CN205330734U - 基于温湿度和图像监测设备的井下水灾报警系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于图像和水浸监测设备的井下水灾报警系统。在煤矿井下掘进工作面、采煤工作面或其它可能发生透水事故的作业面等地点安装摄像机，摄像机通过视频分路器连接图像和水浸监测设备和视频服务器，图像和水浸监测设备同时采集巷道水浸状态数据，并对数据进行监测处理，根据监测结果向监控终端发送水灾报警数据，生产管理人员可通过监控终端查看现场实时和历史视频，并做出应急处理；本报警系统分考虑了煤矿采煤工作面水灾的特征特点，实施简单，自动及时采取相应措施，可第一时间准确地对矿井突水进行报警，为未在发生现场的其它区域井下人员争取宝贵的救灾和逃生时间。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于温湿度和图像监测设备的井下水灾报警系统，该系统涉及图像模式识别、传感器和通信等领域。
背景技术
煤炭是我国主要能源，约占一次能源70％。煤炭行业是高危行业，瓦斯、水灾、火灾、顶板、煤尘等事故困扰着煤矿安全生产。我国煤矿发生重特大事故中，矿井水灾时对矿井危害性较大的自然灾害，以煤矿事故死亡的人数计算，水害事故占15.72％，仅次于瓦斯和顶板事故，位居第三，矿井发生水灾事故后，其危害包括：
1、冲毁巷道，埋压、淹没和封堵人员。
2、伴随突水，会有大量的煤泥和岩石淤积巷道，给人员逃生造成困难。
3、损坏设备。井下电器，电缆被水浸泡后，其绝缘能力迅速下降，给井下的运输、通风、排水等造成困难，使未及时逃离人员的生还几率降低。
4、涌出大量的有毒有害气体，使未及时逃离人员的生存条件环境更加恶化。
综上所述，矿井水灾是煤矿严重的灾害，在煤矿生产中对矿井水灾的报警必须做到及时准确。目前水灾预警以水文探测预防、井下探水、先兆现象观测和为主，水文探测和井下探水可预防井下水灾事故，但由于还可能存在水文情况复杂、设计不当、措施不力、管理不善和人的思想麻痹等原因，水文探测和井下探水并不能完全防止突水的发生，更不能对突发的井下突水进行报警；先兆现象观测以人为经验判断为主，存在较大的主观因素。目前对于现场突水事故，主要依靠现场人员的人工报警，但当突水发生在无人值守的时间或区域，或者现场人员匆忙逃离而未能主动报警，调度室就无法及时的获得已发生突水的信息，无法及时地通知井下相关工作人员，以致不能对突水事故及时采取应急措施，易造成水害失控和人员伤亡。为有效减少水灾引起的矿山财产损失和人员伤亡，需要新的煤矿井下水灾报警系统，可第一时间准确地对煤矿井下突水进行报警，为未在发生现场的其它区域井下人员争取宝贵的救灾和逃生时间。
实用新型内容
本实用新型提出一种基于温湿度和图像监测设备的井下水灾报警系统。系统主要包括摄像机、视频分路器、温湿度和图像监测设备、风速传感器、设备控制器、视频服务器、矿用以太网、存储服务器、监控终端、井上温湿度监测设备；摄像机安装于煤矿井下掘进工作面、采煤工作面或其它可能发生透水事故的作业面；温湿度和图像监测设备组成包括：核心处理器、温度探头、湿度探头、检测模块、存储模块、视频采集模块、通信模块、电源与时钟模块和隔爆壳；温湿度和图像监测设备用于采集监测作业面温湿度数据，接收监测风速数据、大功率设备状态数据和井上温湿度数据，并监测作业面视频中的突发且持续水流，根据监测结果发出水灾报警信号，报警信号通过矿用以太网传输至井上监控终端；监控终端负责显示报警信息，通过视频服务器获得现场视频，通过访问存储服务器获得历史现场视频。
1.如权利要求1所述的报警系统，其特征在于：摄像机安装位置靠近巷道顶部或高度大于2米；在摄像机旁安装辅助光源，光投射方向与摄像机视频采集方向一致；手动设定摄像机焦距和曝光值，并关闭摄像机的自动对焦和自动白平衡功能。
2.如权利要求1所述的报警系统，其特征在于：图像和水浸监测设备的视频采集模块连接摄像机模拟视频输出口，视频采集模块负责将模拟视频信号数字化，将数字视频数据输出到核心处理器。
3.如权利要求1所述的报警系统，其特征在于：风速或风量传感器安装在作业面巷道的进风巷中，距离作业面不大于15米，通过RS-485接口与温湿度和图像监测设备连接通信。
4.如权利要求1所述的报警系统，其特征在于：温湿度和图像监测设备通过网络接口连接矿用以太网，通过矿用以太网与井上的监控终端和井上温湿度监测设备通信。
5.如权利要求1所述的报警系统，其特征在于：视频服务器连接矿用以太网与存储服务器、监控终端通信，传输经过压缩编码的现场视频数据。
附图说明
图1基于温湿度和图像监测设备的井下水灾报警系统示意图。
图2温湿度和图像监测设备结构示意图。
图3报警系统的工作流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，所述系统组成主要包括：
1.摄像机(101)，采用煤矿隔爆要求的隔爆模拟摄像机，带有辅助光源，安装在煤矿井下掘进工作面、采煤工作面或其它可能发生透水事故的作业面等地点，通过同轴电缆与视频分路器(102)连接。
2.视频分路器(102)，负责将摄像机的一路模拟信号输出分成两路输出，其中一路接温湿度和图像监测设备(103)，另一路接视频服务器(105)。
3.温湿度和图像监测设备(103)，接收由视频分路器(102)输出的一路模拟视频信号，采集作业面温湿度数据，同时采集巷道风速或风量数据、井下大型设备状态数据和井上温湿度数据，对视频数据和其它数据进行监测，根据监测结果向监控终端发出水灾报警信号；通过同轴电缆连接视频分路器(102)采集视频。
4.视频服务器(104)，也称视频编码器，接收由视频分路器(102)输出的一路模拟视频信号，将其数字化并压缩编码，通过矿用以太网向井上存储服务器和监控终端传输视频数据。在本实施方案中选用海康DS-6701HW单路网络视频服务器，设置为组播方式。
5.风速传感器(105)；安装于作业面的进风巷，采用RS-485标准接口，通过双绞线通信连接温湿度和图像监测设备。
6.设备控制器(106)；作业面现场大功率设备的控制器，包括采煤机、掘进机等。一般为可编程控制器，具有RS-485通信模块，通过双绞线通信连接温湿度和图像监测设备。
7.井下交换机(107)，是矿用以太网的井下接入设备，串接形成环网，负责视频服务器和其它通过网络通信设备的接入和数据交换，设备接入端一般为RJ45接口，环网接续端为光接口，具有隔爆外壳，符合煤矿井下隔爆要求。
8.网络交换机(108)，是矿用以太网的核心管理设备，负责所有接入网络的设备的管理和数据交换。
9.存储服务器(109)，负责接收由摄像机发送的视频数据并存储，为监控终端提供现场历史查询调取服务。
10.监控终端(110)，具有声光报警功能，接收到温湿度和图像监测设备(103)的报警数据则声光报警；监控终端具有实时视频监控和历史视频调取功能，生产管理人员通过监控终端查看由视频服务器(105)上传的现场视频图像，也可从存储服务器(108)调取历史视频数据。生产管理人员可通过煤矿通信系统发出报警信号，对相关人员下发应急调度指令，并通知撤出煤矿井下作业人员。监控终端内置井下地理信息，并具有地图显示引擎，本实施方案使用MapInfo公司的可视化地图组件MapX，当水灾报警时可自动显示监测到突水的摄像机位置。
11.井上温湿度监测设备(111)，用于采集井上自然环境温度与湿度数据，具有网络接口与
如图2所示，温湿度和图像监测设备组成包括：
1.核心处理器(201)，采用三星S3C2440处理器，S3C2440是基于ARM920T内核的微处理器，具有8位数字视频接口，最大值支持4096×4096像素可编程视频同步信号输入，通过8位数字视频接口接收视频采集模块(205)的视频数据；S3C2440通过16位总线方式连接网络通信模块(207)；S3C2440还具有3个UART接口，2个SPI接口，2个USB接口，1个IIC-BUS接口；通过IC-BUS接口与视频采集模块SAA7113进行控制通信；通过UART口通信与总线通信模块(206)通信；使用A/D转换口与检测模块(202)连接；使用嵌入式Linux平台实现驱动控制通信，内置OpenCV库用于视频数据处理。
2.检测模块(202)，为探头供电并将温度探头和湿度探头采集的模拟信号转换为核心处理器(201)可采集的电压变化信号。
3.温度探头(203)，采用集成型温度传感器元件，具有集成的放大电路，连接检测模块。
4.湿度探头(204)，采用集成型湿度传感器元件，具有集成的放大电路，连接检测模块。
5.视频采集模块(205)；主要处理芯片采用SAA7113H视频输入处理芯片，SAA7113H是QFP44封装，电压3.3V，通过IIC-BUS接口与核心处理器(201)进行控制通信，选择四路模拟输入通道一路进行摄像头模拟场频视频信号的采集，通过8位VPO总线向核心处理器(201)输出标准ITU656格式的数字视频。
6.总线通信模块(206)使用TI公司的MAX485芯片，与核心处理器(201)通过UART口通信连接，通过RS-485接口连接外部设备。
7.网络通信模块(207)，主要芯片采用DM9000，DM9000是完全集成的单芯片以太网MAC控制器，上层的网络协议由核心处理器的内置Linux驱动支持。DM9000支持10/100M自适应，支持3.3V与5V的电源电压。DM9000通过网络隔离变压器接口芯片YL18-1080S连接RJ45网络接口，实现对网络的物理连接进行通信。
8.存储模块(208)；包括256MNANDFlash、一片4MNORFlash、128MSDRAM、一片IIC-BUS接口的EEPROM。
9.电源与时钟模块(209)包括AC/DC开关电源、DC电压转换和时钟管理元件，AC/DC开关电源输出5V直流电，DC电压转换均采用MAX1724系列电源芯片，为所有芯片供电；选用12MHz晶振。
10.隔爆壳(210)符合煤矿井下隔爆要求。
水灾报警的工作过程如图3所示：
1.(301)摄像机采集视频图像，将采集到的现场模拟视频信号通过同轴电缆传输给视频分路器(102)。
2.(302)视频分路器将现场模拟视频信号分成两路模拟视频信号，分别传送给温湿度和图像监测设备(103)和视频服务器(104)。
3.(303)视频服务器(104)数字化模拟视频信号并进行压缩编码，通过网线将压缩编码后的视频数据以组播方式传输给存储服务器(109)和监控终端(110)。
4.(304)存储服务器(109)接收现场视频数据并进行存储。
5.(305)温湿度和图像监测设备通过视频采集模块(205)将模拟视频信号数字化。
6.(306)温湿度和图像监测设备通过温度探头(203)、湿度探头(204)和检测模块(202)采集作业面温湿度数据，同时通过RS-485接口接收由风速传感器(105)和设备控制器(106)发送的风速数据和大功率设备的工作状态数据，还通过网络接口由矿用以太网获得井上温湿度监测设备发送的井上自然环境的温湿度数据。
7.(307)温湿度和图像监测设备通过核心处理器(201)的内置库处理分析视频数据，监测现场视频中突发且持续水流，并监测获得的与温湿度相关的其它数据，对分析结果进行判断。
8.(308)当监测结果满足报警条件时，则将报警数据使用TCP通信方式通过网络通信模块(205)连接矿用以太网的井下交换机(106)上传至监控终端(109)。
9.(309)监控终端(109)接收到报警数据后，自动根据摄像机编号通过地图显示引擎在显示器上显示突水位置，并声光报警提示生产管理人员进行处理。
10.(310)生产管理人员通过监控终端(109)访问存储服务器(108)调取现场历史视频。
11.(311)生产管理人员同时观看由视频服务器(105)上传的现场视频，确认报警发生过程和现场状态情况。
12.(312)生产管理人员确认报警后，可通过煤矿通信系统发出报警信号，对相关人员下发应急调度指令，并通知撤出煤矿井下作业人员。
Claims (6)
1.一种基于温湿度和图像监测设备的井下水灾报警系统，其特征在于：系统主要包括摄像机、视频分路器、温湿度和图像监测设备、风速传感器、设备控制器、视频服务器、矿用以太网、存储服务器、监控终端、井上温湿度监测设备；摄像机安装于煤矿井下掘进工作面、采煤工作面或其它可能发生透水事故的作业面；温湿度和图像监测设备组成包括：核心处理器、温度探头、湿度探头、检测模块、存储模块、视频采集模块、通信模块、电源与时钟模块和隔爆壳；温湿度和图像监测设备用于采集监测作业面温湿度数据，接收监测风速数据、大功率设备状态数据和井上温湿度数据，并监测作业面视频中的突发且持续水流，根据监测结果发出水灾报警信号，报警信号通过矿用以太网传输至井上监控终端；监控终端负责显示报警信息，通过视频服务器获得现场视频，通过访问存储服务器获得历史现场视频。
2.如权利要求1所述的报警系统，其特征在于：摄像机安装位置靠近巷道顶部或高度大于2米；在摄像机旁安装辅助光源，光投射方向与摄像机视频采集方向一致；手动设定摄像机焦距和曝光值，并关闭摄像机的自动对焦和自动白平衡功能。
3.如权利要求1所述的报警系统，其特征在于：图像和水浸监测设备的视频采集模块连接摄像机模拟视频输出口，视频采集模块负责将模拟视频信号数字化，将数字视频数据输出到核心处理器。
4.如权利要求1所述的报警系统，其特征在于：风速或风量传感器安装在作业面巷道的进风巷中，距离作业面不大于15米，通过RS-485接口与温湿度和图像监测设备连接通信。
5.如权利要求1所述的报警系统，其特征在于：温湿度和图像监测设备通过网络接口连接矿用以太网，通过矿用以太网与井上的监控终端和井上温湿度监测设备通信。
6.如权利要求1所述的报警系统，其特征在于：视频服务器连接矿用以太网与存储服务器、监控终端通信，传输经过压缩编码的现场视频数据。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105484796A (zh) * | 2016-01-04 | 2016-04-13 | 中国矿业大学(北京) | 基于温湿度和图像监测设备的井下水灾报警系统 |
| CN108627800A (zh) * | 2017-03-16 | 2018-10-09 | 中国科学院半导体研究所 | 地下矿区人员定位系统及方法 |
| CN109057865A (zh) * | 2018-10-29 | 2018-12-21 | 成都金自天正智能控制有限公司 | 一种煤矿井下安全监控系统 |
| CN112127953A (zh) * | 2020-10-16 | 2020-12-25 | 怀化新大地电脑有限公司 | 矿井监控系统 |
| CN113949849A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-01-18 | 广西电网有限责任公司钦州供电局 | 基于人工智能的输电通道可视化监拍系统 |
| CN114202738A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-03-18 | 广西电网有限责任公司钦州供电局 | 基于边缘计算和人工智能的电网监拍方法、装置及设备 |
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105484796A (zh) * | 2016-01-04 | 2016-04-13 | 中国矿业大学(北京) | 基于温湿度和图像监测设备的井下水灾报警系统 |
| CN105484796B (zh) * | 2016-01-04 | 2018-10-19 | 中国矿业大学(北京) | 基于温湿度和图像监测设备的井下水灾报警系统 |
| CN108627800A (zh) * | 2017-03-16 | 2018-10-09 | 中国科学院半导体研究所 | 地下矿区人员定位系统及方法 |
| CN109057865A (zh) * | 2018-10-29 | 2018-12-21 | 成都金自天正智能控制有限公司 | 一种煤矿井下安全监控系统 |
| CN112127953A (zh) * | 2020-10-16 | 2020-12-25 | 怀化新大地电脑有限公司 | 矿井监控系统 |
| CN113949849A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-01-18 | 广西电网有限责任公司钦州供电局 | 基于人工智能的输电通道可视化监拍系统 |
| CN114202738A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-03-18 | 广西电网有限责任公司钦州供电局 | 基于边缘计算和人工智能的电网监拍方法、装置及设备 |
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