摘要:礦山企業(yè)在實現(xiàn)安全生產(chǎn)的過程之中,智能化監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為一個重要組成部分。智能化監(jiān)控系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用標(biāo)志著我國礦山企業(yè)在實際落實安全監(jiān)管工作中真正從以往的人防逐漸向著技防轉(zhuǎn)化。智能化監(jiān)控系統(tǒng)與礦山企業(yè)安全生產(chǎn)有機地結(jié)合到一起,對于減少礦山企業(yè)生產(chǎn)事故,保證生產(chǎn)安全具有重要意義。
關(guān)鍵詞:智能化監(jiān)控系統(tǒng);礦山企業(yè);安全生產(chǎn);應(yīng)用
中圖法分類號:TD76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
1 智能化監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成部分
礦山企業(yè)安全生產(chǎn)管理相關(guān)工作中,所使用的智能化監(jiān)控系統(tǒng)主要包含3 個組成部分,即傳輸部分、前端部分、終端部分。前端部分主要是由通道處長焦槍式攝像機、室內(nèi)半球廣角網(wǎng)絡(luò)攝像機以及室外球式網(wǎng)絡(luò)攝像機3 個部分構(gòu)成[1] 。傳輸部分主要包含路由器以及在遠(yuǎn)端傳輸過程中需要使用到的專線、對各個生產(chǎn)區(qū)域進(jìn)行連接的傳輸光纜和無線中繼器、分布在采區(qū)的無線信號傳輸基站、光電轉(zhuǎn)換器等。終端部分主要包含存儲設(shè)備、監(jiān)控控制中心以及其他終端設(shè)備等[2] 。
2 在礦山企業(yè)安全生產(chǎn)中應(yīng)用智能化監(jiān)控系統(tǒng)涉及的主要技術(shù)
2.1 車牌以及車輛識別的主要技術(shù)
在對礦山企業(yè)進(jìn)行安全生產(chǎn)管理過程中,要在辦公區(qū)域、進(jìn)出廠區(qū)大門區(qū)域、采礦區(qū)卡口的位置以及生產(chǎn)間的隔離區(qū)進(jìn)行高清卡口門禁電子管理系統(tǒng)的安裝,這一系統(tǒng)的觸發(fā)方式不僅包括雷達(dá)、視頻,同時包括線圈[3] 。借助一體化高清攝像機達(dá)到對機動車進(jìn)行抓拍的目的,同時能有效識別車輛的號牌、采集車輛的特征數(shù)據(jù),尤其是對于廠區(qū)內(nèi)部車輛超速行駛等方面要做好自動抓拍的相關(guān)工作,針對作案嫌疑車輛、違法黑名單涉及的車輛、盜搶車輛、肇事逃逸車輛進(jìn)行報警聯(lián)動,將所獲得的信息直接向監(jiān)控中心上傳[4] 。從系統(tǒng)的角度分析,不僅能對車身的顏色、號牌、車輛品牌、車標(biāo)、車型等相關(guān)的信息進(jìn)行識別,對于車輛在廠區(qū)行駛過程中打開遮陽板、未系安全帶、接打電話等相應(yīng)的不良駕駛行為也能實現(xiàn)有效地識別。
2.2 入侵檢測的相關(guān)技術(shù)
在對運轉(zhuǎn)設(shè)備、炸藥庫以及皮帶等危險區(qū)域進(jìn)行安全管理的過程中,所使用的攝像機應(yīng)為高分辨率智能攝像機,需要在布防區(qū)域內(nèi)部進(jìn)行照射區(qū)域的設(shè)置,系統(tǒng)要對運動像素進(jìn)行自動識別,依托一系列其他方面的參數(shù),確認(rèn)是否存在入侵的事件。如果出現(xiàn)此類事件,則需要及時彈出紅色提示框,并發(fā)出警報信息[5] 。日間階段,由于燈光的干擾相對較少,通常情況下使用的為混合高斯背景建模方法,通過這樣的方式進(jìn)行入侵檢測能夠獲得較好的效果。而在實際建模的過程中,借助混合高斯背景建模的手段,則能使入侵檢測的效果得到進(jìn)一步優(yōu)化。在夜間時間段,由于照明燈光的密集散射,會在一定程度上給入侵事件的檢測帶來干擾,為了使檢測指標(biāo)的要求能真正得到有效的滿足,則需要充分發(fā)揮混合高斯背景建模方式的積極作用,在進(jìn)行入侵檢測的過程中,需要切換攝像機的模式,將其轉(zhuǎn)化成動態(tài)紋理的建模方法。從這一方法自身的角度來進(jìn)行分析,其不容易受到整幅圖像灰度線性變化所帶來的負(fù)面影響,即在圖像灰度均勻發(fā)生變化的前提之下,其紋理特征不會同步發(fā)生變化。而在光照變化較為頻繁的前提之下,模型則能在較大程度上進(jìn)行輪廓以及前進(jìn)位置的定位,在進(jìn)行入侵檢測的過程中,準(zhǔn)確率超過99%。
2.3 行人檢測的相關(guān)技術(shù)
在安防管控的區(qū)域、人員密集的區(qū)域以及廠區(qū)內(nèi)部的交通要道,要進(jìn)行具備行人檢測智能識別技術(shù)的攝像機的應(yīng)用。借助支持向量機以及方向梯度直方圖相結(jié)合的方式,達(dá)到對行人進(jìn)行識別的目的。對于輸入系統(tǒng)的視頻幀需要統(tǒng)一進(jìn)行歸因以及校正的預(yù)處理,針對背景噪聲所帶來的干擾進(jìn)行有效的處理,之后,借助梯度直方圖的手段進(jìn)行圖像特征的提取,利用支持向量機對輸入的圖像的特征模式做好分類,達(dá)到對背景物體以及行人進(jìn)行有效區(qū)分的目的,精準(zhǔn)化地識別行人的各種行為。一旦在區(qū)域內(nèi)部出現(xiàn)重點目標(biāo)或是行人較多的情況之下,監(jiān)視攝像機則需要結(jié)合行為識別參數(shù)的設(shè)定情況以及內(nèi)置設(shè)定的特征發(fā)布警告信息,并且跟蹤重點目標(biāo),之后向調(diào)度監(jiān)控中心上傳所獲取的相關(guān)信息。
2.4 設(shè)備形位變化的主要技術(shù)
對于與安全生產(chǎn)之間存在重要關(guān)聯(lián)的設(shè)施以及設(shè)備,尤其是一些在運轉(zhuǎn)過程中會快速震動的設(shè)備,包括濃密機、球磨機、浮選機、皮帶驅(qū)動器等,以往在使用PLC 系統(tǒng)進(jìn)行控制時,只能對設(shè)備在實際運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速、電流、壓力以及溫度等有關(guān)的參數(shù)進(jìn)行檢測。但是,若要保證這些設(shè)施以及設(shè)備在運轉(zhuǎn)過程中的安全,則需要實時監(jiān)測設(shè)施以及設(shè)備的形位,做好預(yù)警的相關(guān)工作。因此,需要在可靠以及牢固的位置進(jìn)行專門攝像機的安裝,實時采集設(shè)施以及設(shè)備的圖像,利用針對設(shè)施設(shè)備形位變化進(jìn)行檢測的相關(guān)模塊,一旦設(shè)備的位置或是形態(tài)發(fā)生了變化,則能做到第一時間進(jìn)行識別,并且通過系統(tǒng)發(fā)出報警信息。
3 信息數(shù)字化傳輸過程中使用的智能化技術(shù)
3.1 網(wǎng)絡(luò)體系
從系統(tǒng)的角度來進(jìn)行分析,監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)需要和上級部門網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)以及內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)相連接,在聯(lián)網(wǎng)過程中所使用的設(shè)備主要包括華為S9712 核心交換機、華為USG5120 防火墻、華三MSR 5040 路由器、H3CS 7503 監(jiān)控核心交換機,同時需要包含不同區(qū)域接入以及匯聚的相關(guān)交換機。在連接互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上,需要設(shè)置1 臺防火墻,使得外網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)之間能實現(xiàn)有效的隔離,并且進(jìn)行專用的VPN 服務(wù)器的配備。
交換機需要進(jìn)行不同區(qū)域網(wǎng)絡(luò)終端的連接,在做好交換機接入的前提之下,要借助光纖和匯聚交換機進(jìn)行連接,匯聚交換機需要借助光纜與監(jiān)控核心交換機進(jìn)行連接監(jiān),控交換機需要最終直接連接至核心交換機,確保監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和辦公網(wǎng)絡(luò)之間能真正實現(xiàn)互聯(lián)互通。在針對邊緣區(qū)域進(jìn)行安全生產(chǎn)管理的過程中,則需要進(jìn)行5.8 GHz 無線通信基站和無線總站的相連,最后進(jìn)行光纖匯聚,達(dá)到入網(wǎng)的目的。
3.2 以太網(wǎng)交換技術(shù)
在實際進(jìn)行視頻內(nèi)容傳輸?shù)倪^程中,不僅需要頻繁進(jìn)行傳輸,而且需要較大的帶寬,尤其是監(jiān)控中心在實際運轉(zhuǎn)的過程中,幾乎每時每刻都在進(jìn)行監(jiān)控信號的傳輸。因此,為了確保系統(tǒng)能實現(xiàn)正常運轉(zhuǎn),則需要借助3 層以太網(wǎng)VLAN 隔離技術(shù),有效地隔離辦公網(wǎng)絡(luò)以及監(jiān)控信號。在充分考慮現(xiàn)實需求的前提之下,嚴(yán)格依照監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的運行流量、所處的區(qū)域進(jìn)行層次不同的VLAN 的劃分,最大限度地控制廣播域的范圍,進(jìn)而達(dá)到防控病毒傳播的目的,減少病毒攻擊所帶來的負(fù)面影響,確保監(jiān)控信號得以正常傳遞。
在廣播域的范圍得到有效縮小的前提之下,網(wǎng)絡(luò)廣播在工作過程中所消耗的帶寬也能大幅度減少,進(jìn)而有效提升整體網(wǎng)絡(luò)性能。
3.3 無線Wi?Fi 技術(shù)
在實際落實采礦相關(guān)工作的過程中,由于工藝存在一定的特殊性,在采礦場地位置不斷變化的情況之下,采礦區(qū)的監(jiān)控點也需要相應(yīng)地進(jìn)行調(diào)整,進(jìn)而重新鋪設(shè)相應(yīng)的線路。這一部分的施工不僅需要耗費大量的時間,也需要耗費大量的精力。在這樣的情況之下,就需要進(jìn)行無線通信基站的構(gòu)建,將通信基站設(shè)立在采礦區(qū)。而在實際進(jìn)行視頻信號傳輸?shù)倪^程中,需要進(jìn)行無線Wi?Fi 技術(shù)的應(yīng)用,依托無線網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中點對多道模式,達(dá)到高速傳遞信息的目的。
在選擇無線制式的過程之中,由于在應(yīng)用2.4 GHz 頻段的情況下會出現(xiàn)較多的干擾,而在應(yīng)用5.8 GHz 的過程中不僅具有較好的性能,還具有較少的干擾,在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)覆蓋的過程之中,具有十分顯著的優(yōu)勢。因此,在實際通過無線視頻的方式進(jìn)行監(jiān)控的過程中,網(wǎng)絡(luò)多數(shù)情況下選擇的都是5.8 GHz 的頻段,從實際使用的情況來看,網(wǎng)絡(luò)丟包率基本能被控制在5%,進(jìn)而使得傳輸監(jiān)控的需求能真正得到有效的滿足。
4 智能化監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能以及主要應(yīng)用優(yōu)勢
4.1 主要功能
在實際進(jìn)行礦山企業(yè)安全生產(chǎn)管理的過程中,通過合理應(yīng)用智能化監(jiān)控系統(tǒng),其功能主要包含以下幾個方面。
(1)能達(dá)到實時進(jìn)行視頻監(jiān)控的目的,借助瀏覽器以及客戶端,能實現(xiàn)對辦公區(qū)域以及生產(chǎn)現(xiàn)場的一切情況進(jìn)行有效的掌握。對于所管轄的區(qū)域來說,能實現(xiàn)針對其中任何1 臺攝像機的有效控制,促使遙控云臺的鏡頭能根據(jù)實際監(jiān)測的需要進(jìn)行聚焦以及變倍,鏡頭還能實現(xiàn)上下左右的移動,同時能達(dá)到控制巡航設(shè)置以及調(diào)控攝像機預(yù)置位置的目的,在同一時間段之內(nèi),只有1 位高權(quán)限用戶能進(jìn)行操作,安全性相對較高。
(2)能對錄像進(jìn)行回放處理,通過實時存儲監(jiān)控過程中所獲得的視頻資料,對報警前后現(xiàn)場的實際情況進(jìn)行有效的記錄,還能對辦公以及生產(chǎn)的過程進(jìn)行全程的記錄,在進(jìn)行錄像回放的過程中可以借助網(wǎng)絡(luò)調(diào)用的方式獲取事故發(fā)生時的視頻資料,輔助后續(xù)進(jìn)行事故的處理以及事故的分析。
(3)在訪問的過程中可以采用B/ S 的方式。系統(tǒng)在實際運轉(zhuǎn)的過程中能支持B/ S 訪問的方式,B/ S 訪問的方式主要借助的是HTTP 的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,不僅具有較強的兼容性,而且還具有較強的開放性。在現(xiàn)階段的局域網(wǎng)絡(luò)之中,其能實現(xiàn)完全的融合,借助標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器,相關(guān)的管理人員和負(fù)責(zé)人員可以結(jié)合自身的權(quán)限監(jiān)控和配置系統(tǒng)。
(4)具有遠(yuǎn)程配置維護(hù)的作用,系統(tǒng)自身具備遠(yuǎn)程訪問的功能。管理人員在不到達(dá)設(shè)備現(xiàn)場的前提下,就能實現(xiàn)對設(shè)備的各項運轉(zhuǎn)參數(shù)進(jìn)行修改的目的,同時進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)、參數(shù)修改、重新啟動等相關(guān)操作,提升設(shè)備維護(hù)效率。
(5)具有語音的相關(guān)功能,系統(tǒng)支持語音廣播以及語音對講的相關(guān)操作。從語音對講的角度來進(jìn)行分析,上級管理部門借助系統(tǒng)能實時地和現(xiàn)場工作人員進(jìn)行溝通,而借助語音廣播的方式,工作人員也可以隨時指導(dǎo)現(xiàn)場的工作,一旦現(xiàn)場闖入非法人員,則需要及時給予其警告。
4.2 主要應(yīng)用優(yōu)勢
(1)較高的自動化水平。與傳統(tǒng)的礦山企業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)相比,智能化監(jiān)控系統(tǒng)具有十分顯著的優(yōu)勢,其能全方位地對人員進(jìn)行有效的定位,傳輸無線通信頻率的相關(guān)信號,還能達(dá)成遠(yuǎn)程自動監(jiān)控等相關(guān)的目標(biāo),在自動化水平方面具有十分顯著的優(yōu)勢。
(2)較好的應(yīng)用效果。在實際應(yīng)用的過程之中,對于每一個手持終端的運行軌跡以及準(zhǔn)確的位置都能實時以及精準(zhǔn)地進(jìn)行記錄,而借助系統(tǒng)自身所具有的通話功能,在進(jìn)行安全管理的過程中,管理人員能隨時和生產(chǎn)人員進(jìn)行通話。而在通信基站受損的情況下,相關(guān)人員也可以最大限度地維持通信的暢通,使得救援的效率真正得到有效提升,整體的應(yīng)用效果較好,應(yīng)用價值較高。
(3)不容易受到環(huán)境帶來的影響。相較于以往的有線監(jiān)控系統(tǒng),這一通信系統(tǒng)主要是借助無線信號的方式進(jìn)行傳輸,能使布設(shè)系統(tǒng)的工序得到有效簡化,促進(jìn)布線成本的費用得以有效減少,尤其是采礦區(qū)域在發(fā)生各種事故之后,系統(tǒng)往往不會遭到破壞,能為救援人員實時地提供定位數(shù)據(jù)。
5 結(jié)束語
礦山企業(yè)在開展安全生產(chǎn)管理工作的過程中,智能化監(jiān)控系統(tǒng)所發(fā)揮的作用不可忽視,其不僅能保障生產(chǎn)安全,提升整體工作效率,同時可以做好生產(chǎn)管理成本控制,促使礦山企業(yè)在生產(chǎn)過程中大幅度提升安全管理效率,在保證企業(yè)生產(chǎn)效益的基礎(chǔ)上,盡可能地維護(hù)生產(chǎn)者的生命以及財產(chǎn)安全。
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作者簡介:和妍(1986—),碩士,高級工程師,研究方向:軟件系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用和維護(hù)。