互联互通，提高生 产协同效率。
5G通信
利用5G高速网络，实现井 上井下通信的无缝对接， 提高信息传递效率。
远程控制
借助物联网与5G技术，实 现采掘设备的远程控制， 提高应对突发状况的能力 。
矿井通风安全信息可视化系统研究
矿井通风安全信息可视化系统研究[摘要]采用面向对象软件工程的思想设计。
系统能充分体现煤矿生产通风的具体需求，最终实现对煤矿井下通风复杂信息高效管理和利用，并为煤矿通风参数提供集成数据环境和可视化分析平台。
[关键词] 矿井通风安全；信息可视化；gis中图分类号：td 735 文献标识码：a 文章编号：1、引言地理信息系统（gis）作为一门集计算机技术、信息技术、空间科学、地学理论的新兴学科，已经广泛的应用于各种领域。
由于煤矿通风信息多并且比较复杂，且多数信息具有三维立体空间定位的特性，并具有较强的时效性，将g1s的原理和方法应用于煤矿通风信息系统中，对提高煤矿通风信息的利用至关重要。
建立基于gis 的煤矿通风信息系统的主要目标是解决煤矿中通风信息的可视化、可靠性、快捷化以及科学化，为通风系统的优化和降低煤矿安全事故提供可靠快速的决策。
2、系统目标和结构组成根据gis软件开发的方法，从节省时间和资金的角度考虑，采用ole方式进行集成次开发，即采用ole automation技术，用软件开发工具开发前台可执行应用程序，以ole自动化方式启动gis工具软件在后台执行，利用回调技术动态获取其返回信息，实现应用程序中的地理信息处理功能。
根据模块化思想，按照子系统划分的一般原则，综合考虑通风、安检两部门的需求，确定该系统要完成的目标有： a）通风机性能测定。
定期掌握和分析网络的通风工作状况，保证井下的正常通风，避免因风量不足而发生事矿；b）数字化显示通风安全相关图形，将图形扫描，利用gis软件，按图层方式进行数字化或直接利用数字化仪进行数字化；c）通风阻力测定。
定期准确地了解矿井各区段的阻力分布情况，以便经济合理的改善通风。
3、系统的开发语言和开发环境3.1 系统的开发语言目前，全世界有95%的用户使用的是windows操作系统，基于windows操作平台的开发工具主要有vb、vc、delphi、power builder 等，其中vb是一种简单而强有力的windows应用程度开发工具，它采用面向对象技术，简单易学，程序开发简单，开发时间短，而且vb可充分利用事件驱动技术实现复杂的windows应用程序编写。
数字化井控技术研究现状及发展趋势
数字化井控技术研究现状及发展趋势1. 数字化井控技术研究概述随着科技的不断发展，数字化技术在各个领域的应用越来越广泛，尤其是在石油、天然气等资源勘探开发领域。
数字化井控技术作为一种新兴的技术手段，已经在国内外得到了广泛的关注和研究。
本文将对数字化井控技术的现状进行分析，并探讨其未来的发展趋势。
数字化井控技术是指通过计算机、通信、自动控制等技术手段，实现井下生产数据的实时采集、传输、处理和分析，从而提高井下生产的安全性、效率和可靠性。
数字化井控技术主要包括以下几个方面：井下传感器技术：通过安装各种传感器，实时采集井下压力、温度、流量等参数，为后续的数据处理和分析提供基础数据。
数据传输技术：采用无线通信、光纤通信等技术手段，实现井上与井下的高速、稳定、安全的数据传输。
数据处理与分析技术：通过对采集到的数据进行实时处理和分析，为井下生产决策提供科学依据。
自动化控制技术：通过自动控制技术，实现井下设备的远程监控和控制，降低人工操作的风险。
信息管理与决策支持系统：建立完善的信息管理系统，实现数据的集中存储、查询、统计和分析，为井下生产决策提供支持。
国内外在数字化井控技术研究方面取得了一定的成果，但仍存在一些问题和挑战，如数据传输的稳定性、抗干扰能力、数据处理与分析的精度等。
随着数字化技术的不断发展和完善，数字化井控技术有望在石油、天然气等资源勘探开发领域发挥更大的作用。
1.1 研究背景随着全球经济的快速发展，石油、天然气等能源资源的需求日益增长，井下作业作为油气开采的重要组成部分，其安全和高效性对于保障能源供应具有重要意义。
传统的井下作业方式存在诸多问题，如操作复杂、效率低下、安全隐患等。
为了提高井下作业的安全性和效率，数字化技术应运而生，并在井下作业中得到了广泛应用。
数字化井控技术是指通过将井下作业过程中的各种数据进行采集、传输、处理和分析，实现对井下作业过程的实时监控、远程控制和智能优化。
这种技术的出现，不仅有助于提高井下作业的安全性和效率，还能降低事故发生率，减少生产成本，提高企业竞争力。
煤矿井下AI智能视频分析应用场景探讨
煤矿井下AI智能视频分析应用场景探讨摘要：智能化视频监控是当前生产过程监控技术的一个重要发展方向。
利用智能视频分析技术对视频监控数据进行异常自动分析，有利于在监控场景下及时发现突发事故，及时发出警报，对生产过程实时管理起着至关重要的作用。
智能视频监控避免了人工监视造成的漏报和误报现象，显著减轻了监控人员工作负担。
鉴于此，本文主要分析煤矿井下AI智能视频分析应用场景。
关键词：煤矿井下；AI智能视频；应用中图分类号：U298 文献标识码：A1、引言人工智能应用技术包括语音类，视觉类，自然语言处理类。
但是这些技术在实践中存在着如下一些共性的难点或缺陷，使其效果大大降低：（1）高速率，广连接和低延时5G工业环网的缺乏，无法很好的满足多路高清摄像仪对高码率视频流需要的带宽和低延时需求；（2）绝大部分人工智能算法缺乏现场数据且无法对具体煤矿业务场景进行成熟算法模型训练，造成识别准确率大幅下降；（3）人工智能图像识别技术要求与煤矿中的各种自动化设备联动管控，但由于不同设备厂家在管控方式，传输协议等方面存在差异性，导致联动难以实现。
2、煤矿井下视频监控特点考虑到在煤矿井下实施视频监控的必要性不同于在交通，室内，候车室，楼道等公共场所的监测，在煤矿井下黑暗，无光源等特殊环境下，在矿工的工作场所往往采用不间断人工照明方式，再加上潮湿及悬浮煤尘的作用，煤矿井下视频图像通常有以下四个特点：（1）视频图像亮度分布不均。
多因煤矿井下人为照明条件所致，采用点光源使目前监控场景下，距离光源较近处亮度较高，也有可能发生镜面反射使画面呈全白；同时在距离光源较远处，亮度会逐渐下降，导致目标物体轮廓不够明显；（2）视频图像亮度总体较暗。
矿井井下采用人工照明，光源范围大，无法满足自然光强度要求，与这些照明设备距离较远监测范围内整幅画面表现为亮度不够；（3）所拍摄视频图像中色彩信息缺失。
煤矿井下环境只是一些大型采挖设备，安全帽具有橙色或者其他显眼的色彩以外，背景环境及目标物体多为黑色，白色，灰色；（4）目标物体和背景环境具有相似的色彩。
煤矿井下监控系统精细化管理
煤矿井下监控系统精细化管理
煤矿井下监控系统的精细化管理是指通过提高监控系统的实时性、准确性和全面性，
对煤矿井下的各项工作进行精细的监管和管理，旨在提高煤矿生产的安全性、高效性
和可持续发展能力。
精细化管理的关键要点包括：
1. 实时监控：通过井下传感器和监控设备，实时监测井下煤矿的各项关键参数，如瓦
斯浓度、温度、压力等，以及设备状态和工作情况等。
监控系统能够自动报警并及时
发送到地面，以便进行紧急处理和应急响应。
2. 数据采集与分析：对井下监控系统所收集到的数据进行采集、存储和分析，生成可
视化的报表和图表，以便进行数据分析和决策。
通过对数据的分析，可以发现工艺过
程中的异常情况和潜在风险，及时采取措施进行处理。
3. 预测与预警：通过利用井下监控系统所收集到的历史数据和实时数据，结合模型和
算法，进行数据挖掘和分析，以预测可能发生的危险和事故，提前做好预警和应对准备。
4. 智能化决策支持：通过建立决策支持系统，将井下监控数据、预测结果和相关信息
整合起来，帮助管理者和决策者做出更加明智的决策，提高煤矿的生产效率和安全性。
5. 安全培训与教育：加强对煤矿工人的安全培训和教育，提高他们的安全意识和操作
技能。
通过井下监控系统的数据，可以对违规行为和操作不当的工人进行监控和纠正，减少事故发生的可能性。
通过实施精细化管理，可以实现对煤矿井下工作的全程监控和管理，有效预防事故的
发生，提高生产效率，保障煤矿的安全和可持续发展。
工业视频安全监控系统在井工煤矿中的应用
工业视频安全监控系统在井工煤矿中的应用摘要：近年来煤矿安全事故频繁，职工习惯性违章较多，是导致安全事故的主要原因，而职工习惯性违章，其根本原因是由于监管的缺乏，煤矿井下地形复杂、环境恶劣，管理人员无法实时获知与掌控现场实况变化，导致安`全事故的发生。
因此，工业视频监控系统的应用为煤矿生产的安全性提供了技术保障。
此系统可使矿区的安全生产管理实现完全的数字化、网络化和智能化，可带来良好的社会效益与经济效益。
关键词：工业视频；煤矿安全生产；信息化1项目背景近年来，煤矿发生的安全事故在不断增加，如何加强安全生产，提高预警和事后搜救工作效率，摆到了各级主管部门和领导的面前，在经济高速发展、能源供应紧张的形势下，如何处理好保证安全和提高产量的关系。
需要深入研究，发展不能以牺牲环境和生命为代价。
煤矿安全事故频繁，职工习惯性违章较多，是导致安全事故的主要原因，而职工习惯性违章，其根本原因是由于监管的缺乏，传统的靠煤矿管理人员下井巡查监管职工违章已不能适应现代矿井智能化、信息化、自动化发展的时代，随着工业自动化水平的提高，视频监控系统在工业领域的应用也越来越广泛，视频监控系统是安全防范系统的重要组成部分，是一种防范能力较强的综合系统，以其直观、方便、信息丰富而得到广泛应用。
2项目必要性１）视频监控系统在生产过程中的监控作用是最显著的，特别是在采掘一线现场，在生产中关键部位设置视频监控，可以大大地减少安全隐患，实现无人天眼监控管理，例如在皮带传输机运行中的视频监控，掘进碛头的视频监控，采煤工作面的视频监控，提升运输的视频监控都是十分必要的。
２）视频监控系统在安全保卫工作中起到了重要的作用。
在安全隐患的防治方面，使用视频监控系统，可以及时准确地发现火灾、险情，从而避免财产损失以及人员伤亡。
3）视频监控系统正向数字网络化方向发展，生产调配、指挥调度都可以使用视频监控系统实现。
利用数字视频远程监控技术可在本系统内建立监控调度中心对远端现场的图像及其他敏感数据进行实时监控，以便对敏感事件进行快速反应。
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煤矿井下可视化系统的应用
摘要：随着煤矿井下智能化、自动化程度不断进步，远程化操控技术已日趋成熟。
要想做好远程操控，可视化系统必须完备且可靠。
因此，可视化系统是煤矿井下实现智能化、自动化的基础，也是我们作为监控系统从业人员的职责所在。
本文就笔者在监控系统的工作经验，谈一下煤矿井下可视化系统的应用，如有不足之处还请指正。
关键词：煤矿；可视化；应用
引言
煤矿井下可视化系统已遍布各个角落，为了保证机电设备的远程可靠操控，从井口至采掘工作面都安装了摄像头，以实现安全生产。
目前，我矿根据井下实际情况，主要在掘进、开拓、钻场、瓦斯抽泵站等地点安装矿用本安型网络摄像仪，利用原有网络框架，对现场摄像仪进行信号上传，在各显示终端都能够实时观看到现场视频画面，能够更好的指挥现场作业，提高工作效率和安全。
下面从可视化系统的原理与应用、可视化系统的常见故障处理两个方面进行介绍。
1可视化系统的工作原理与应用
1.1新型微波传输技术介绍
为了更多技术传输的需要，1990年开始研究微波传输技术，这种技术不仅可以将数据传输，还支持数据分组、视频通话，进一步将多媒体技术的融合升级发展。
近些年由于多媒体技术也在更新换代，为了适应现在的多媒体技术，新型微波传输技术应运而生，新一代微波
传输技术与传统微波传输技术相比，不是一种全新的技术，它是通过
映射及现场总线技术将现有的以太网[1]、光纤通道等融合到SDH上的
微波传输技术。
具有防范恶意破坏能力强、应对突发事件能力强、受
地理环境限制较小、建设和维护成本低等特点[2]。
1.2可视化系统的工作原理
煤矿井下可视化系统利用新型微波传输技术，把网络信号转换成
不同波段数字信号，在同轴线、RS485线路上进行多路数字视频的传输，结合了光纤、电缆传输速度快的优点，有效的解决了井下传输瓶
颈等问题。
新型微波传输技术可以在一根线缆上并接多路摄像头[3]，
可以同时传输多路图像，并且图像清晰、传输速度稳定，在安装时不
需要烧焊熔接，不需要审批烧焊安全措施，杜绝了井下明火作业。
设
备体积小、重量轻，现在不需要专用设备，只需要一人即可完成安装。
下图1以斜巷人车系统拓扑图为例，绞车司机在绞车控制室内可
以观察到整个斜巷各个角落的情况，有人员误入或是斜巷人车故障都
可以在显示屏中清晰看到；人车司机也可以在机车显示屏上看到各个
出入口的情况，有人员误入运行内的斜巷时可以采取紧急刹车等措施。
图1系统拓扑图
1.3可视化系统的传输原理
为了加强对可视化系统的规范管理，我单位在地面建设了可视化监控中心，安排专人看管可视化系统的运行情况，当设备出现故障时通知检修人员前往现场查看。
以斜巷打运为例，简单介绍可视化系统信号传输的原理。
我们在斜巷上、下口及各联巷口合适位置安装摄像头，在斜巷上口及下口（根据斜巷长度及实际需要决定下口是否安装）安装视频显示终端供信号把钩工使用。
摄像头将拍摄的画面从模拟信号转化为数字信号，以无线传输的形式发送至附近的无线基站，再由无线基站将信号传送至地面可视化监控中心。
2可视化系统的常见故障处理
2.1故障1：局域网内摄像仪IP不通
排除方法：（1）用万用表测量KDW127/12电源模块输入/输出电压是否正常；
（2）查看接入到同一个网关的其它摄像头是否有图像。
如果接入到同一个网关的其它摄像头都没有图像，可以确定不是单台摄像仪的问题，即需要对主干线路进行排查；反之，如果确定是本台摄像仪有问题，则需要打开摄像仪查看内部接线及各种插头是否松动，底板网口指示灯是否正常（绿灯、黄灯闪烁为正常通讯），信号板指示灯是否正常。
如果网口指示灯常亮为正常、信号指示灯常亮，则说明已和上端信号板连接正常[4]；
（3）用工程宝测试摄像仪机芯是否有图像。
如果机芯没有图像显示，则基本可确定机芯损坏，需要更换新的机芯，并将损坏机芯带上井返回厂家进行维修。
2.2故障2：局域网内IP通，显示结果为无图像
排除方法：（1）在可视化监控中心查看局域网内是否有IP地址冲突现象；
（2）局域网ping摄像仪IP地址时丢包是否太大（延时20毫秒内为正常）；
（3）前往现场，检查摄像仪机芯内部排线是否松动。
2.3故障3：摄像仪有图像，但不能远程控制
排除方法：（1）登陆华为平台软件，查看该摄像头是否开通控制功能；
（2）关闭摄像仪内部重启。
2.4故障4：图像卡顿
排除方法：（1）查看局域网ping摄像仪IP地址时丢包是否太大（延时20毫秒内为正常）；
（2）局域网平台带宽是否正常（与其它摄像仪对比，如果所有摄像仪都出现卡顿现象，说明局域网环境有问题）；
（3）确定现场两个网关输出的同轴线是否走在一起（要求间距在1米以外）。
2.5故障5：显示有图像，但无法语音对讲
排除方法：（1）确定该摄像仪是否带语音对讲功能，现场对讲器
是否安装；
（2）语音对讲按钮是否打开；
（3）现场语音对讲器正负极接线是否正确，音频插头是否松动；
（4）更换对讲器是否正常矿用本安型接入网关。
2.6故障6：接入到该网关的所有摄像仪无图像
（1）现场供电是否正常（用万用表测量KDW127/12电源模块输
入/输出电压是否正常）；
（2）如使用光纤传输，查看该网关的光纤指示灯是否正常（指示
灯闪烁，说明光纤通讯正常。
指示灯不亮，说明光路通讯有故障，需
要检查与上端光纤收发模块线路是否有断点，双向光模块是否有故障）；
（3）查看网关内部光纤模块与信号传输模块之间的网线是否正常。
3结束语
可视化系统在煤矿的应用非常广泛，作为监控系统的检修人员，
我们应该认真学习机电设备原理，对包保范围内的设备、线路负责任，做到勤跑现场、熟悉常见故障排除方法，为矿井下一步的自动化、智
能化建设做好基础工作，为集团公司的转型升级贡献自己的力量！
参考文献
[1]燕官锋. 信息通信的传输形式及新型微波技术的应用探究[J]. 百科论坛电子杂志,2021(12):250.
[2]李小平. 信息通信的传输形式及新型微波技术的应用探究[J]. 数字通信世界,2018(7):171.
[3]梁琦. 射频微波信号在光纤中传输及处理技术探析[J]. 科学技术创新,2019(15):78-79.
[4]王宇龙. 新型微波通讯技术的应用与发展前景研究[J]. 数字化用
户,2019,25(21):1.。