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視頻指揮調度系統在汾西煤礦的應用分析

2010/11/17

　　為預防一些惡性事故的發(fā)生，煤礦企業(yè)建設一個(gè)綜合的應急視頻指揮調度平臺是確保安全生產(chǎn)的必然條件，也是實(shí)現綜合治理方針的必要工具。本文從視頻指揮調度系統在汾西煤礦中的應用來(lái)分析其特點(diǎn)和優(yōu)勢。

　　項目建設背景

　　國內煤炭企業(yè)生產(chǎn)效率低，環(huán)境污染較嚴重，安全事故較多;勘探開(kāi)發(fā)秩序比較混亂，礦區缺少統籌規劃，越界開(kāi)采等情況時(shí)有發(fā)生。“十二五”期間，國家計劃用三年時(shí)間，通過(guò)兼并重組減少煤炭企業(yè)數量煤炭，增加煤炭企業(yè)平均生產(chǎn)量，提高煤炭資源回收率，技術(shù)水平明顯提升，環(huán)境保護和治理能力加強。小煤礦的整頓，一方面為煤炭大集團提供了跨越發(fā)展的契機;另一方面，提高了煤炭行業(yè)的集中度，有利于行業(yè)長(cháng)遠有序的發(fā)展。伴隨著(zhù)煤炭業(yè)內部的重組整合，行業(yè)內的安全生產(chǎn)調度系統也要得到全面的升級，以達到相互兼容，資源共享，全面提升煤礦安全生產(chǎn)的水平和管理效率。

　　目前視頻指揮調度系統在煤炭行業(yè)得到了廣泛的應用，完全實(shí)現日常生產(chǎn)調度與應急指揮調度的整合，有線(xiàn)通信與無(wú)線(xiàn)通信的整合，視頻應用與語(yǔ)音呼叫的整合，不同品牌產(chǎn)品之間的整合，并與構建成與智能聯(lián)動(dòng)報警與一體的綜合性解決方案。

　　汾西礦業(yè)集團營(yíng)運公司采用視頻指揮調度系統搭對其通信系統進(jìn)行升級改造，通過(guò)該平臺不僅可實(shí)現營(yíng)運公司對下屬各煤廠(chǎng)的秤房、煤道、倉儲等地的實(shí)時(shí)監控圖像集中上傳管理，對各煤廠(chǎng)的煤運情況進(jìn)行實(shí)時(shí)音視頻雙向指揮調度，還可以兼容旗下收購的煤礦已建設的不同廠(chǎng)家的通信系統平臺，同時(shí)可召開(kāi)企業(yè)日常的管理工作的視頻會(huì )議，并通過(guò)該平臺兼容形成了集團大規模應急視頻通信平臺，真正達到資源共享、同一管理。

　　汾西煤礦視頻指揮調度的建設目標

　　本次方案內的營(yíng)運公司綜合視頻指揮調度系統體系是由營(yíng)運公司指揮調度中心和下屬各煤廠(chǎng)的調度室這兩級構成，營(yíng)運公司指揮調度中心負責對各煤廠(chǎng)調度室進(jìn)行調度，并實(shí)現對遠程煤廠(chǎng)各個(gè)區域的監控，煤廠(chǎng)調度室內可以實(shí)現對本煤廠(chǎng)的日常生產(chǎn)調度和應急指揮調度。集團指揮中心所發(fā)布的工作指示能夠在第一時(shí)間下達給指定單位，在突發(fā)事件的情況下，上級單位也能夠針對現場(chǎng)狀況，實(shí)時(shí)插入到下級的指揮工作中，為應急救援提供更加強有力的決策支持。

　　通過(guò)系統級聯(lián)擴展，日后可升級到整個(gè)礦業(yè)集團的視頻指揮調度平臺的建設應用。可根據集團規模的擴展需求，隨時(shí)增加指揮調度點(diǎn)、監控點(diǎn)，還可以兼容不同廠(chǎng)家的通信系統平臺，并可以與市、省應急指揮中心互通，進(jìn)行系統大規模指揮平臺。系統還可以在擴建的時(shí)候通過(guò)增加系統模塊實(shí)現與現有電話(huà)語(yǔ)音系統平臺的互聯(lián)互通，做到真正的綜合通信平臺。

　　系統結構與方案部署

　　根據汾西煤礦的整體結構及網(wǎng)絡(luò )環(huán)境對該系統進(jìn)行整體部署，系統共分為營(yíng)運公司指揮調度中心子系統、煤廠(chǎng)調度室子系統、監控現場(chǎng)子系統，各子系統部署在汾西礦業(yè)的不同位置，完成不同的功能。

　　系統中交換控制設備為整個(gè)系統的核心設備，一般布置在網(wǎng)絡(luò )中心機房，進(jìn)行統一管理;營(yíng)運公司指揮調度中心子系統布置在總部的指揮中心，具有最高的級別和權限，可以對集團內部所有煤廠(chǎng)調度室進(jìn)行指揮調度;領(lǐng)導辦公室布置在集團其它各部門(mén)，完成對煤廠(chǎng)各處的現場(chǎng)圖像的瀏覽功能;二級指揮調度中心子系統布置在下屬各煤廠(chǎng)的調度室，負責對該煤廠(chǎng)的實(shí)際工作現場(chǎng)的指揮調度;監控現場(chǎng)子系統布置在煤廠(chǎng)的秤房、軌道房、煤廠(chǎng)、倉儲等處的現場(chǎng)，負責將現場(chǎng)的信息采集上傳到相應的各指揮中心，供上級決策使用。

　　營(yíng)運公司指揮調度中心子系統

　　營(yíng)運公司指揮調度中心子系統布置在企業(yè)總部指揮大廳和網(wǎng)絡(luò )設備機房中，是系統的核心，該指揮中心擁有最高的級別和權限，可以任意指揮下屬的任何煤廠(chǎng)和單位。

　 營(yíng)運公司指揮調度中心子系統由交換控制設備、用戶(hù)終端設備及音視頻輸入輸出設備等組成。

　　交換控制設備包括核心綜合視頻交換機、流媒體轉發(fā)服務(wù)器、視頻錄像服務(wù)器。核心綜合視頻交換機主要負責來(lái)自下級的多個(gè)綜合視頻交換機的級聯(lián)，并能夠實(shí)現對整個(gè)系統的信令控制、指揮調度等業(yè)務(wù)的控制;流媒體轉發(fā)服務(wù)器主要負責局域網(wǎng)內所有音視頻數據流的轉發(fā);錄像服務(wù)器主要負責局域網(wǎng)內煤廠(chǎng)調度室，指揮終端、監控前端的實(shí)時(shí)錄像、指揮調度過(guò)程的錄像及錄像文件的播放。

　　用戶(hù)終端設備包括網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣、多分屏解碼器、指揮調度終端。主要作用是：實(shí)現終端雙向、單向音視頻編解碼，提供用戶(hù)數據交互和功能操作界面，實(shí)現視頻指揮、遠程視頻瀏覽、電視墻顯示等功能。

　　煤廠(chǎng)調度室子系統

　　煤廠(chǎng)調度室子系統布置在各個(gè)煤廠(chǎng)的機房以及調度室內，該系統擁有二級指揮中心的級別和權限，可以對其管轄范圍內的煤廠(chǎng)現場(chǎng)和其他部門(mén)進(jìn)行指揮調度，接受營(yíng)運公司指揮調度中心的指揮調度等。

　　煤廠(chǎng)調度室子系統由用戶(hù)終端設備及音視頻輸入輸出設備等組成。根據本次項目的需求，還將配備二級的綜合視頻交換機設備(內嵌流媒體轉發(fā)模塊)在煤廠(chǎng)的機房?jì)龋@樣實(shí)現煤廠(chǎng)內系統的獨立運行能力，用戶(hù)終端設備包括指揮調度終端。主要作用是：實(shí)現終端雙向、單向音視頻編解碼，提供用戶(hù)數據交互和功能操作界面，實(shí)現視頻指揮、遠程視頻瀏覽等功能。音視頻輸入輸出設備包括一體化攝像機、高保真音響系統、大屏幕電視等。根據實(shí)際網(wǎng)絡(luò )環(huán)境要求實(shí)現視頻錄放像。根據需要可增加網(wǎng)絡(luò )視頻矩陣與電視墻、大屏幕系統配合使用。

　　監控現場(chǎng)子系統

　　監控現場(chǎng)子系統布置在秤房、軌道房、煤廠(chǎng)、倉儲等重要位置，負責將現場(chǎng)的圖像及時(shí)上傳到營(yíng)運公司的指揮調度中心以及本煤廠(chǎng)的調度室，接受指揮調度。監控現場(chǎng)子系統包括監控音視頻采集設備、音視頻編碼壓縮設備、控制設備組成。音視頻采集設備包括攝像機、拾音器、揚聲器。音視頻編碼壓縮設備包括數字硬盤(pán)錄像機、網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器。控制設備包括云臺、云臺解碼器、云臺護罩。

　　其它通訊系統接入

　　目前，企業(yè)已經(jīng)建設了一些基于視頻、音頻的通訊系統，但各系統之間彼此獨立，信息資源不能共享，給企業(yè)的應急工作帶來(lái)了極大的不便，為了提高系統的工作效率，便于應急指揮工作的進(jìn)行，擴大通訊的范圍，可以將已經(jīng)建設的通訊系統，如視頻監控系統、視頻會(huì )議系統、電話(huà)系統等接入綜合應急視頻指揮調度系統中，進(jìn)行統一指揮調度。

　　系統建設原則

　　綜合應急視頻指揮調度系統是煤礦信息化建設的重要部分，考慮到煤礦業(yè)務(wù)的需求不同，在系統設計上要和煤礦進(jìn)行充分溝通，確保系統建成真正滿(mǎn)足煤礦的應急指揮調度。

　　系統采用先進(jìn)、成熟的音視頻編碼技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )傳輸技術(shù)，核心技術(shù)具有多項國家專(zhuān)利，視頻編碼采用先進(jìn)的MPEG.4/H.264標準，壓縮比高、圖像質(zhì)量好、容錯能力強、網(wǎng)絡(luò )適應性強。系統軟件設計采用C/S架構，穩定性好，監控前端采用嵌入式設計，采用專(zhuān)用芯片，結構緊湊、功耗低、可靠性高，能夠適應各種惡劣環(huán)境。

　　系統的核心設備和主要設備由公司自主研制生產(chǎn)，核心系統軟件全部為自有知識產(chǎn)權，有效地控制產(chǎn)品成本，并可兼容多種音視頻相關(guān)外圍設備，充分保護用戶(hù)投資，使系統建設成本大大降低。分布式結構設計，使得核心設備綜合視頻交換機具有大容量的處理能力并支持級聯(lián)，方便系統容量的平滑擴展;業(yè)務(wù)功能采用模塊化設計，可以根據用戶(hù)需求，方便地與可選的增強功能系統進(jìn)行集成，拓展系統功能。

　　對已經(jīng)安裝的部分視頻監控系統，視頻會(huì )議系統、小靈通電話(huà)系統，借助綜合應急視頻指揮調度系統強大的兼容性，可以將原有系統接入新建的企業(yè)綜合視頻指揮調度系統，統一管理、統一應用。

綜合視頻指揮系統的安全性和穩定性受多方面影響，建議有條件的建設單位，為指揮系統劃設VLAN，并在網(wǎng)絡(luò )交換機上設定QoS機制。如果建設規模較大，可以配置多臺綜合視頻交換機分布實(shí)施處理。為提高可靠性，可采用雙機熱備份方式。現場(chǎng)監控前端設備采用嵌入式設計，系統的接入外設(攝像機、云臺、各類(lèi)防護罩、傳感器、報警設備)等應選擇質(zhì)量較好的品牌設備，保證系統的穩定性和可靠性。

　　方案中值得關(guān)注的技術(shù)亮點(diǎn)

　　整合已建模擬視頻監控系統

　　在“不破壞、不改變原有已建監控系統的架構”的原則下，可以無(wú)縫兼容主流廠(chǎng)家各品牌的矩陣等系統控制設備，只需增加視頻分配器設備，即可將原有模擬視頻監控系統平滑接入到大型多級視頻指揮調度系統中。

　　整合已建視頻會(huì )議系統

　　目前各單位已有采用H.323架構視頻會(huì )議系統，視頻指揮調度系統通過(guò) H.323互通網(wǎng)關(guān)與已有H.323視頻會(huì )議系統互連互通。互通網(wǎng)關(guān)的一側實(shí)現指揮終端功能;另一側實(shí)現H.323標準會(huì )議終端功能，可以作為主叫或被叫加入H.323視頻會(huì )議系統。指揮終端側接收系統的視頻流，并轉發(fā)給H.323標準會(huì )議終端側，作為其輸入視頻流，供H.323視頻會(huì )議系統中的其它終端調用。H.323標準會(huì )議終端側接收H.323視頻會(huì )議系統的視頻流，并轉發(fā)給指揮終端側，作為其輸入視頻流，供系統中的其它終端調用。

　　整合數字視頻監控系統

　　在“不破壞、不改變原有已建監控系統的架構”的原則下，通過(guò)設備代理服務(wù)器集成SDK二次開(kāi)發(fā)包，將原有數字視頻監控系統無(wú)縫接入到大型多級視頻指揮調度系統中。對于暫時(shí)無(wú)法實(shí)現軟件兼容的產(chǎn)品，可通過(guò)增加硬件設備如視頻分配器，將原有數字視頻監控系統平滑接入到大型多級視頻指揮調度系統中。當前，我國已經(jīng)有越來(lái)越多的生產(chǎn)型企業(yè)開(kāi)始意識到利用視頻通信系統提高自身調度和安全生產(chǎn)能力的重要性，類(lèi)似于汾西這樣的大型煤礦企業(yè)紛紛建立監控系統進(jìn)行輔助生產(chǎn)，而部分更加有遠見(jiàn)，對安全生產(chǎn)調度需求更加明確，認識更加深刻的企業(yè)開(kāi)始采用視頻指揮調度的解決方案構建指揮平臺。

　　結語(yǔ)

　　可視化指揮調度系統在各行業(yè)實(shí)際應用相結合的過(guò)程中已有大量的成功應用案例，在軍工、化工、煤礦、煙草制造、機械制造等領(lǐng)域中發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越重要的作用。

國際煤炭網(wǎng)


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