工業監控系統解決方案

1、設計原則、目標以及標準

工業電視監控系統設計遵循技術先進、功能齊全、性能穩定、節約成本的原則。并綜合考慮施工、維護及操作因素，并將為今后的發展、擴建、改造等因素留有擴充的余地。本系統設計內容是系統的、完整的、全面的。設計方案具有科學性、合理性、可操作性。

工業電視監控系統的建設將直接影響礦區的生產安全保障。本著“用戶第一，服務至上，提高用戶的管理水平”的宗旨，按照以下的設計原則精心設計工業電視監控系統：

●系統性：超越部門應用的局限性，以系統工程的視角，要考慮到企業的運營能力和發展需要，堅持“一次設計、合理投資、預留發展、分步到位”的方針，盡量采用能使系統不間斷的發展和擴充技術。

●易于維護性：系統充分考慮到用戶對系統進行日常維護的工作難度，盡量減少維護工作量，甚至零維護。當系統某一點出現問題時將不會影響整個系統的運行。

●具體性：系統充分考慮保安煤礦的各種具體要求和當地的具體情況。 ●易操作：監控系統的操作應具有靈活簡便，易于掌握的特點，操作人員能夠方便地進行使用及維護，使整個系統發揮最大的功能。

●開放性和標準性

為了滿足系統所選用的技術和設備的協同運行能力，系統投資的長期效應以及系統功能不斷擴展的需求，必須追求系統的開放性和標準性。

●可靠性和穩定性

在考慮技術先進性和開放性的同時，還應從系統結構與產品選型、技術措施、設備性能、系統管理、廠商技術支持及維修能力等方面著手，確保系統運行的可靠性和穩定性，達到最大的平均無故障時間。

●安全性和保密性

在系統設計中，既考慮信息資源的充分共享，更要注意信息的保護和隔離，因此系統應分別針對不同的應用和不同的網絡通信環境，采取不同的措施，包括系統安全機、數據存取的權限控制等。

●先進性與適用性

系統的技術性能和質量指標應達到國際領先水平；同時，系統的安裝調試、軟件編程和操作使用又應簡便易行，容易掌握，適合中國國情和本項目的特點。該系統集國際上眾多先進技術于一身，體現了當前計算機控制技術與計算機網絡技術的最新發展水平，適應時代發展的要求。同時系統是面向各種管理層次使用的系統，其功能的配置以能給用戶提供舒適、安全、方便、快捷為準則，其操作、簡便易學。

●經濟性與實用性

充分考慮用戶實際需要和信息技術發展趨勢，根據用戶現場環境，設計選用功能和適合現場情況、符合用戶要求的系統配置方案，通過嚴密、有機的組合，實現最佳的性能價格比，以便節約工程投資，同時保證系統功能實施的需求，經濟實用。

●追求最優化的系統設備配置

在滿足用戶對功能、質量、性能、價格和服務等各方面要求的前提下，追求最優化的系統設備配置，以盡量降低系統造價。

● 保留足夠的擴展容量

項目設備的控制容量上保留一定的余地，以便在系統中改造新的控制點；系統中還保留與其他計算機或自動化系統連接的接口；也盡量考慮未來科學的發展和新技術的應用。

●提高監管力度與綜合管理水平

項目系統設備控制需要高效率、準確及可靠。本系統通過中央控制系統對各子系統運行情況進行綜合監控，時時動態撐握監視及報警情況。閉路電視監控大大減少勞動強度，減少設備運行維護人員；另外，系統的綜合統籌管理可使設備按最優組合運行，在最佳情況下運行，既可節能，又可大大減少設備損耗，減少設備維修費用，從而提高監管力度與綜合管理水平。

2、系統總體結構

工業電視監控系統數字視頻監控系統主要由攝像機、硬盤錄像系統及線路等構成。

監控系統設備主要包括前端設備（由攝像機、鏡頭、防護罩、支架等組成）與后端設備。硬盤錄像系統主要包括模擬信號數字處理設備和存儲設備（如硬盤等）、顯示設備、監視器等組成。

控制中心設備主要包括：矩陣控制器、矩陣解碼器、視頻管理服務器、視頻解碼器、視頻存儲服務器、磁盤陣列、字符疊加器等。

控制中心設備具備以下功能：

1) 矩陣控制器采用CPU 控制，支持攝像機到監視器及監視器到控制鍵盤的分配。矩陣控制器通過矩陣解碼器與數字系統實現通信。

2)數字系統設置相應服務器，通過專用IP 網絡實現對視頻的管理、控制及存儲。

3) 采用MPEG-4 壓縮格式，視頻要求達到4CIF 分辨率高質量畫面。

4) 配置磁盤陣列對視頻進行24 小時錄像，錄像分辨率可選，容量要求滿足不少于10 天。

5) 提供設備管理功能，對攝像機的運行狀態進行查詢，并記錄設備維護信息。

6)服務器具有強大的視頻查詢及搜索功能，可調用錄像資料。

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7) 統一對操作人員配置權限，控制級別。

8) 監視終端提供簡便快捷的人機操作界面。利用電子地圖實時直觀的顯示攝像機設置位置，并調用任意一臺攝像機的圖像，利用鼠標/鍵盤進行控制。

9) 數字系統具有虛擬矩陣功能，對視頻路由控制，控制終端權限設置、攝像機的水平、俯仰、旋轉、變焦、預置位選擇等進行控制。

數字系統具有虛擬矩陣功能，通過視頻管理軟件根據報警系統的信號和實時事件的觸發對數字視頻碼流進行路由控制。

擁有不同權限級別的用戶可以根據自己權限的不同，分別操作不同系統設備。接受報警輸入，報警響應觸發云臺及攝像機到報警位置，圖像自動切換。硬盤錄像系統將前端監控點的攝像機采集到的視頻信號進行采集、量化、編碼和存儲。同時提供對歷史記錄的檢索和回放功能。硬盤錄像系統還提供遠程監控功能，供生產調度者進行監看。所有前端攝像機、監視器均集中接至設置在中央控制室的矩陣控制器和視頻解碼器上。視頻通過矩陣控制器實現廠區工業電視監控系統模擬圖像監視；通過建立專有監視網絡，實現監視終端的數字化控制與監視。

由于整個監控系統的前端監控點，而且要進行全部錄像，因此模擬信號全部要進行上述信號處理流程。提供網絡監看和控制的功能，客戶通過網絡可以實時查看監控點圖像，可以回放相應各監控點的歷史圖像。

3、設備選型

主要功能

系統功能特點：

全天候可適應各種惡劣的氣候條件。

系統以手動控制或編程控制實現顯示器對各攝像機圖像的切換顯示，對回放錄像的顯示。

可完成對攝像機控制：攝像機鏡并沒有焦距的遠近控制、光圈大小控制、焦距控制等。

可完成對各路圖像的切換顯示控制。

4、工業電視系統的功能和特點

（1）監控系統采用B/S（瀏覽器/服務器）方式，可以進行大規模的管理；

（2）防爆監控系統采用WindowsService方式，整體控制各服務模塊的運行，性能穩定；

（3）服務器計算機具有定時重啟功能；

（4）礦井監控系統具有實時處理、存儲與回放功能，單畫面/多畫面任意切換，并可任意畫面組合；

（5）系統采用積木式結構，具有架構合理、性能穩定性、運行可靠性、低維護量和擴展簡單方便的優點；

（6）系統具有傳統的模擬系統（矩陣主機）和現在最流行的數字系統（數字硬盤錄像系統），還有模擬和數字系統相結合的方式，以適應煤礦行業的要求；

（7）系統信號具有多種傳輸方式：同軸電纜傳輸、無線影像傳輸、雙絞線傳輸、光纖傳輸等，可以根據客戶的要求和現場情況來確定傳輸方式；

（8）系統具有接入有線電視系統的功能，能在有線電視系統內播放監視圖像；

（9）專業軟件設計，操作簡單，人性化全圖形操作界面，開機自行進入/退出自動關機；

（10）系統采用國際領先的MPEG-4視頻硬壓縮算法，較好的節省硬盤空間；

（11）系統具有自動識別固定硬盤、活動硬盤，根據用戶需求可靈活配置硬盤陳列柜，光盤塔等，以便于實現大容量、長時間的錄像存儲；

（12）系統支持多路音視頻同步錄像，錄音，回放、刻錄、網絡傳輸可同步進行；

（13）報警聯動，可外接32*20報警控制單元，以應對各類復雜的報警管理的需求；

（14）系統具有智能錄像功能：可實現按工作表錄像、動態錄像、移動偵測，“動則錄，不動則不錄”，節省硬盤空間；

（15）系統具有設定并控制高速快球的全方位無級變速運行、預置位、巡邏等所有功能；

（16）系統具有1/8～8倍變速回放功能，“A-B”區段重復回放功能，多文件連續播放功能；

（17）接入系統的各攝像機可設定多個移動探測區域（靈敏度可分別調整）進行移動探測錄像；

（18）系統軟件具有先進、獨特的“報警圖像預錄”功能，可以設置提前預錄像功能，錄下事件發生前段時間的現場狀況；

（19）系統軟件具有錄制文件防刪除標記功能，監視及回放時即時照片捕捉/保存功能；

（20）系統具有通過聲音、警視標志閃爍提示視頻圖像丟失的功能；

（21）系統軟件具有操作日志管理功能，所有操作均被系統記錄在案；

（22）系統具有強大的網絡接口功能，網絡用戶可根據權限在局域網上控制實時圖像的錄、放和云臺鏡頭控制，可直接輸入主機端IP地址，打開網頁，輸入用戶名/密碼即可通過IE瀏覽實現遠程即時監控與遠端控制；

（23）獨到的Wavelet再壓縮算法，優異的窄帶（PSTN、ISDN）高清晰度圖像（352*288pix，2-3楨/秒）傳輸功能；

（24）系統具有三個級別、多個操作人員密碼/操作權限設定、管理功能；

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（25）系統具有多重防雷措施：包括交流電源線防雷、視頻信號線防雷、控制信號線的防雷等。

（26）系統查詢功能：查詢系統內所有設備運行情況、查詢當前在線用戶、查詢當前定時錄像條數、查詢當日執行定時錄像條數、查詢當日報警情況、查詢當日報警錄像情況

（27）系統錄像遠程下載功能：按照IP地址、視頻通道、錄像類型、時間等條件檢索遠程錄像；預覽遠程錄像、將遠程錄像作為下載任務進行下載、執

行；停止或刪除下載任務；顯示下載任務當前狀態；設置下載文件存儲路徑、下載失敗后可多次重連；保存下載任務列表、自動檢測磁盤剩余空間。

5、系統構成及工作原理

防爆監控系統由前端攝像部分、信號傳輸部分、視頻控制、顯示和存儲五個部分組成。隔爆攝像機實時采集監控點的場景信息，地面信號經同軸電纜或五類雙絞線把圖像信息傳送至視頻分配器；視頻信號攝像儀內部完成視頻信號-光信號的轉換，光信號通過光纜接入到地面的視頻光端機機柜，信號在光端機機柜中由接收光端機完成光信號-視頻信號的轉換后，接入視頻分配器。

由視頻分配器將視頻信號分成兩路，一路接入監視器實時顯示監控點的圖像；另一路接入視頻服務器，經過相應的處理后，在屏幕上將圖像顯示出來，在顯示圖像的同時，把視頻信號按照特定壓縮標準進行壓縮處理，轉化為體積很小的多媒體數據流寫入硬盤，形成多媒體文件，完成圖像存儲。將視頻服務器接入局域網，相關授權用戶即可通過網絡進行遠程查看監視信息。

按照要求：攝像頭安裝在下屬各個監控點，然后視頻信號傳到各分控室，進行顯示、控制；然后通過網絡的形式傳到的總控制室，顯示上服務器上，通過計算機信號和視頻信號切換器，投入到電視墻上進行顯示、切換、控制。

6、攝像部分

攝像部分是電視監控系統的前沿部分，是整個系統的“眼睛”。它布置在被監視場所的某一位置上，使其視場角能覆蓋整個被監視的各個部位。它一般包括攝像機、鏡頭、防護罩、支架和云臺等。它的作用是對監視區域進行攝像并將其轉換成電信號。

7、信號傳輸部分

傳輸部分就是系統的圖像信號通路。一般來說，傳輸部分單指的是傳輸圖像信號。在一些監控系統中除對圖像的傳輸外，由于需要有控制中心通過控制臺對攝像機、鏡頭、云臺、防護罩等進行控制，因而在傳輸系統中還包含有控制信號的傳輸，所以我們這里所講的傳輸部分，通常是指所有要傳輸的信號形成的傳輸系統的總和。

在傳輸方式上，視頻信號的傳輸可用同軸電纜、光纖、雙絞線和無線影像傳輸裝置。本系統中采用了同軸 電纜和本安光纖傳輸相結合的傳輸方式。光纖傳輸具有傳輸距離遠、抗干擾能力強、防雷、防過壓的優點，同時能可靠的實現電氣隔離，不存在將地面高壓與雷電感應引到廠區下的危險，非常安全。

8、顯示與記錄、控制部分

顯示、記錄和控制主要有設備安裝在調度室內的：1套視頻服務器系統。 顯示部分一般是由幾臺或多臺監視器組成，也可以組成電視墻。同時能利用廠區工業電視監控系統顯示系統進行監視，將某一路的圖像進行放大處理。它的功能是將傳送過來的圖像一一顯示出來，以便于工作人員能及時查看到井底工作人員的違規操作。

視頻服務器系統是監視系統中的最為重要的部分，它負責對監視圖像的記錄保存、重放、對前端的云臺及攝像儀進行全方位控制和系統的一些設置的。它要求可以記錄的時間非常長，目前大部分監視系統專用的數字視頻服務器都可以錄24h～960h的錄像。此外，如果需要大容量、長時間的錄像存儲，可以通過外接硬盤陣列來實現。

工業監控系統解決方案 [篇2]

1、總體方案介紹

煤炭工業是一個特殊的行業。瓦斯、礦塵、火災、水災、頂壓等各種安全隱患嚴重威脅著礦井作業員工的人身安全。建立煤炭安全信息監控系統、生產自動化系統、mis系統已成為我國煤炭企業迫在眉睫的首要任務。

結合礦井的“一通三防“的基本方針，我公司為煤炭工業設計了煤炭工業安全監控信息系統。該系統可分四部分：前端數據采集系統、現場光總線數據傳輸，集中式主站監控系統、聯動系統。

2.系統特點

a、多層分布式結構，主站系統即可作為安全監控中心，又可作為區域安全監控調度中心。

b、高度的標準化、模塊化，具有很好的開放性和伸縮性，支持第三方設備的接入，滿足安全自動化系統分期投入分步實施的遠期規劃要求。

c、scada、實時數據、gis徹底消除信息孤島。

d、前端數據采集系統（sdv2200）采用工業級32位cpu，抗干擾能力強，可靠性高。

e、前端數據采集系統支持網絡通信模式和雙環自愈等。

f、主站系統軟件提供完整的視頻、告警、歷史記錄等功能。

a、豐富的全漢字的圖形組態，可實現復雜漂亮的圖形畫面，并支持動化技術、圖形縮放技術、多級窗口-技術，各種數據、曲線、各種儀表盤等的實時顯示。

b、功能強大的控制組態可實現各種批處理流程、先進的控制算法。

c、報表組太與excel互換，可以支持各種報表和圖形打印功能d、豐富的歷史記錄分析和處理、日志記錄處理、報警記錄的統計報告、事故追憶的統計分析。

e、強大的系統自診斷功能與鼓掌報警功能。

f、礦井地理信息系統

g、礦井信息采樣點的分布圖h、實時數據庫管理界面

i、各種參數門限設置及預警報警系統

j、瓦斯、粉塵濃度報警門限的設置k、火警預警設置

l、水災預警設置

m、支架壓力報警門限的設置

n、報表曲線的生成

o、歷史事件記錄表p、事故追憶模塊事故追憶過程如下：啟動事故追憶、事故重演、事故分析。

4.工業電視監控輪回顯示、報警聯動功能。

可以使用先進的數字壓縮技術，將井下的視頻信號壓縮編碼，通過odt3000系統傳輸到控制中心，通過相應的解壓縮技術，完成視頻顯示和控制。

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