Application of Panoramic Visualization Supervision System in Comprehensive Mining
张庆华 ZHANG Qing-hua；段成相 DUAN Cheng-xiang；吴云军 WU Yun-jun
（山东能源枣庄矿业（集团）有限责任公司，枣庄 277000）
（Shandong Energy Zaozhuang Mining （Group） Co.，Ltd.，Zaozhuang 277000，China）
摘要：综采工作面全景可视化监管系统是在综采工作面建设一套监控系统，将工作面机电设备的运行信息传输到地面调度指挥控制中心，实现在井下顺槽监控中心对综采工作面进行视频监控，图像通过光纤网络传输到地面进行监视，通过软件进行分析及拼接处理，实时观察工作面设备运行情况。
Abstract: The panoramic visual supervision system of the comprehensive mining face is to build a monitoring system in the comprehensive mining face, transfer the operation information of the mechanical and electrical equipment of the work face to the ground dispatching command and control center, and realize the video monitoring of the comprehensive mining face at the downhole trough monitoring center. The image is transmitted to the ground through optical fiber network for monitoring, and the operation of the working surface equipment is observed in real time through software analysis and splicing.
关键词：全景可视化；监管监控；综采工作面
Key words: panoramic visualization；regulatory control；comprehensive mining face
中图分类号：TD672 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）25-0224-02
1 概述
综采工作面全景可视化监管系统主要由三部分组成：工作面部分、顺槽监控中心、地面部分。
①工作面部分：网络摄像仪与工作面垂直，照向煤壁，采集采煤机视频。采用数字网络摄像仪，相互之间用矿用阻燃网线级联。
②顺槽监控中心部分：安装2台隔爆计算机，用于显示工作面图像，图像可人工切换、自动循环切换，也可随采煤机的移动定位切换。安装本安型信号转换器，将图像上传至地面。
③地面部分：安装全景图像拼接装置及流媒体传输软件，实现图像的全景拼接、显示和网络共享、录像等功能。
2 可视化监控系统的组成结构
综采工作面全景可视化监管系统是综采自动化控制系统的“眼睛”，工作面视频图像监控系统是实现工作面可视化的重要组成部分，将视频数据通过网络传输到工作面集控平台，主要由视频摄像仪、视频显示器、视频操作台、数据传输、图像拼接等设备组成。实现在顺槽监控中心和地面监控中心对综采工作面的视频实时显示，为综采设备的远程遥控提供直观的依据。综采工作面全景可视化监管系统拓扑示意图如图1所示。
3 可视化监控系统的功能
系统可以就地监视工作面采煤机、运输机等设备的实时运行情况，将监控图像实时的传输至顺槽监控中心及地面调度中心，操作司机或调度员可以根据实时监控信息，对综采工作面发生的紧急情况第一时间进行分析、处理。该系统为煤矿安全生产提供了第一手的处理依据。见图1。该系统对煤矿安全生产起到了重要作用。具体表现以下几个方面。
3.1 视频监视功能
工作面视频通过矿井自动化网络可上传到地面，通过客户端软件或IE浏览器实现对网络摄像头访问，从而实现工作面视频在地面实时监测、显示。对工作面实时视频监控，显示移动设备周围人员的分布状况以及各相关装置的实际工作状态，大大提高了监督效率。调度员能及时发现生产过程中存在的违规现象，及时纠正，防微杜渐。
3.2 显示界面切换功能
视频系统通过通信获取采煤机运行位置和方向，实现在隔爆计算机上跟随采煤机自动切换视频摄像仪画面。
3.3 录像及回放功能
系统通过矿方原有网络，将视频图像传输至调度中心进行录像存储。录像回放主要用于事故发生后的追查处理。通过录像，便于事故发生后快速明确事故责任，找出事故发生的原因，避免今后类似事件的重演。
3.4 工作面全景可视化
安装全景图像拼接装置，实现综采工作面图像的全景拼接、显示。
4 系统安装过程及步骤
4.1 安装过程
主要设备安装包括采用本安信号转换器、隔爆计算机、网络摄像机及隔爆兼本安型电源。依照各个设备使用说明书中的安装说明来安装和接线。
①网络摄像仪固定：网络摄像仪与工作面垂直，照向煤壁，采集采煤机视频。网络摄像仪之间采用网络级联。为了保证图像效果，配备LED辅助照明灯。
②隔爆计算机安装：顺槽监控中心安装2台隔爆兼本安型计算机和操作键盘，隔爆兼本安型计算机可以同时显示2×4路摄像仪。
③本安信号转换器安装：一台安装在顺槽监控中心，另一台安装在最近交换机附近，将网络视频信号通过双绞线接入就近的环网交换机，上传至地面。
④隔爆兼本安型电源安装：考虑隔爆兼本安型电源给摄像仪供电，隔爆兼本安型电源和网络摄像仪安装距离不能太远。
⑤线缆敷设：工作面现场支架要前移情况，线缆敷设时候两支架之间要留有余量，防止支架前移挣断线缆。
⑥设备供电：要采用AC127V，设备供电应取用较为稳定的电源，电压和电流均应符合设备的使用范围。巷道长度超过1000米时，要考虑压降问题，需从机头和机尾分路供电。
4.2 调试步骤
①上电测试：对每个设备进行通电测试，设备供电之前应再次检查设备是否异常，确保无误后再供电。测试时要根据各个设备使用说明书的步骤和说明进行。
②网络测试：使用ping命令，在任意点对系统各摄像仪进行测试，判断各设备是否在线，有无网络中断现象。
③系统联试：当所有设备测试完成后，对系统进行联调，并作相应的设置，看工作面摄像仪采集的图像在隔爆计算机上显示是否清晰、是否有网络延时现象。
④图像上传：检查隔爆计算机与地面调度中心之间网络建立情况，对调度中心采集图像设备显示是否正常。
5 系统常见故障及排除方法
系统常见故障及排除方法见表1。
6 结语
无人值守的煤矿综采工作面自动化控制，是21世纪采矿工业的研究热点，只有通过自动化、智能化技术和手段将综采装备高度整合起来，形成高度统一的智能化综采成套装备。综采工作面全景可视化监管系统的引进，提高自动化控制的信息化与智能化水平，发挥煤矿综采工作面设备的效能，减少现场操作人员，降低职工的劳动强度，提高安全生产水平，实现煤矿企业产能与效益的提高。
参考文献：
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