数字化煤矿综合视频监管系统解决方案ggtj

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1、数字化煤煤矿综合合视频监监管系统统解决方方案目 录第1章背背景与需需求81.1行行业背景景81.2需需求分析析91.2.1前端端需求991.2.2中心心需求99第2章设设计思路路122.1指指导思想想122.2设设计原则则132.3设设计标准准142.3.1防爆爆产品标标准1442.3.2建筑筑行业标标准1442.4设设计目标标15第3章系系统总体体设计1173.1系系统拓扑扑图1773.2系系统组成成183.2.1前端端子系统统183.2.2传输输子系统统183.2.3监控控中心1183.3总总体描述述183.3.1煤矿矿监控中中心1993.3.2上级级监控中中心1993.3.3地面面、井下

2、下前端系系统1993.4功功能设计计193.4.1实时时视频监监控1993.4.2智能能视频分分析2003.4.3录像像存储功功能2003.4.4电子子地图2203.4.5录像像回放2203.4.6远程程配置维维护2113.4.7 BB/S方方式访问问213.5系系统特点点213.5.1高清清监控技技术2113.5.2防爆爆技术2223.5.3物联联网传感感技术2243.5.4智能能分析技技术255第4章前前端系统统设计2264.1前前端系统统概述2264.2视视频监控控系统2284.2.1常规规视频监监控2884.2.2智能能视频监监控2994.3隔隔爆本安安型摄像像机3004.3.1产品品

3、图片3304.3.2防爆爆型式及及防爆标标志3004.3.3工作作电压及及工作电电流3004.3.4要技技术指标标314.3.5传输输性能3314.4高高清监控控产品3324.4.1高清清网络球球机3224.4.2高清清网络半半球3884.4.3高清清网络摄摄像机4424.5环环境监测测监控系系统4664.5.1动力力环境主主机4664.5.2温度度传感器器474.5.3甲烷烷传感器器474.5.4水浸浸传感器器484.6出出入口控控制系统统494.6.1出入入口安装装示意图图494.6.2高清清照片抓抓拍功能能494.6.3车辆辆牌照自自动识别别功能5504.6.4数据据查询/备份/维护功功

4、能5114.6.5视频频预览5514.6.6道闸闸软件控控制5114.6.7报警警功能5514.6.8特殊殊车辆确确认功能能524.6.9高清清抓拍摄摄像机5524.6.10智智能补光光灯5334.6.11自自动道闸闸534.6.12系系统实拍拍图片5544.7门门禁管理理系统5554.7.1系统统设计5554.7.2门禁禁应用功功能5554.7.3系统统架构图图604.7.4系统统网络连连接图6604.7.5系统统发卡管管理6004.7.6系统统管理终终端6334.8报报警系统统644.8.1红外外对射6644.8.2红外外双鉴6654.9网网络系统统664.9.1煤矿矿地面网网络交换换机6

5、664.9.2矿井井隔爆本本安型交交换机669第5章视视频传输输网络设设计7115.1传传输网络络系统建建设要求求715.1.1传输输基本要要求7115.1.2网络络传输带带宽要求求725.2网网络设计计规划7735.2.1网络络IP地址址规划7735.2.2 VVLANN规划7445.2.3路由由总体规规划7555.3网网络可靠靠性设计计755.3.1传输输链路可可靠性7755.3.2网络络设备可可靠性7755.4网网络安全全性设计计765.5网网络管理理规划7765.5.1网络络监控管管理7665.5.2应急急操作管管理7775.5.3日常常维护管管理777第6章监监控中心心设计7786.

6、1监监控中心心系统组组成7886.2服服务器管管理系统统786.2.1管理理服务器器796.2.2流媒媒体服务务器7996.2.3接入入/报警服服务器7796.2.4数据据库服务务器8006.2.5工作作站8006.3人人脸分析析系统8806.3.1人员员信息采采集和人人脸信息息数据库库建立8806.3.2黑名名单实时时报警、人人员布控控功能8826.3.3抓拍拍人员信信息的查查询功能能视频管管理8336.3.4人脸脸识别系系统服务务器要求求836.4人人流量分分析系统统846.4.1人流流量分析析系统服服务器要要求8446.5周周界智能能分析系系统8556.5.1穿越越虚拟警警戒墙检检测85

7、56.5.2区域域入侵检检测8666.5.3徘徊徊检测8866.5.4智能能周界防防范布防防区域8876.6全全景拼接接系统8876.6.1实时时流拼接接功能8876.6.2全景景拼接系系统服务务器要求求886.7存存储系统统896.7.1 CCVR存存储模式式896.7.2存储储配置9916.8解解码系统统946.8.1视频频综合平平台9446.8.2视频频综合平平台B110956.8.3视频频综合平平台B220996.9保保障系统统10336.9.1视频频质量诊诊断系统统10336.9.2短信信报警模模块1006第7章大大屏系统统介绍11077.1系系统设计计10777.1.1视频频实时预

8、预览10077.1.2视频频拼接显显示10087.1.3分割割显示11097.1.4开窗窗显示11097.1.5开窗窗漫游叠叠加显示示11007.1.6 PPC信号号上墙显显示11107.2 LCDD拼接屏屏11117.2.1 LLCD显显示单元元优势11117.2.2推荐荐产品DDS-DD20660NHH11557.3 DLPP拼接屏屏11777.3.1 DDLP显显示单元元优势11177.3.2推荐荐产品DDS-DD10880EHH1233第8章平平台软件件设计11278.1平平台总体体架构11278.1.1基础础平台层层12888.1.2平台台服务层层12888.1.3业务务层12288

9、.1.4应用用层12288.2平平台关键键技术11288.2.1中间间件技术术12998.2.2构架架/构件技技术12298.2.3工作作流技术术12998.2.4 XXML和和Webb Seerviicess技术13308.3平平台模块块13008.4平平台功能能13118.4.1通用用业务功功能13318.4.2基础础管理功功能13368.4.3扩展展业务功功能14408.5平平台运行行环境11448.5.1硬件件环境11448.5.2软件件环境11458.6平平台性能能指标1145第1章 背景与需需求1.1 行业背景景煤炭被人人们誉为为黑色的的金子，工工业的食食粮，它它是十八八世纪以以来

10、人类类世界使使用的主主要能源源之一。煤煤炭由于于储量巨巨大，加加之科学学技术的的飞速发发展，煤煤炭汽化化等新技技术日趋趋成熟并并得到广广泛应用用，煤炭炭必将成成为人类类生产生生活中的的无法替替代的能能源之一一。由于于大部分分矿层均均远离地地表，需需采用地地下开采采的方式式，而煤煤矿就是是人类在在开掘富富含有煤煤炭的地地质层时时所挖掘掘的合理理空间。20122年以来来连续发发生了“7.228”三门峡峡陕县支支建煤矿矿井下透透水抢险险救援事事故、“8.117”新汶矿矿业集团团华源公公司煤矿矿井下透透水救援援事故、“12.5”洪洞县瑞之源煤业重大煤矿井下瓦斯救援事故、“1.16”禹州市大仝煤业有限公

11、司井下透水救援事故等重大事件，严重威胁到了人们的生命安全，造成了巨大的损失。如何保障煤矿的安全有效的开采与生产，成为人们迫切关注的焦点。煤矿上出出现的安安全事故故可能会会造成大大量人身身伤亡、财财产损失失，一直直以来党党中央、国国务院对对此都很很重视。中中华人民民共和国国安全生生产法中中第三条条明确规规定：安安全生产产管理，坚坚持安全全第一、预预防为主主的方针针。同时时国家安安全监管管总局也也明确要要求在全全国煤矿矿建立并并完善安安全避险险“六大系系统”（监测监监控、人人员定位位、紧急急避险、压压风自救救、供水水施救和和通信联联络），保保障煤矿矿的安全全生产。始终坚持持科学发发展、安安全发展展

12、理念，始始终贯彻彻“安全第第一、预预防为主主、综合合治理”方针，采采取一系系列重大大举措，完完善法制制、增加加投入、加加强监管管，推动动中国煤煤炭工业业和煤矿矿安全生生产状况况持续改改进。视频监控控作为一一种客观观的、成成熟的、稳稳定的安安全监督督手段已已经为能能源行业业所认可可，能够够在煤矿矿安监方方面起到到巨大作作用。目目前视频频监控的的前沿技技术智能分分析，对对煤矿违违规生产产、人员员记录、危危险区域域防范等等可以起起到有效效的预警警作用，变变事后追追查为事事前预警警，能够够为保护护国家财财产、人人民的生生命财产产安全起起到至关关重要的的作用。1.2 需求分析析煤矿监控控有其自自身的独独

13、特需求求，目前前已知的的监察需需求内容容如下：1.2.1 前端需求求1) 能够对煤煤矿地面面、井下下均进行行视频图图像采集集；井下下需要满满足防爆爆本安等等级、低低照度等等要求;地面需需要使用用7200P以上上分辨率率高清摄摄像机进进行图像像采集。2) 地面区域域出入口口需要配配置出入入口车牌牌抓拍摄摄像机和和道闸系系统，要要求能够够实现黑黑白名单单功能，车车牌识别别摄像机机一旦识识别到黑黑名单车车牌，煤煤矿监控控中心需需要弹出出报警提提示并联联动录像像。3) 地面区域域各类建建筑进出出门需安安装门禁禁系统，通通过门禁禁卡权限限控制进进出人员员，并且且对门禁禁刷卡信信息（刷刷卡人姓姓名、刷刷卡

14、时间间等）和和对应视视频做叠叠加，部部分区域域如不设设置门禁禁，则需需安装红红外双鉴鉴探测器器对人员员进行检检测并实实现自动动开启移移动门，对对应的摄摄像机需需要进行行实时录录像。4) 地面区域域周界需需安装红红外对射射，实现现周界防防范的需需求，周周界红外外对射被被触发时时需要联联动对应应区域摄摄像机弹弹出视频频画面并并要求联联动对应应周界区区域的声声光报警警器发出出警报。5) 井下区域域区域要要求实现现现场环环境的监监测，包包括现场场温度、水水浸、甲甲烷等环环境量信信息，并并能针对对温度等等数据进进行阈值值报警，报报警需联联动视频频弹出画画面并联联动录像像，综合合视频监监管系统统需要针针对

15、环境境量历史史数据进进行统计计、曲线线描绘等等数据分分析功能能。1.2.2 中心需求求1) 煤矿监控控中心需需采用人人脸识别别分析服服务器实实现对下下井人员员人脸识识别和抓抓拍分析析，并可可实现黑黑白名单单功能，对对应人员员如不在在规定的的人员库库则需报报警并弹弹出抓拍拍的照片片和现场场视频信信息。2) 煤矿监控控中心需需通过智智能分析析服务器器对前端端采集的的图像进进行智能能分析，对对园区周周界、禁禁止闯入入区域进进行智能能分析，当当出现报报警时，煤煤矿监控控中心需需要弹出出报警提提示并联联动录像像。3) 煤矿监控控中心需需采用人人流量统统计服务务器对下下井人员员和出井井人员进进行人流流量统

16、计计，以便便获取进进出矿井井的实际际人数。4) 煤矿监控控中心需需采用全全景拼接接服务器器对煤矿矿前端采采集回来来的多个个画面进进行画面面全景拼拼接功能能。5) 上级/煤煤矿监控控中心需需采用DDLP或或LCDD拼接屏屏显示前前端网络络视频信信号，拼拼接屏幕幕要求通通过视频频综合平平台实现现前端视视频信号号的解码码上墙、拼拼接、漫漫游、开开窗等功功能。6) 煤矿监控控中心需需配置高高性能磁磁盘阵列列，实现现对前端端视频的的存储和和报警触触发的视视频存储储。上级级监控中中心可按按需配置置高性能能磁盘阵阵列，对对重要视视频信息息进行备备份存储储。7) 上级/煤煤矿监控控中心需需配置高高性能管管理服

17、务务器、流流媒体服服务器、数数据库服服务器、级级联服务务器安装装综合视视频监管管系统，通通过综合合视频监监管系统统实现对对整个煤煤矿所有有前端网网络摄像像机的视视频画面面查看和和管理，对对客户端端以及监监控中心心各类服服务器、网网络存储储、视频频综合平平台等其其他所有有设备进进行管理理和配置置。8) 综合视频频监管系系统需要要具备权权限管理理，不同同装置客客户端用用户需配配置不同同权限，对对可以查查看的视视频有所所限制。9) 系统需要要实现同同一图像像多级，多多点同时时观看，有有利于统统一指挥挥和多级级多点同同时监管管。10) 上级监控控中心配配置短信信猫，对对于重要要的报警警要求能能够联动动

18、报警发发送短信信给相关关领导。11) 上级监控控中心需需要使用用视频质质量诊断断系统对对前端设设备图像像质量进进行智能能分析，对对视频图图像的清清晰度（图图像模糊糊）、噪噪声干扰扰（雪花花点、条条纹、滚滚屏）、亮亮度异常常（过量量、过暗暗）、偏偏色、画画面冻结结、视频频丢失、云云台失控控等常见见摄像机机故障进进行检测测。以上视觉觉直接观观看现场场远比查查看数据据的信息息量更多多。由于于能远程程进行“实地”观看，在在一定程程度上可可以大大大减少现现场监察察的成本本，极大大提高现现场监察察的次数数和“偶然性性”，减少少被监察察对象在在现场监监察前提提前做准准备的机机会。第2章 系统总体体设计2.1

19、 系统拓扑扑图2.2 系统组成成任何规模模、任何何形态、任任何阶段段的数字字化煤矿矿综合视视频监管管系统都都可归纳纳为：由由前端监监控系统统、传输输网络和和监控中中心组成成，监控控中心又又由存储储子系统统、显示示子系统统和控制制子系统统组成。根据整体体系统拓拓扑图，我我们可以以清晰地地把系统统归类：2.2.1 前端子系系统即广泛分分布在各各个煤矿矿监控点点的摄像像机及辅辅材，室室外监控控点还包包括立杆杆、防雷雷、接地地、光端端机等，井井下监控控设备和和数据采采集设备备需要通通过隔爆爆本安型型安全认认证。2.2.2 传输子系系统即部署在在煤炭企企业内部部的局域域网线路路，前端端网络摄摄像机至至煤

20、矿监监控中心心、上级级监控中中心的网网络，以以上均采采用光纤纤传输的的方式。井井下摄像像机图像像使用工工业环网网传回煤煤矿监控控中心进进行存储储和网络络传输。2.2.3 监控中心心监控中心心分煤矿矿监控中中心和上上级监控控中心，各各级平台台构架、功功能基本本一致。煤矿监控控中心可可管理矿矿区所有有设备，接接收由所所辖前端端系统上上报的环环境、告告警等信信息，满满足煤矿矿监控中中心用户户视频、环环境信息息查看、矿矿区设备备控制的的需求，同同时也提提供相关关的视频频、环境境等信息息给上级级监控中中心。上级监控控中心可可管理所所辖管理理矿区的的所有设设备，接接收由所所辖区域域监控中中心及直直属前端端

21、系统上上报的设设备和环环境信息息，满足足上级监监控中心心用户视视频、环环境信息息查看、矿矿区设备备控制的的需求。2.3 总体描述述结合安监监部门有有关技术术规范和和技术要要求后综综合考虑虑，我们们认为安安监监控控系统应应采用全全网络视视频监控控的方式式，并充充分利用用高清视视频的优优势，满满足实时时监控和和事后回回放的高高清要求求。本方案设设计的监监控系统统采用自自下而上上的模式式：2.3.1 煤矿监控控中心该级中心心为整体体系统的的一线使使用者及及平台基基础，主主要负责责：1) 前端设备备视频信信号、告告警信号号的汇集集，并且且向各个个上级监监控中心心平台转转发。2) 煤矿监控控分中心心实现

22、对对图像的的实时监监视、切切换控制制、抓拍拍、高清清数字编编码、录录像存储储和网络络共享；再通过过各个煤煤矿相应应区域设设置的智智能分析析设备，起起到对重重要区域域的智能能分析预预警、统统计、识识别的功功能。3) 通过在该该级平台台配置视视频综合合平台及及拼接屏屏，可以以将本级级下辖的的视音频频信号上上电视墙墙。2.3.2 地面、井井下前端端系统主要是部部署在地地面、井井下的各各类摄像像机、硬硬盘录像像机、动动力环境境主机、传传感器等等，共同同组成前前端数据据采集部部分，将将信号采采集并上上传到监监控中心心。2.4 功能设计计综合监控控系统除除满足原原有基本本功能外外，被赋赋予了许许多新的的要

23、求，应应具备如如下功能能：2.4.1 实时视频频监控通过客户户端和浏浏览器可可以实时时掌握监监控区域域内的一一切情况况，对所所辖区域域的任一一摄像机机进行控控制，遥遥控云台台的上/下/左/右和镜镜头的变变倍/聚焦，对视角角、方位位、焦距距进行调调整，实实现全方方位、多多视角、无无盲区、全全天候式式监控并并对摄像像机的预预置位和和巡航进进行设置置控制应应具有唯唯一性和和权限性性，同一一时间只只允许一一个高权权限用户户操作。2.4.2 智能视频频分析通过智能能视频设设备，支支持穿越越警戒面面检测、进进入离开开入侵区区域检测测、物体体快速移移动检测测、物品品拿取放放置检测测、徘徊徊检测、人人物聚集集

24、检测、人人流量统统计分析析、人脸脸识别分分析、全全景画面面拼接等等应用。针针对监视视目标进进行实时时检测并并按照用用户设置置的预案案触发报报警，发发生入侵侵行为后后，系统统能对非非法目标标实现移移动跟踪踪。除了了行为分分析外，系系统还可可通过智智能车牌牌识别功功能对来来访车辆辆进行识识别，已已登记车车辆自动动开启门门禁放行行，未登登记车辆辆联动报报警并抓抓拍记录录。2.4.3 录像存储储功能本系统支支持前端端存储和和中心存存储两种种模式，前端摄像的视频信号接入硬盘录像机存储数据，达到前端存储的需要，以供事后调查取证；也可安装存储服务器和存储设备，适合大容量多通道并发的中心存储需求。通过平台软件

25、，可以对录像进行回放和下载；当前端与中心网络条件较好时可以选择前端存储和中心存储，当前端网络资源有限时，建议使用设备本地存储即可。2.4.4 电子地图图支持JPPEG、BMPP格式位位图的导导入和显显示，可可导入平平面图，在在平面图图上添加加关联设设备，直直接在电电子地图图上就能能看到每每个设备备，并在在电子地地图上实实现远程程设备控控制，报报警图标标闪烁等等功能。2.4.5 录像回放放对监控视视频进行行实时存存储，记记录告警警前后的的现场情情况；当当发生重重大安全全事件时时，通过过网络调调用回放放录像，能能够全程程看到事事情发生生的经过过，为事事件的调调查以及及事后总总结提供供宝贵的的资源。

26、2.4.6 远程配置置维护系统提供供远程访访问功能能，管理理员不必必到达设设备现场场，就可可修改设设备的各各项参数数，实现现校时、重重新启动动、修改改参数、软软件升级级、远程程维护等等功能，提提高的设设备维护护效率。2.4.7 B/S方方式访问问用户通过过B/SS（Broowerr/Seerveer）方方式访问问系统，B/S方式采用标准的HTTP协议，具有很强的开放性和兼容性，通过标准的IE浏览器，相关负责人和管理人员可根据不同的权限对系统进行配置及监控，操作界面全部为中文可视化界面，使用非常方便。2.5 系统特点点2.5.1 高清监控控技术现有的视视频监控控系统，主主要功能能是记录录事件的的

27、经过，在在更多关关键细节节上做的的还不够够。随着着视频监监控技术术的高速速发展，用用户对于于视频监监控产品品的要求求也在不不断提高高，“让我们们看得更更清楚”是许多多用户提提出的一一个非常常迫切的的需求。在在视频监监控产品品经历了了模拟时时代、数数字时代代、网络络时代的的发展后后，现在在已经逐逐步走入入了高清清时代，高高清监控控已成为为未来安安防行业业主要发发展技术术之一。关于“高高清”的定义义，最早早来源于于数字电电视领域域，美国国电影电电视工程程师协会会提出了了高清电电视（HHDTVV）标准准，分辨辨率需达达到7220p以以上。安安防行业业内部对对于高清清没有成成文的标标准，模模拟摄像像机

28、超过过4800线就宣宣称为高高清，经经数字编编码后分分辨率可可以达到到D1或4CIIF；当当网络摄摄像机出出现后，分分辨率满满足7220p才才能称为为高清。完完整的高高清方案案需要前前端、平平台、传传输、存存储、浏浏览、显显示等各各环节都都满足高高清标准准。通过下图图可以看看到CIIF、4CIIF、7200P、UXGGA的分分辨率比比较，可可以清楚楚看到高高清摄像像机（7720PP、UXGGA）的的分辨率率远大于于标清摄摄像机（4CIF），分辨率的不同带来了清晰度的差异。2.5.2 防爆技术术石油、化化工、煤煤炭的国国防等许许多工业业部门，在在生产、加加工、运运输和贮贮存的各各个过程程中，经经

29、常可能能泄露或或溢散出出各种各各样的易易燃易爆爆气体、液液体和各各种粉尘尘及纤维维。这类类物质与与空气混混合后，可可能成为为具有爆爆炸危险险的混合合物，当当混合物物的浓度度达到爆爆炸浓度度范围时时，一旦旦出现火火源即会会引起爆爆炸和发发生火灾灾等严重重事故。在在这类危危险环境境中使用用的电气气设备都都必须时时经过专专业机构构认证的的具有防防爆性能能的产品品，因此此便有了了防爆技技术。现代用于于工业生生产的可可燃物种种类繁多多，数量量庞大，而而且生产产过程情情况复杂杂，因此此需要根根据不同同的条件件采取各各种相应应的防护护措施。从从爆炸破破坏力的的形成来来看，爆爆炸一般般需要具具备5个条件件：1

30、) 提供能量量的可燃燃性物质质（释放放源）；2) 辅助燃烧烧的助燃燃剂（氧氧化剂）；3) 可燃物质质与助燃燃剂的均均匀混合合；4) 混合物放放在相对对封闭的的空间（包包围体）；5) 有足够能能量的点点火源。上述条件件中的点点火源、可可燃物质质和助燃燃剂是燃燃烧爆炸炸的三要要素，防防爆技术术就是根根据这些些爆炸条条件，采采取相应应的技术术措施和和管理措措施，达达到预防防事故的的目的。2.5.2.1 可燃物浓浓度的抑抑制爆炸强度度与爆炸炸性混合合物的浓浓度有密密切关系系，爆炸炸强度随随浓度变变化的关关系近似似于正办办周期的的正弦曲曲线，浓浓度国底底或过高高都不能能发生爆爆炸，这这两个点点称为爆爆炸

31、下限限浓度或或爆炸上上限浓度度。在爆爆炸下限限浓度以以下，由由于可燃燃性物质质的发热热量已经经低到不不能维持持火焰在在混合物物中传播播所需要要的最低低温度，因因而该混混合物不不能被点点燃；若若浓度逐逐渐增加加而超过过爆炸上上限浓度度时,虽然可可燃物质质增加，但但助燃的的氧气浓浓度低于于化学当当量值，不不能满足足混合物物完全燃燃烧的需需要，也也不会发发生爆炸炸。因此可以以通过可可燃物浓浓度的控控制来预预防爆炸炸事故的的发生，或或者把爆爆炸事故故可能造造成的破破坏力降降到最小小限度。2.5.2.2 氧浓度的的控制在爆炸气气氛中加加入惰化化介质时时，一方方面可以以使爆炸炸气氛中中氧组分分被稀释释，减

32、少少了可燃燃物质分分子和氧氧分子作作用的机机会，也也使可燃燃物组分分同氧分分子隔离离，在它它们之间间形成以以层不燃燃烧的屏屏障；当当活化分分子碰撞撞惰化介介质粒子子时会使使活化分分子失去去活化能能而不能能反应。另另一方面面，若燃燃烧反应应已经发发生，产产生的游游离基将将与惰化化介质粒粒子发生生作用，使使其失去去活性，导导致燃烧烧连锁反反应中断断；同时时，惰化化介质还还将大量量吸收燃燃烧反应应放出的的热量，使使热量不不能聚积积，燃烧烧反应不不蔓延到到其它可可燃组分分分子上上去，对对燃烧反反映起到到抑制作作用。因此，在在可燃物物/空气爆爆炸气氛氛中加入入惰化介介质，可可燃物组组分爆炸炸范围缩缩小，

33、当当惰化介介质增加加到足够够浓度时时，可以以使其爆爆炸上限限和下限限重合，再再增加惰惰化介质质浓度，此此时可燃燃空气混混合物将将不再发发生燃烧烧。2.5.2.3 点火源的的控制温度对化化学反映映速度的的影响特特别显著著，对一一般反应应来说，若若初始浓浓度相等等，温度度每升高高10反应速速度大约约加快22至4倍。因因此，温温度（也也就是通通常所指指的点火火源）使使加快反反应速度度，引起起爆炸事事故的最最初因素素，控制制点火源源使防止止爆炸事事故的重重要措施施之一。2.5.2.4 减弱爆炸炸压力和和冲击波波爆炸现象象的重要要特征之之一就是是爆炸物物质爆炸炸时，产产生高温温高压气气体产物物以极高高的

34、速度度膨胀，使使包围体体内压力力骤增，进进而使包包围体炸炸裂，形形成冲击击波，造造成破坏坏力。为为了防止止或减弱弱因炸而而使包围围体内压压力的骤骤增，应应尽可能能地不使使包围相相对封闭闭。2.5.2.5 隔爆型结结构隔爆型结结构的电电气设备备再爆炸炸危险区区域应用用极为广广泛，它它不仅能能防止爆爆炸火燃燃的传出出，而且且壳体又又可承受受一定的的过压。它它具有一一个足够够牢固的的外壳，能能经受内内部爆炸炸气体混混合物产产生最大大爆炸压压力的11.5倍倍并不得得小于33.510ppa的冲冲击。确确保不变变形或损损坏，不不产生永永久变形形，并具具有一定定结构间间隙以使使喷射出出来的燃燃烧生成成物通过

35、过一定的的法兰长长度冷却却到低于于外部爆爆炸性混混合物的的自燃温温度。结结构间隙隙可以是是平面结结合面或或圆筒结结合面组组成，还还可以是是曲路、螺螺纹或屏屏障式等等结构组组成。用于I类类采掘工工作面的的设备，外外壳须采采用钢板板或铸钢钢制成；I类非采采掘工作作面的设设备，其其外壳可可有牌号号不低于于HT225-447灰铸铸铁制成成，I类携带带式设备备和III类设备备，外壳壳可用抗抗拉强度度不低于于1177.6NN/mmm（12kkg/mmm）、含含镁量不不大于00.5%（重量量比）的的轻合金金制成。目前海康康威视提提供的防防爆产品品满足所所有防爆爆等级中中最高等等级Exx d IICC T66

36、 Gbb/DIIP AA 200 TAA，T6。第3章 前端系统统设计3.1 前端系统统概述数字化煤煤矿综合合视频监监管系统统的前端端分为地地面监控控和井下下监控两两个部分分，分别别针对不不同的监监控环境境，需要要部署不不同类型型的各类类监控设设备。3.2 视频监控控系统3.2.1 常规视频频监控3.2.1.1 地面监控控点部署署地面监控控主要是是针对采采煤工人人住宿区区、堆煤煤场、矿矿区等多多个区域域，分别别针对不不同的区区域建议议使用不不同类型型的摄像像机。序号监控位置置部署摄像像机类型型设备选型型1住宿区网络半球球摄像机机2矿区红外高清清球机3周界红外高清清摄像机机3.2.1.2 井下监

37、控控点部署署井下监控控由于网网络的限限制，主主要以无无线传输输方式为为主，并并且需要要具有防防爆炸的的功能以以适应井井下易燃燃易爆的的环境。序号监控位置置部署摄像像机类型型设备选型型1煤井隔爆本安安型摄像像机3.2.1.3 监控点配配套1) 电源及控控制线路路前端摄像像机建议议采用UUPS统统一供电电，UPPS供电电线路部部署到每每个楼层层，通过过变压后后输出给给前端摄摄像机，直直流供电电线路采采用RVVV2*1.00；数字硬盘盘录像机机到可控控云台摄摄像机之之间部署署控制线线缆，采采用RVVVP22*1.0。2) 线缆敷设设在线缆敷敷设方面面，除了了选择充充分满足足标准的的线缆之之外，我我们

38、还建建议以下下基本要要求：l 线缆长度度应满足足距离要要求，避避免电缆缆的破裂裂接续，若若必须接接续时，采采用焊接接方式或或者专用用连接器器；l 电源电缆缆和信号号电缆应应分开铺铺设；l 所有电缆缆应避开开恶劣环环境，如如高温热热源和化化学腐蚀蚀区等；l 所有电缆缆应远离离高压线线或大电电流电缆缆，不易易避开时时应各自自专配金金属管，并并尽可能能地埋入入地下；l 当在建筑筑内铺设设时，应应按建筑筑设计规规范选用用管线材材料及铺铺设方式式，埋于于建筑物物体内；l 电缆穿管管前应清清理管内内杂物，穿穿线时宜宜涂抹黄黄油或滑滑石粉，进进入管口口的电缆缆应保持持平直，管管内线缆缆不能有有接头和和扭结，

39、穿穿好后应应作防潮潮、防腐腐等处理理；l 电缆应从从所接设设备下部部穿出，并并留出一一定余量量；l 在电缆端端做好标标志和编编号，便便于事后后排查。3.2.2 智能视频频监控3.2.2.1 人脸识别别和人流流量统计计由于矿难难事故时时有发生生，经常常会出现现在煤矿矿中有矿矿工因为为意外事事故导致致进去以以后就再再也出不不来的情情况，在在煤矿上上，一般般会有专专门的记记录人员员，通过过人工的的方式记记录每次次入井、出出井人员员的情况况，确保保每次入入井采煤煤工人的的人身安安全，但但这种方方式效率率比较底底下，容容易产生生人员遗遗漏并且且耗时耗耗力。目前可实实现在井井口安装装人流量量统计智智能分析

40、析服务器器和人脸脸识别分分析服务务器实现现智能人人员统计计和识别别的功能能，通过过安装在在井口的的摄像机机自动判判断每次次进出的的人数和和人员分分析，从从而能够够判定每每次下井井时有多多少采煤煤工人进进去，有有多少采采煤工人人出来，并并且可以以确定进进出人员员的身份份，同时时可以通通过人脸脸识别对对防止不不法人员员进入矿矿井，通通过这两两套系统统大大完完善了现现有手工工记录系系统，并并且实现现减员增增效。通过在井井口安装装的高清清摄像机机，配合合在前端端煤矿监监控中心心安装的的人流统统计智能能分析服服务器和和人脸识识别分析析服务器器，可以以实现对对出入井井口人流流量的数数据统计计和人脸脸识别。

41、3.2.2.2 画面全景景拼接对于煤矿矿地面的的选煤厂厂，由于于应用场场景较大大，一个个摄像机机无法真真正清晰晰的展示示整个选选煤厂的的全貌，无无法给出出一种满满意的高高清视频频，更无无法对视视频中的的事物进进行高清清分析，由由此而带带来的就就是高投投入和多多画面展展示，不不仅仅视视觉效果果不好，也也不能最最大程度度的满足足高清大大画面的的需求。随着视频频拼接市市场需求求的逐步步凸显，图图像拼接接技术得得以在视视频监控控领域初初步运用用，海康康威视基基于自身身在视频频监控领领域的技技术积累累，深度度分析了了视频拼拼接系统统在视频频监控领领域的实实际需求求，推出出了基于于图像拼拼接技术术的视频频

42、拼接系系统。图图像拼接接技术通通过将来来自不同同视角的的图像拼拼接在一一起得到到高分辨辨率图像像，解决决了煤矿矿地面选选煤厂大大场景高高清晰监监控的迫迫切需求求，用户户可以在在一幅视视频图像像上直接接查看选选煤厂整整体高清清画面的的需求。3.2.2.3 周界智能能分析为了进一一步加强强煤矿地地面区域域的周界界防范，可可选用周周界智能能分析系系统，通通过前端端采集图图像信息息，监控控中心周周界智能能分析服服务器能能够智能能的分析析周界划划定的区区域，一一旦有人人跨入区区域就可可实现报报警，周周界智能能分析系系统能够够准确定定制报警警区域，并并直接弹弹出报警警图像信信息，能能够清晰晰的查看看报警区

43、区域的警警情。3.3 隔爆本安安型摄像像机可用于有有甲烷等等爆炸性性危险气气体的环环境。3.3.1 产品图片片3.3.2 防爆型式式及防爆爆标志l 防爆型式式：矿用用本质安安全型l 防爆标志志：ExxibII3.3.3 工作电压压及工作作电流工作电压压：DCC12VV工作电流流：6200mA3.3.4 要技术指指标l 图像：彩彩色，低低照度时时自动切切换为黑黑白l 最低照度度：彩色:00.011Luxx(FF1.22,AGGCONN)黑白:00.0001Luux(F1.2,AAGCOON)l 最大分辨辨率：1128009600l 灰度等级级：7级l ICR红红外滤片片式自动动切换，实实现真正正

44、的日夜夜监控l 接口数量量：1路本地地模拟输输出接口口，1路以太太网接口口与1路光纤纤接口3.3.5 传输性能能3.3.5.1 光端口l 传输速率率：1000Mbbit/sl 波长：113100nml 光发射功功率：-200dBmml 最大传输输距离：20kkm（单单模光纤纤）3.3.5.2 以太网电电端口l 传输方式式：TCCP/IIPl 传输速率率：100M/1100MMbpss（自适适应）l 信号工作作电压峰峰峰值：15Vl 传输距离离：1000m3.3.5.3 模拟视频频端口l 接口特性性：1VVp-ppCommpossiteeOuttputt(755/BBNC)3.4 网络系统统煤矿

45、地面面高清摄摄像机和和井下隔隔爆本安安型摄像像机是通通过网络络传输信信号将视视频图像像信息上上传到煤煤矿监控控中心进进行存储储，其对对带宽的的要求是是：l 分辨率119200*10080(10880P)，4-6Mbb码流l 分辨率112800*7220(7720PP)，22-4MMb码流流 因网络络信息通通过双绞绞线传输输距离受受限，且且摄像机机是安装装在室外外，因此此建议监监控点到到监控中中心距离离1000米以内内的采用用网线的的方式，1100米米之外的的采用光光纤传输输的方式式，保证证视频传传输的质质量。而而井下摄摄像机考考虑不影影响矿井井的现场场环境，一一般采用用光纤传传输视频频信号。

46、核心网网络设备备的部署署应满足足视频监监控专网网多业务务、高负负载处理理的应用用需要，并并确保网网络核心心的稳定定性和可可靠性。3.4.1 煤矿地面面网络交交换机煤矿地面面的网络络交换机机主要用用于地面面视频监监控摄像像机的接接入并将将视频图图像信息息上传至至煤矿监监控中心心，选用用的网络络交换机机必须满满足高清清视频监监控画面面的传输输。3.4.1.1 要求具备备的特点点1） 性能卓越越l 背板带宽宽48GGbpss，非阻阻塞设计计，支持持全线速速转发l 千兆光纤纤支持最最大800公里的的远距离离传输，可可直接连连入城域域骨干网网2） 灵活的双双介质连连接l 其中4个个口能提提供灵活活的双介

47、介质连接接，可以以任意选选择电口口（TXX）和光光口（SSFP），光光口也可可以有不不同传输输距离的的选配。若若选择光光口（SSFP）的的话，则则相应的的电口（TX）被屏蔽。3） QoS支支持4层的流流分类l QoS不不仅支持持二层的的8022.1pp优先级级队列控控制，还还可以支支持高层层（24）流分分类和等等级划分分。如：VoIIP.4） 端口镜像像l PorttMirrrorringg可以将将一个端端口的流流量复制制到另一一个指定定的端口口，这种种机制可可以帮助助网络管管理者在在不中断断网络情情况下跟跟踪网络络发生的的错误和和和非正正常数据据包。5） VLANN（VLAANfoorpee

48、rfoormaancee&seecurrityy）l VLANN能提供供两点好好处：安安全和高高效。VVLANN可以隔隔离不需需要沟通通的两个个用户，以以达到安安全的目目的。还还可以减减小和限限制广播播的范围围，从而而提高网网络性能能。6） QinQQ（StaackVVlann）l 交换机通通过对QQinQQ（双标标签）技技术的支支持，可可有效扩扩展网络络中VLLAN的的数量到到16MM，并可可通过该该方式实实现网内内的二层层VPNN，使以以太网交交换机支支持VLLAN扩扩展与安安全交换换技术。7） 端口汇聚聚l PorttTruunkss能使任任意端口口都可以以汇聚成成一组负负载均衡衡的链路

49、路，每组组至多112口，带带宽最大大可达224G。最最多支持持8组。每每组可以以用来在在交换机机之间建建立一条条超高速速带宽的的链路。8） 802.1xl 802.1x可可以对每每个网络络访问者者进行认认证。端端口安全全（Poortssecuuritty）可可以允许许在每个个端口上上限制以以MACC地址为为代表的的用户的的数量。静静态地址址(SttatiicMAACadddreessees)的的定义可可以确保保只有通通过认证证的主机机才能访访问网络络。若同同时启用用这两种种特性，就就可以建建立一种种以用户户和主机机为标识识的访问问机制，达达到控制制网络访访问安全全的目的的。9） STP/RST

50、TP/MMSTPPl 在复杂的的多交换换机的网网络环境境中，SSTP功功能可以以建立备备份链路路。当其其中任一一条链路路失败时时，都能能保证数数据的正正常发送送和接受受。10） 组播、广广播风暴暴控制l 组播/广广播风暴暴控制功功能可以以有效的的限制网网络上过过多的组组播/广播风风暴的流流量。当当端口出出现的组组播/广播风风暴流量量超出端端口所设设定的阈阈值时，则则将被丢丢弃。3.4.1.2 要求具备备的功能能和技术术指标标准配置置16个110/1100/10000M Basse-TT以太网网端口4个可选选双介质质光电复复用（TTX/SSFP）与与前4个口复复用1个Coonsoole口口交换能

51、力力48Gbbps转发速率率全线速过过滤转发发交换方式式存贮转发发地址表8K队列缓冲冲64MBB流量控制制半双工采采用背压压，全双双工采用用IEEEE8002.33x 广播控制制抑制广播播风暴，达达到临界界点停止止发送组播控制制IGMPP报文自自动监测测服务质量量每端口22个发送送队列映映射8002.11p的8个优先先级端口捆绑绑每组最大大12个，同同时支持持8组，动动态LAACP或或者静态态聚合堆叠集群式桥接IEEEE 8002.11D-119988生成树树，连接接路径备备份，IIEEEE 8002.11w（RSTTP）VLANN支持基于于端口的的VLAAN，8022.1QQ 标记记VLAA

52、N，GVRRP动态态VLAAN配置置VLANN数量4K任意意划分QinQQ支持QoS支持服务务质量(QoSS) 25488GX支支持ACCL、高高层（LL2LL4）流流分类和和等级划划分。网络管理理SNMPP，Tellnett，RMOON，CLII，支持持多种通通用网管管软件网络安全全IEEEE 8002.11x，基基于端口口的访问问控制，RADIUS、TACACS+硬件支持持dhccp ssnooopinng功能能（S225288、S25548GGX支持持）硬件支持持DAII功能，静静态、动动态arrp防御御（S225288、S25548GGX支持持）硬件支持持IP ACLL，MACC AC

53、CL，Vlaan AACL（S25528、S25548GGX支持持）电源特性性交流1110-2240VV自适应应，477-633Hz，1A/2300V 指示灯电源指示示、系统统指示、连连接/收发指指示、110/1100MM指示环境温/湿度0-500运行，-40-70保存，00-900%无冷冷凝3.4.2 矿井隔爆爆本安型型交换机机矿井隔爆爆本安型型交换机机应该具具有甲烷烷或煤尘尘爆炸危危险的环环境，如如煤矿井井下，建建立高速速的矿用用防爆工工业以太太网接入入平台，同同时提供供双向的的自愈环环网，是是现代化化矿井的的综合信信息高速速公路，为为矿井实实现现代代化提供供坚实的的平台，整整合繁杂杂的各

54、种种矿用信信息系统统于统一一平台。3.4.2.1 要求具备备的特点点l SW-RRingg环网技技术；l 符合IEEEE8802.3x、IEEEE8002.33u、IEEEE8002.11Q标准准；l 冗余自愈愈以太环环网；l 即插即用用；l VLANN让您的的网络更更灵活、更更安全；l 智能化的的网络管管理；l 苛刻的工工业环境境中可靠靠安全地地工作；l 多路本安安设计，应应用灵活活；l 提供多路路RS4485数数据转换换接口；l 提供多路路以太数数据接口口；3.4.2.2 要求具备备的功能能及技术术指标l 防爆型式式：矿用用隔爆兼兼本质安安型ExxdiibII；l 输入电压压：ACC220

55、0/3880/6660；l 工作电流流：1660mAA；l 故障自愈愈时间:30mms；l 以太网接接口：44；l 光纤接口口：2；l RS4885接口口：4；l 传输速度度：10000MM；l RS4885设备备接入容容量：332；l 网络通信信：单膜膜光缆，通通信距离离10kkm、多多膜光缆缆，通信信距离22km、双双绞铜线线，通信信距离1100mm；l RS4885通信信：12200bbps,通信距距离100km；第4章 视频传输输网络设设计4.1 传输网络络系统建建设要求求4.1.1 传输基本本要求4.1.1.1 网络传输输协议要要求联网系统统网络层层应支持持 IPP 协议议，传输输层

56、应支支持TCCP 和和UDPP 协议议。4.1.1.2 媒体传输输协议要要求视音频流流在基于于IP的网网络上传传输时应应支持RRTP/RTCCP协议议；视音音频流的的数据封封装格式式应符合合标准要要求。4.1.1.3 信息传输输延迟时时间当信息（包包括视音音频信息息、控制制信息及及报警信信息等）经经由 IIP 网网络传输输时，端端到端的的信息延延迟时间间（包括括发送端端信息采采集、编编码、网网络传输输、信息息接收端端解码、显显示等过过程所经经历的时时间）应应满足下下列要求求：前端设备备与信号号直接接接入的监监控中心心相应设设备间端端到端的的信息延延迟时间间应不大大于2ss；前端设备备与用户户终

57、端设设备间端端到端的的信息延延迟时间间应不大大于4ss。4.1.1.4 网络传输输带宽联网系统统网络带带宽设计计应能满满足前端端设备接接入监控控中心、监监控中心心互联、用用户终端端接入监监控中心心的带宽宽要求，并并留有余余量。前端带宽宽视频监控控系统带带宽需求求与分辨辨率和帧帧率两个个因素密密切相关关，根据据实际所所需图像像的实时时性、流流畅性要要求不同同，可对对设备进进行配置置。通常视频频监控系系统要求求在255帧/s 帧率情情况下，CIF（分辨率352288）码流为512Kbps，D1（分辨率720576）码流大小约为2Mbps，720P（分辨率1280720）码流大小约为4Mbps，10

58、80P（分辨率19201080）码流大小约为8Mbps。中心带宽宽中心服务务平台带带宽计算算主要有有两部分分，一部部分为前前端设备备上传的的视频流流，另一一部分为为中心服服务平台台向客户户端分发发的视频频流。根据本方方案设计计，站端端系统到到地市中中心需要要保证88M的网网络带宽宽，地市市到省级级平台需需要保证证1000M的网网络带宽宽。4.1.1.5 网络传输输质量联网系统统 IPP 网络络的传输输质量（如如传输时时延、包包丢失率率、包误误差率、虚虚假包率率等）应应符合如如下要求求：u 网络时延延上限值值为 4400mms；u 时延抖动动上限值值为 550mss；u 丢包率上上限值为为110

59、0-3；u 包误差率率上限值值为110-4。4.1.2 网络传输输带宽要要求考虑到网网络传输输过程及及其它应应用的开开销，链链路的可可用带宽宽理论值值为链路路带宽的的80%左右，为为保障视视频图像像的高质质量传输输，带宽宽使用时时建议采采用轻载载设计，轻轻载带宽宽上限控控制在链链路带宽宽的500%以内内。 链路带宽宽利用率率50%：图像像传输稳稳定、流流畅，延延时最小小； 50%链路带带宽利用用率80%：通过过扩大接接收端的的缓冲区区容量，可可确保图图像传输输基本稳稳定、流流畅，偶偶尔出现现短暂的的卡顿，延延时相应应增大； 链路带宽宽利用率率80%：即便便增加客客户端缓缓冲区容容量，图图像传输

60、输也会出出现经常常性的卡卡顿、丢丢帧现象象，甚至至长时间间不响应应，延时时较大；4.1.2.1 万兆互联联链路传输链路路带宽取取其500%轻载载使用传传输带宽宽，可以以确保有有50000M的的接入带带宽可以以流畅使使用。50000M4M=12550路，通通过计算算可以看看出上行行互联链链路最大大带宽可可支持并并发至少少12550路2000万像素素10880P/4Mbbps码码流的高高清视频频。4.1.2.2 千兆互联联链路传输链路路带宽取取其500%轻载载使用传传输带宽宽，可以以确保有有5000M的接接入带宽宽可以流流畅使用用。500MM4M=1255路，通通过计算算可以看看出上行行互联链链路

61、最大大带宽可可支持并并发至少少1255路2000万像素素10880P/4Mbbps码码流的高高清视频频。4.1.2.3 百兆互联联链路传输链路路带宽取取其500%轻载载使用传传输带宽宽，可以以确保有有50MM的接入入带宽可可以流畅畅使用。50M4M12路路，通过过计算可可以看出出上行互互联链路路最大带带宽可支支持并发发至少112路2000万像素素10880P/4Mbbps码码流的高高清视频频。4.2 网络设计计规划4.2.1 网络IPP地址规规划IP地址址的合理理分配是是保证网网络顺利利运行和和网络资资源有效效利用的的关键，要要充分考考虑到地地址空间间的合理理使用，保保证实现现最佳的的网络内内

62、地址分分配及业业务流量量的均匀匀分布。IP地址址空间的的分配与与合理使使用与网网络拓扑扑结构、网网络组织织及路由由有非常常密切的的关系，将将对网络络的可用用性、可可靠性与与有效性性产生显显著影响响。因此此在对网网络IPP地址进进行规划划建设的的同时，应应充分考考虑本地地网对IIP地址址的需求求，以满满足未来来业务发发展对IIP地址址的需求求。专网IPP地址规规划原则则： 唯一性：一个IIP网络络中不能能有两个个主机采采用相同同的IPP地址；这就需需要选择择一个足足够大的的IP地址址范围，不不但能够够满足现现有的需需要，同同时能够够满足未未来网络络的扩展展。两个个不同网网络互联联时应避避免使用用同一网网段IPP地址，以以免造成成IP地址址冲突。 简单性：地址分分配应简简单易于于管理，降降低网络络扩展的的复杂性性，简化化路由表表项。 连续性：连续地地址在层层次结构构网络中中易于进进行路径径叠合，大大大缩减减