發布時間：所屬分類：計算機職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要：煤礦生產具有一定的危險性，為了確保煤礦工作人員的生命安全，需要在煤礦安全生產過程中積極引入數字視頻監控技術，利用此項基礎對煤礦生產的各個環節進行實時監控，為工人提供安全的工作環境。同時利用視頻監控技術對可能出現安全隱患的設備進行實時
摘 要：煤礦生產具有一定的危險性，為了確保煤礦工作人員的生命安全，需要在煤礦安全生產過程中積極引入數字視頻監控技術，利用此項基礎對煤礦生產的各個環節進行實時監控，為工人提供安全的工作環境。同時利用視頻監控技術對可能出現安全隱患的設備進行實時監控，將安全隱患消除在萌芽狀態。信息化技術快速發展背景下，煤礦工作人員需要積極利用信息技術，對煤礦安全生產視頻監控系統進行優化與升級，利用數字視頻監控技術代替傳統的閉路電視監控技術，提升監控效率。文章以分析煤礦安全生產過程中運用視頻監控技術的重要意義為切入點，圍繞如何在煤礦生產中運用數字視頻監控技術的問題進行簡要探究。
關鍵詞：數字視頻監控技術;煤礦;安全生產
信息化技術的飛速發展，使得視頻監控技術得到了快速革新，煤礦生產過程中使用的視頻監控技術逐漸向數字化方向過渡，提升視頻監控效率的同時，進一步提升了對于煤礦生產設備以及井下情況的監控水平，為維持煤礦安全生產提供技術支撐。
1煤礦生產過程中運用視頻監控技術的重要作用
視頻監控系統在煤礦安全生產過程中扮演著“關鍵先生”的角色。實際工作過程中，視頻監控系統采用“一通三防”模式布置，從系統結構方面來看可以將該系統分為井下部分與地面部分兩個模塊，其中井下系統的作用是借助信息化手段對各種視頻監控數據進行采集與整理，將視頻信息轉化為數字信號傳送至地面監控室，地面監控室中的工作人員運用專業軟件，對數字信號進行加工與整理，借助這種方式對井下情況進行實時監督。借助這種方式確保礦井下工作人員的安全。很多煤礦井下情況十分復雜，無論是對于煤炭開采技術還是采煤設備，都有著很高的要求。借助數字化視頻監控系統，監控室工作人員能夠對井下空間的瓦斯含量、粉塵含量、CO濃度等數據進行實時監控，若發現某一項指標出現異常，該系統會自動發送警報，提醒相關工作人員及時處理安全隱患，確保煤礦工人的生命安全[1]。
2視頻監控技術發展歷程
(1)點對點監控：最初的視頻監控系統主要是利用攝像機和監視器(電視)，采用一對一連接方式，這是閉環監控系統發展的初始階段;(2)切換控制電路：伴隨著技術的快速發展，視頻切換器、變焦鏡頭和云臺在煤礦安全生產中逐步得到普及，多臺攝像機共享一臺顯示器。受到技術條件限制，這種監控系統只是單一的硬件電路組合，切換和視頻控制是相對獨立的;(3)微處理系統：微處理器的逐漸普及，使得閉路電視系統實現了控制與切換的統一;(4)多媒體監控：相關工作人員使用計算機傳輸所有視頻，并使用視頻采集卡在計算機上進行采集以供觀看。控制和切換主機仍然是傳統的單片機主機，借助串口與微機進行連接，借助這種方式實現對于監控系統的控制。盡管該系統有著人性化的人機界面，但實際上其并非真正意義上的多媒體視頻監控系統，計算機僅充當外部顯示器;(5)網絡監控系統：借助互聯網技術組建數字化監控網絡，能夠在一定范圍內形成局域網，在有限范圍內實現實時監控，或者通過連接無線通信網絡，組建移動監控系統。
3煤礦視頻監控系統構成
伴隨著科學技術的不斷進步，煤礦視頻監控系統也在不斷革新，技術已經十分成熟，能夠確保該系統持續穩定工作。這種背景下，數字化視頻監控系統在煤礦生產中得到了廣泛應用。就目前視頻監控系統發展來看，廣泛應用于煤礦安全生產中的數字化視頻監控系統，可以分為兩類：(1)以單片機為基礎，利用PC機進行視頻轉換的多媒體監控系統。該系統采用基于單片機的矩陣切換裝置，使分散的硬件視頻監控模塊小型化[2]。例如，前端控制和視頻切換功能在一臺機器上集成。實際工作中，依靠PC圖像控制模塊，可以實現視頻矩陣的自由切換，讓負責監控的工作人員能夠依據實際情況靈活切換監控畫面，對井下生產狀況進行全方位了解。(2)以PC機為基礎，采用多媒體管控技術對矩陣視頻信號進行切換與控制。該監控系統借助串口，將報警系統與監控系統相連。依靠該系統內嵌的軟件程序，實現對于矩陣視頻信號的自由切換、聯動報警等功能。此外，由于該系統具有優越的開放性，因此在實際工作中，能夠根據煤礦安全生產實際需求，將不同系統與視頻監控系統相連，比如瓦斯安全監控系統、井下作業安全參數監控系統等，實現不同監控系統的集成，提升監控效率。
相關期刊推薦：《電腦知識與技術》簡介：《電腦知識與技術》主要面向廣大的科技工作者、高等院校、各公共圖書館、情報所(室)、研究所以及廠礦，它對科技工作者、科學研究人員、廣大教師、研究生、博士生都具有重要的參考價值。本刊一直本著普及電腦知識、推廣電腦技術、交流經驗技巧、促進電腦應用的辦刊宗旨，注重雜志質量。
4煤礦數字視頻監控系統關鍵技術
4.1單一目標追蹤技術
單目標監控也是煤礦安全生產數字化視頻監控系統中重要的技術之一。廣泛運用該技術，可以對特征目標進行具體的可視化和分析，提高安全系數。但在實際煤礦生產中，單目標運動相對復雜，同時會對照明系統產生一定的影響。精確定位比較困難，一旦井下出現緊急情況，無法及時提供視頻信號。因此，每個煤礦都需要更有針對性地構建個體監控模式，以達到最佳個體監控效果，提升煤礦安全生產水平。
4.2圖像清晰技術
煤礦安全生產過程中，在開采、運輸等環節會出現大量粉塵，由于煤礦井下作業空間狹小，粉塵無法及時疏散，導致大量粉塵在井下空間中聚集。如果井下作業空間存在大量粉塵，會對煤礦開采工作產生一定的負面影響，為了消除這種影響，通常情況下會在井下作業空間安裝降塵設備，這些設備的工作原理是通過噴霧的方式降低井下作業空間粉塵濃度，盡管噴霧降塵能夠有效預防高濃度粉塵對煤礦安全作業所產生的影響，但是降塵設備工作過程中會出現大量的霧氣，正是由于降塵設備霧氣的存在，導致井下視頻監控信號受到影響，監控視頻畫面的清晰度會大幅度降低[3]。此外，由于大量霧氣的存在，導致數字化，視頻監控系統的信號傳輸穩定性也會受到影響，出現畫面丟幀、卡頓等問題，無法對井下作業情況進行動態化監控與跟蹤。想要妥善解決這些問題，相關工作人員就要思考如何降低除塵設備所產生的霧氣對數字化視頻監控系統所造成的影響。經過不斷地研究發現，運用單幅圖像去霧技術能夠有效解決這一問題，提升數字化視頻監控系統的圖像質量。
5煤礦中數字化視頻監控系統具體應用方式
在煤礦安全生產視頻監控系統發展初期，大部分煤礦都使用閉路電視監控系統。這種監控系統的優勢在于原理簡單、適用性強，因此一經出現就得到了廣泛應用。但隨著技術水平的不斷提升，這種傳統的視頻監控系統的弊端逐漸暴露出來：一方面，該系統信號傳輸是以銅線作為媒介，當視頻信號傳輸距離超過1km時，視頻信號會出現明顯的衰耗，降低視頻信號使用價值。另一方面，這種傳統的視頻監控系統無法實現聯網，只能通過單一的點對點方式實現對井下作業空間的實時監控，因此其布線的工程量很大，安裝成本以及后期運維管理成本較高。此外，這種傳統的視頻監控系統儲存資料的方式較為落后，不僅要耗費大量的儲存介質，而且調閱查詢視頻的流程較為繁瑣，效率不高。
伴隨著煤炭行業的快速發展，傳統的視頻監控系統已經無法滿足煤礦井下安全生產需求。這種背景下，煤礦公司嘗試利用數字化監控系統代替傳統視頻監控系統。與傳統視頻監控系統相比，數字化監控系統的優勢在于：(1)數字化視頻監控系統可以實現聯網功能，利用PC機就可以實現圖像信息的實時共享;(2)視頻信號傳輸方式得到升級，采用遠程無線傳輸方式代替傳統的點對點傳輸模式，不僅能夠延長視頻信號傳輸范圍，而且能夠有效保證信號傳輸穩定性，確保視頻信號質量;(3)可以采用數字化儲存方式代替傳統儲存模式，將數字化視頻監控圖像信息存儲在容量更大的儲存介質中，并且通過計算機技術可以實現對特定監控視頻數據的精準檢索。
由于煤礦井下空間存在危險因素，因此在布置數字化視頻監控系統硬件設備時，相關工作人員需要對安裝在井下的視頻監控設備進行防爆設計，確保此類設備能夠在井下穩定工作，搭載光纖網絡傳輸監控視頻信號，采用MPEG-4標準進行信號傳輸。煤礦企業已經構建起以太網絡平臺，為提升數據化視頻監控系統工作效率奠定了堅實的基礎，借助該網絡平臺實現了監控視頻信號的網絡化傳輸，相關工作人員可以利用不同的接收裝置查看視頻監控圖像，同時借助該網絡平臺，實現對監控設備的調整，依據實際的監控需求，對攝像頭的光圈、焦距等參數進行實時更改，提升視頻信號的清晰度。
5.1數據采集
井下工作空間中安裝的視頻監控系統的核心是控制微機。它的使用主要有以下三個功能：即開關量輸入端口、模擬量輸入端口和開關量輸出端口。其主要任務是通過各種功能的數據端口傳輸數據信息，將視頻數據信息分別傳送到處理器集中分析。處理器對數據進行轉換和分析之后，會將該數據與預設危險臨界值數據進行對比，一旦數據信息的數值超過或者即將達到危險臨界值，處理器將自動發送動作指令，執行關機或其他操作，避免出現井下事故。開關值的獲取基于計算機位置測量的計算。每個端口配備專用數據線，處理器統一掃描分析，找出不同交換機的當前狀態，執行打開或關閉操作[4]。此外，技術人員可以通過連接計算機系統來手動控制整個操作系統，雙操控體系能夠確保該系統的穩定性與可靠性。
5.2數據傳輸
信號傳輸系統主要由信號發送裝置、接收裝置以及信道構成。信號傳輸系統的功能是采集煤礦或井下的各種視頻監控信息，并將視頻監控圖像轉換成具體的數據信號，通過信道將數據信號傳遞給地面監控室。在處理器統一部署下，可以更好地分析各種井下生產情況。目前常用的煤礦生產數字化監控系統中，信號傳送主要依靠數字傳輸與模擬信號傳輸兩種方式，前者對容量和設備要求較高，而后者要求比較低。各技術部門要充分結合煤礦實際需求，針對性地選擇監控設備，全面掌握煤礦井下生產情況。
6結語
想要確保煤礦井下生產工作的安全性，一項重要的前提就是要構建數字化視頻監控系統。利用數字化視頻監控系統，實現對于井下煤礦生產作業情況的實時監控。通過對數字化視頻監控系統的不斷優化提升圖像信號質量，提升監控效率。——論文作者：何煒