第一章       概述

1.1應用背景

罐籠是采用立井提升的礦山企業實現人員運輸與輔助運輸的主要手段，是礦山安全管理的重要目標，罐籠提升系統所發生的安全事故多為惡性事故，人員傷亡多，對生產影響大。造成罐籠井提升過程中危險因素主要由罐籠井設備的不安全狀態與相關人員的不安全行為組成，罐籠井的提升設備主要有提升機、罐籠、鋼絲繩、天輪、井架及其附屬裝置。造成這些設備處于不安全狀態的原因主要有提升機制動失靈、提升過程中罐籠門沒有關好、鋼絲繩強度不夠、井架偏斜等原因，而相關人員的不安全行為主要乘罐人員缺乏安全意識和安全知識、司機違章操作、司機與信號工在收發提升信號時違反安全規程等行為。

對礦山罐籠井提升系統進行實時監控，實現事前發現安全隱患、糾正違章行為；事故發生時的應急救援；事故發生后的原因責任分析，在經濟效益與社會效益上對礦山企業均有重要的意義。

1.2現有系統的不足

近年來，盡管井下視頻監控已得到廣泛使用，但真正能滿足或者專門針對礦山罐籠井提升系統監控需求的系統還沒有，現有的系統主要存在以下問題：

1）由于大多數罐籠內沒有電，這就導致監控系統無法到達罐籠內，對乘罐人員的違規行為難以監控；發生事故時，救援人員難以了解罐內的情況；也實際發生過在維護系統時對罐籠內是否有重車確認不夠導致的事故。

2）罐籠升降過程速度快、距離長，對信號的傳輸、切換均有較高的挑戰；

3）功能單一，僅有針對司機、信號工、絞車的視頻監控功能，缺乏有效的運行狀態數據監控與告警功能；

第二章      系統總體設計

2.1設計思路

針對現有產品的不足與礦山罐籠井提升所面臨的特殊環境與需求，礦山罐籠無線視頻監控系統需首先解決在罐籠內無法供電的問題，同時系統需具備易于安裝、支持無縫視頻漫游、夜視效果好、支持前端視頻存儲的功能。在具備視頻監控的功能外，系統還具備語音通信、罐籠運行狀態數據輔助監控與異常告警等融合擴展功能，以實現事前發現安全隱患、糾正違章行為；事故發生時的應急救援；事故發生后的原因責任分析。

2.2系統特點

針對上述現有產品的不足，中電創融（北京）電子科技有限公司推出的KT372礦山罐籠無線視頻監控解決方案具有以下特點：

1）本安型設備，可便攜，易于安裝；

2）大容量本安電池技術，大于8小時續航能力；

3）支持移動的語音、視頻、數據通信并支持無縫漫游；

4）1080P高清視頻質量；

5）支持本地與中心的同時視頻存儲；

6）罐籠運行狀態數據輔助監控與異常告警功能；

7）具備語音、視頻實時調度功能

 

2.3系統功能

2.3.1視頻監控功能

1)        1080P高清紅外無線視頻監控

2)        無縫移動視頻監控

3)        前端錄像存儲功能

4)        多級管理權限

5)        視頻智能分析

6)        全電池工作

 

2.3.2無線通信與定位功能

1)        2.4+5GHz雙頻全無線組網功能

2)        移動語音、短信通信功能

3)        脫網通信、集群對講功能

4)        罐籠運行定位功能

5)        300Mbps 語音、數據、高清視頻寬帶傳輸功能

6)        視頻、語音、數據統一調度功能

第三章      前端設計

1）罐籠轎廂內安裝本安型無線攝像機、手機、震動傳感器，無線攝像機與手機采用電池供電，無線攝像機可以連續工作8小時，手機待機時間4天，由罐籠司機負責更換攝像機、手機并負責給設備充電。

2）絞車房、罐籠司機值班室、罐籠上下出入口安裝無線攝像機，罐籠司機、信號工配備手機。

3）在絞車的關鍵位置安裝震動傳感器。

4）在罐籠井內安裝定位信標，視定位精度要求在出發與到達位置實現1米精度的定位，在運行的罐籠井內實現10米精度的定位，信標采用電池供電，電池續航時間大于2年。

第四章      傳輸網絡設計

在罐籠井頂部、絞車房、上下值班室安裝基站，基站間采用光纖以太網組網并連接至工業環網或調度中心交換機，不方便部署光纖的場景可以將上、下值班室基站作為落地點，其它位置的基站采用無線方式組網，系統中的攝像機、手機、定位信標、震動傳感器均以無線方式接入基站。

第五章      監控中心設計

5.1總體設計

監控中心是系統的匯聚點，負責管理業務的注冊、連接、轉發；接收上傳的位置、視頻圖像、告警等信息；配置管理系統中的設備。根據實際需求，可在監控中心部署集中存儲、顯示、管理設備。監控中心可以配置各類通信網關以實現與原有集群通信、調度通信、行政通信以及公網的通信。根據罐籠視頻監控的特點，在地面及井下的司機值班室設置分控中心，實現視頻的實時監控、接收告警信息。

 

5.2系統組成

監控中心主要由調度交換機、調度臺、通信網關、應用服務器、監控主機、存儲設備、解碼設備、網絡交換機、防火墻、大屏顯示設備等組成。分控中心配備防爆計算機作為監控主機。

5.2.1移動通信部分

監控中心移動通信部分設備由調度交換機、調度臺、通信網關、維護主機組成，軟件由調度通信軟件、調度臺軟件組成。系統兼容基于WLAN的無線傳輸系統以及基于SIP的調度、交換設備。

5.2.2視頻監控部分

監控中心視頻監控部分設備由網絡視頻解碼器、網絡硬盤錄像機、維護主機組成，大型系統主要由綜合接入服務器、網絡存儲服務器、存儲盤陣、網絡平臺服務器、維護主機組成，軟件主要由視頻管理平臺軟件、監控客戶端軟件組成。系統兼容?？?、大華等國內主流品牌的軟硬件系統與設備。分控中心配備防爆計算機作為監控主機。

5.2.3罐籠位置與運行數據監控部分

監控中心罐籠運行位置與運行數據監控部分由定位與監控軟件實現，軟件可安裝于監控中心及分控中心的監控主機上。