董永昌

（霍州煤电晋北能化金能煤业有限公司， 山西 忻州 035100）

引言

绞车司机可以借助绞车系统发出的信号对现场进行安全监测，因此不能时刻对绞车系统的运行情况进行检测，存在一定的视觉盲区，为此开发了一款能够适用于斜巷运输系统的视屏监控系统以及信号控制系统。该系统包括先进的视屏监控系统、采集沿线轨道数据以及相应的斜巷道绞车系统，这样绞车司机可以在车内及时了解巷道的各种情况，不仅可以有效地满足现场工作的需要，而且能够为煤炭公司节约大量的人力物力，给公司带来经济效益。

1 视频监控系统简介

某轨道上山大约长930 m，相应的坡度倾角设置为15°，设置有3 个片盘，4 个档杆，主要能够运送设备、材料以及相应的矸石等。该视屏监测系统能够给绞车的安全运行提供保障。在监测系统的协助下，能够在斜巷道内对车间进行视频监控，这样能够在绞车房内控制台实现照片的实时监控以及图片储存，对绞车的运行状态进行实时监控，这样可以为绞车的运行提供保障，提升工作效率[1-2]。

2 监控系统架构与设计

2.1 监控系统总体架构

斜巷视频监控系统（见图1）包括如下几个主要单元：前端设备、中心控制设备、传输设备、传感器设备等。其中，前端是由本安型摄像机组成，能够对视频信号进行采集以及传输。传输单元，对于网络传输平台而言，可以在斜巷内设置专用电缆，可以选用本安型光端机进行复杂数据的传输工作，这样可以实现远距离的数据传输。对于控制中心而言，其主要包含矿用隔爆计算机，以及地面中心控制单元，能够对视频信息进行处理。对于传感器检测而言，选用矿用本安型旋转脉冲编码器，以及本安位置传感器等，能够对矿车运行的行程数据进行采集。

图1 矿用斜巷运输视频监控系统设计示意图

2.2 详细方案设计

依据现场需要以及设备的需要，制定下面的配置方案：第一，可以在绞车控制室内部设置1 台矿用隔爆计算机，同时在隔爆计算机上设置一个北路音视频监控系统软件，这样能够实时监测斜巷道的运行情况。第二，在斜巷道口位置分别安装1 台矿用本安型摄像仪。第三，可以在绞车房设置1 台矿用摆台摄像仪。第四，可以在候车洞室设置1 台矿用本安型显示器，其可以收集图片信息以及显示图片等。第五，可以在绞车位置安装1 台矿用隔爆兼本安型网络接口，其型号为KJJ85，其可以收集传感器输送的信号，并将其传输给隔爆计算机，实现对车辆动态的监控。第六，在上山斜巷位置设置1 台绞车，其上设置1 台旋转脉冲编码器，其可以实现对轨道矿车信息的监测，同时在绞车房设置矿用安全型接近开关，其可以有效地校准车辆信息。第七，可以在地面机房设置1 台高清编码器，其可以将井下视频接收到矿厂总平台上，这样能够监测井下工作。

3 系统主要设备及参数

3.1 矿用本质安全型摄像仪KBA12（见下页图2）

图2 矿用本质安全型摄像仪

矿用本质安全型的防爆标志选用Exib I Mb，所采取的工作电压为DC 12 V，相应的工作电流不大于900 mA。

成像参数：分辨率可以达到1 080 P（MAX），相应的灰度值不小于7，镜头选用2.8～12 mm@F1.4，其可以实现强光抑制、数字降噪以及相应的移动侦测等。

以太网电接口：共计两个接口，选用RJ45，信号输送方式选用全双工TCP/IP 电信号，最大电压峰值在1～5 V 范围内，最远的输送距离为100 m。

以太网光接口：设置两个管接口，所选用的形式为FC，相应的工作波长为1 310 nm，光信号的功率范围在-12～-3 dBm 之间，同时把光信号当作评频光信号。

补光设备：设置三个红外灯，波长可以达到850 nm，功率不大于500 MW。

麦克音频输入：其输入的峰值范围在20～40 mV之间，相应的谐波失真小于15%。

音频输出：谐波失真小于15%，相应的声音强度不小于85 dB（A）。

外形尺寸及重量：体积参数长、宽、高分别为：320 mm、201 mm、184 mm，重量可以达到5 kg，外壳的防护等级设置为IP54。

3.2 矿用隔爆兼本安直流稳压电源（见图3）

图3 矿用隔爆兼本安直流稳压电源

技术参数: 对应的输入电压为AC100-240V；本安额定输出电压与额定电压分别为12 V、1 600 mA；支持电源管理功能；备用电池所能承担的工作时间≤2 h，长、宽、高对应为333 mm、251 mm、136 mm，重量可以达到15 kg。

3.3 矿用本安型光端机KTG12(A)（见图4）

技术参数：选用的输入电压为DC12V，相应的工作电流不大于700 mA，支持4 路百兆光口以及电口，光信号输送的距离可以到达10 km。而相应的电信号输送的距离可以到达100 m。

图4 矿用本安型光端机

4 监控系统功能

1）对监控画面进行实时切换（见图5）：通常依据绞车的位置，对监测主体进行实时切换，同时避免出现对同一个画面进行监测。绞车司机在监控室内借助计算机监控梭车的运行情况，这样可以有效地消除盲区，便于作业，从而能够有效地降低事故率。

图5 绞车监控画面实时切换

2）实时定位：可以借助传感器对绞车的位置进行实时监测，同时以图像以及数据的形式展示车辆的位置，同时绞车控制系统便于车辆运输。

3）实时录像：能够借助监控系统对人车等情况进行全面的监控。

4）动态监测：可以使用速度传感器对车辆速度进行监控，这样能够给车辆检测人员提供便利。

5）联网管理：借助该系统能够把数据实时传递给地面，这样能够使得井下人员车辆安全校验。

6）设备远程配置管理:能够对网络摄像机进行批量控制，实现远程开启摄像机以及自动报警，与此同时能够对故障点进行检测等[3-4]。

5 结论

1）通常斜巷视频检测系统包含前端单元、中心控制单元、传输单元、传感器监测单元等。

2）可以依据工程实际选用设备，同时制定设备配置方案，其主要包括设备布局、数量以及相应的功能介绍等。

3）主要设备有矿用本质安全型摄像仪（KBA12）、矿用隔爆兼本安直流稳压电源，（KDW127/12B）、矿用本安型光端机（KTG12）。

4）该监控系统可以实现远程控制、车辆定位，以及动态监测功能，同时可以实现联网以及设备远程配置的功能等。