浅谈智能视频监控技术在煤矿安全生产中的应用
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作者:叶群
摘要：在煤矿安全生产的过程中，视频监控技术已经是一种非常重要的技术手段。智能视频监控技术是一种更加实时和高效的监测监控技术。将光载无线通信技术融入智能视频监控系统中，对于提高煤矿安全生产的信息化水平和减少安全事故的发生都有着非常重要的意义。
关键词：安全生产;智能视频监控;光载无线通信技术
中图分类号：TP393 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2020）15-0241-02
1视频监测监控系统应用于煤矿安全生产中的作用和意义
在煤矿的安全生产的过程中，视频监测监控系统发挥着非常重要的作用，一般来说，此系统主要包括的内容就是一通三防，从地理位置来分，主要分为两部分：地面部分、井下部分。地面上的任务主要是通过先进的电子设备对各种信息进行采集、分析和处理，然后将这些获取的数据和信息通过传输系统传送到井上的监控指挥中心，由监控中心的专业技术人员对这些数据和信息应用专业的技术和手段进行分析、处理，再根据统计分析得出的分析报告结果对煤矿井下的各种监测监控设备进行准确的操作和控制，其根本目的就是保证煤矿井下工作人员能够在一个相对安全的环境中进行作业。而视频监测监控系统的井下部分的主要任务就是负责信号或者信息的采集和监控。由于煤矿井下的工作环境非常的恶劣和复杂，所以，对于井下的各种设施设备和技术手段都要更高的要求。根据井下的具体环境和可能产生危险的因素，主要是对于环境的温度、瓦斯的浓度、粉尘的浓度、一氧化碳的含量、通风机的风速等各种参数进行时时、准确地监测监控，一旦发现数据有任何异常，都要及时地进行应对和处理，保障了井下工作人员的安全。
对于煤矿的各级生产和管理部分来说，安全生产是最重要的，所以，安全是煤矿生产的各个环节的重中之重。每一个煤矿企业的视频监测监控系统中的预警部分就起到了非常重要的作用，它是安全生产的关键环节。一旦煤矿井下的各种监测监控设备发现了异常信息或信号，矿井上面的监控指挥中心就会果断地发出控制信号和指令，预警事故的发生刚。但是，由于煤矿井下阴暗、潮湿的特殊环境，而且空气中还悬浮着大量的粉尘颗粒，使得监控系统中监测到的视频图像能见度及对比度大幅度降低，煤矿井下的现场工作画面的可辨识度也大大降低，为监测监控系统的准确性产生了一定的影响。
对于煤矿的安全监测监控技术，国内和国外都有广泛的研究。据了解，国外比国内要早一些，国外最早是从20世纪印年代开始就有人对将监测监控技术应用于煤矿领域开始有所研究的。随着科学技术的飞速发展，特别是当通信技术和网络技术的进一步发展和成熟后，国外的煤矿视频监测监控技术也飞速发展起来。特别是像高清晰度的红外线摄像机等一系列智能化的设施和设备问世以来，对于环境的温度、瓦斯的浓度、粉尘的浓度、一氧化碳的含量、通风机的风速等各种参数的监测监控，越来越自动化、智能化，为安全生产提供了有力的技术保障。
我国将安全监测监控技术应用于煤矿领域的研究稍微晚于国外。在20世纪80年代初，我们积极向国外取经、学习，特别是向美国、德国等科学技术比较发达的国家，并结合我们国家煤矿的具体情况，同时，在他们那里引进了一批先进的安全监控系统，并在我国的部分煤矿进行了安装和使用，使得我们国家的煤矿安全监测监控系统有了突飞猛进的进步。近年来，由于计算机网络技术、嵌入式系统、光纤通信等先进技术的发展，以及数字化矿山发展的必然趋势，构建了更加实时、高校的智能监测监控系统。
2基于光纤无线通信技术的煤矿安全生产监测监控系统的设计
随着科学技术的飞速发展，特别是各行各业的科技含量逐年攀升，使得煤矿安全生产监测监控领域也是不断地发展和进步。“智能化矿山预警系统”这一概念的提出，对于煤矿监测监控系统的自动化、智能化提出了更高的要求。跨领域、跨知识點的结合是很多研究者们常用的思维形式，在此，我们将信息处理、光纤无线通信、智能感知等现代化的知识和技术应用于煤矿安全生产领域，围绕煤矿安全生产的监测监控等技术需求，基于光载无线通信技术构建了有线与无线混合结构的大数据监控预警系统。
光载无线通信技术和智能监测监控技术在煤矿中的应用主要内容包括以下几个方面：
（1）井下基站的建立：在煤矿复杂的环境下建立适合井下煤矿基站和通信构架，建立高效的煤矿安全监控预警感知平台;
（2）建立传输大数据的高带宽、覆盖广的光载无线通信模块，将各种单一探测器、监控设备、通信设备的信息融合到基站，将各种信号通过时分复用、码分复用等技术形成帧信号，再通过OFDM高效编码实现各种信息的融合高效传输，以期得到煤矿安全状况的及时全面分析和判断，实现了井下和井下信息的顺畅互通，对于煤矿安全生产领域的监测监控系统提供了更为准确、高效的评判。
（3）预警技术研究：信息采集处理中心获取“人，机，环”信息全面感知因素，研究瓦斯、水、火、粉尘等重大灾害预警模型及方法，把预测有危害的节点反馈给基站以便做出相应的预警，并研究煤矿重大灾害多因素全过程监控大数据的预警系统，有效提高我国煤矿灾害防治技术水平。
其具体的设计思路为：首先通过无线形式传输到基站，在基站进行数据融合，然后进行编码处理等，再进行电光转换，再通过光纤传输至中心站，如下图1所示。
3实现的效果
在此煤矿安全生产监测监控系统中，将矿井中各种探测、监控、通信设备获得的庞大数据进行了高效的处理和传输，由于，一个典型的光载无线通信系统包含中心站、基站、光纤链路和用户单元四个部分。其最大的特点就是利用光纤作为基站与中心站之间的传输链路，基站发射出来的无线射频信号，再通过光载波链路连接到煤矿地面上的中心站，这些复杂的信号处理部分不在无线接入点中进行，同时还将煤矿井下的远程终端用户集中接入到地面上的中心站中，大大减少了信号处理单元的数量，降低了基站的功耗和成本，从而大大提高了信号传输的大容量和效率。
本系统的设计思想就是利用了光载无线通信技术在传输数据和信息方面的高效和准确，为煤矿安全生产的管理，提供更加有力的技术支持和保障。所以，该系统具有超大带宽和覆盖面积，损耗低，抗干扰能力强，结构简单，成本低廉，传输透明，易于安装和维护升级等，使得能够在中心站综合处理各种大数据以获取预警需要的全面信息，大大地提升煤矿安全生产的实时监测监控能力和安全事故的应急处理能力。基于上述的分析可以看出，将光载无线通信技术应用于煤矿安全监测控制系统中，具有非常重要的意义。
4结语
在煤矿视频监测监控系统中引入光载无线通信技术，大大提高了信息传输的速率和数据处理的效率，及时预测煤矿井下的各种突发事件，同时，由于光载无线通信的快速和高效，使得各种突发事件的响应时间大大缩短，提高了监测监控系统的精确度和效率，为煤矿企业的安全生产提供了非常有力的保障。
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