智慧矿山信息系统解决方案(89页 Word)

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智慧矿山信息系统 解决方案 1 现状及需求 ..................................................................................5 1.1 概 述 ....................................................................................... 5 1.2 行业背景 .................................................................................5 1.3 需求分析 ................................................................................6 1.3.1 前端需求 .................................................................... 6 1.3.2 中心需求 ..................................................................... 6 1.4 设计标准 .............................................................................. 7 1.4.1 防爆产品标准 .............................................................7 1.4.2 建筑行业标准 .............................................................7 2 建设目标 .......................................................................................8 3 建设内容 .......................................................................................9 3.1 总体描述 ................................................................................11 3.1.1 煤矿监控中心 ......................................................... 12 3.1.2 上级监控中心 .......................................................... 12 3.1.3 地面、井下前端系统 ...............................................12 3.2 功能设计 ...............................................................................12 3.2.1 实时视频监控 .......................................................... 12 3.2.2 智能视频分析 .......................................................... 12 3.2.3 录像存储功能 .......................................................... 12 3.2.4 电子地图 ...................................................................13 3.2.5 录像回放 ..................................................................13 3.2.6 远程配置维护........................................................ 13 3.2.7 ..........................................................................B/S 方式访问 13 3.3 大屏幕显示系统 .................................................................. 13 3.3.1 系统设计 .................................................................. 13 3.3.2 LCD 拼接屏 .................................................................... 16 3.3.3 DLP 拼接屏 ..................................................................... 22 3.4 远程数字工业视频 .............................................................. 29 3.4.1 前端系统概述 .......................................................... 29 3.4.2 视频监控系统 .......................................................... 32 3.4.3 隔爆本安型摄像机 ...................................................33 3.4.4 高清监控产品........................................................ 34 3.4.5 环境监测监控系统 .................................................. 45 3.4.6 出入口控制系统 ....................................................... 47 3.4.7 门禁管理系统 .......................................................... 51 3.4.8 报警系统 ...................................................................57 3.4.9 网络系统 ..................................................................58 3.5 视频传输网络设计 .............................................................. 61 3.5.1 传输网络系统建设要求 ...........................................61 3.5.2 网络设计规划........................................................ 62 3.5.3 网络可靠性设计 ...................................................... 63 3.5.4 网络安全性设计 ......................................................64 3.5.5 网络管理规划....................................................... 64 3.6 监控中心设计 ...................................................................... 65 3.6.1 监控中心系统组成.................................................65 3.6.2 服务器管理系统 ...................................................... 65 3.6.3 人脸分析系统 ..........................................................66 3.6.4 人流量分析系统 ...................................................... 69 3.6.5 周界智能分析系统 .................................................. 70 3.6.6 全景拼接系统 .......................................................... 72 3.6.7 存储系统 ...................................................................73 3.6.8 解码系统 ...................................................................77 3.6.9 保障系统 .................................................................. 84 3.7 多媒体调度通讯系统 .......................................................... 87 3.8 生产调度系统 ..................................................................... 87 3.9 人员定位联网系统 ................................................................87 3.10 安全管理系统 .......................................................................87 3.11 综合自动化集成系统 .......................................................... 87 3.12 应急救援指挥系统 .............................................................. 88 3.13 数据管理与决策支持系统 ...................................................88 4 智慧能力................................................................................ 88 1 现状及需求 1.1 概述 矿山企业高效安全生产为国家可持续发展提供重要的物质和能源保障，是 国家经济持续发展不可或缺的物质基础。然而，我市过去长期高强度的开采， 矿产资源接近枯竭，同时有关部门管理相对滞后，矿山生产效率不高，安全事 故时有发生。矿山企业面临着巨大的压力和挑战。 智慧矿山是国家战略资源安全保障体系的重要组成部分，是评价矿山资源 生态环境的重要数据基础。智慧矿山建设是资源可持续发展的重要基石，是化 解高危行业风险的根本途径。 智慧矿山是以矿山物理实体为原型，以地理坐标为参考系，以矿山科学技 术、信息科学、物联网、地理信息、人工智能和计算科学为理论基础，以高新 矿山观测和网络技术为支撑，建立起的一系列不同层次的原型、系统场、物质 模型、力学模型、数学模型、信息模型和计算机模型并集成，可用多媒体和模 拟仿真虚拟技术进行多维的表达，同时具有高分辨率、海量数据和多种数据的 融合以及空间化、数字化、网络化、智能化和可视化的技术系统。它是是用信 息化与数字化的方法来研究和构建的虚拟矿山，是矿山地表面之下的人类工程 活动的信息全部数字化之后由计算机网络来管理的技术系统。通过它可以了解 整个矿山系统所涉及的信息过程，特别是矿山系统多体之间信息的联系和相互 作用的规律。 在统一的时空下，通过对矿山人、机、环境进行实时三维数字化测控，完 成矿山所有信息的实时自动化采集、高速网络化传输、规范化集成、三维可视 化仿真、自动化运行和智能化决策。通过矿山数字化建设使整个矿山具有自我 分析能力和决策能力，使矿山的人、机、环境处在高度协 调的统一体中运行， 实现整个矿山生产管理过程的可视化、自动化、智能化以至无人化，达到高 产、高效和安全的目的。 1.2 行业背景 煤炭被人们誉为黑色的金子，工业的食粮，它是十八世纪以来人类世界使用 的主要能源之一。煤炭由于储量巨大，加之科学技术的飞速发展，煤炭汽化等新 技术日趋成熟并得到广泛应用，煤炭必将成为人类生产生活中的无法替代的能源 之一。由于大部分矿层均远离地表，需采用地下开采的方式，而煤矿就是人类在 开掘富含有煤炭的地质层时所挖掘的合理空间。 2012 “ 年以来连续发生了 7.28”三门峡陕县支建煤矿井下透水抢险救援事故、 “8.17” “ 新汶矿业集团华源公司煤矿井下透水救援事故、 12.5”洪洞县瑞之源煤 业重 “ 大煤矿井下瓦斯救援事故、 1.16”禹州市大仝煤业有限公司井下透水救援 事故等 重大事件，严重威胁到了人们的生命安全，造成了巨大的损失。如何保障 煤矿的 安全有效的开采与生产，成为人们迫切关注的焦点。 煤矿上出现的安全事故可能会造成大量人身伤亡、财产损失， 一直以来党中 央、国务院对此都很重视。《中华人民共和国安全生产法》中第三条明确规定： 安全生产管理，坚持安全第一、预防为主的方针。同时国家安全监管总局也明确 “ ” 要求在全国煤矿建立并完善安全避险 六大系统 (监测监控、人员定位、紧急 避险、压风自救、供水施救和通信联络),保障煤矿的安全生产。 “ 始终坚持科学发展、安全发展理念，始终贯彻 安全第一、预防为主、综合 ” 治理 方针，采取一系列重大举措，完善法制、增加投入、加强监管，推动中国 煤炭工业和煤矿安全生产状况持续改进。 视频监控作为一种客观的、成熟的、稳定的安全监督手段已经为能源行业所 认可，能够在煤矿安监方面起到巨大作用。目前视频监控的前沿技术—— 智能分 析，对煤矿违规生产、人员记录、危险区域防范等可以起到有效的预警作用，变 事后追查为事前预警，能够为保护国家财产、人民的生命财产安全起到至关重要 的作用。 1.3 需求分析 煤矿监控有其自身的独特需求，目前已知的监察需求内容如下： 1.3.1 前端需求 1) 能够对煤矿地面、井下均进行视频图像采集；井下需要满足防爆本安等级、低 照度等要求；地面需要使用 720P 以上分辨率高清摄像机进行图像采集。 2) 地面区域出入口需要配置出入口车牌抓拍摄像机和道闸系统，要求能够实现黑 白名单功能，车牌识别摄像机一旦识别到黑名单车牌，煤矿监控中心需要弹出 报警提示并联动录像。 3) 地面区域各类建筑进出门需安装门禁系统，通过门禁卡权限控制进出人员，并 且对门禁刷卡信息(刷卡人姓名、刷卡时间等)和对应视频做叠加，部分区域 如不设置门禁，则需安装红外双鉴探测器对人员进行检测并实现自动开启移动 门，对应的摄像机需要进行实时录像。 4) 地面区域周界需安装红外对射，实现周界防范的需求，周界红外对射被触发时 需要联动对应区域摄像机弹出视频画面并要求联动对应周界区域的声光报警 器发出警报。 5) 井下区域区域要求实现现场环境的监测，包括现场温度、水浸、甲烷等环境量 信息，并能针对温度等数据进行阈值报警，报警需联动视频弹出画面并联动录 像，综合视频监管系统需要针对环境量历史数据进行统计、曲线描绘等数据分 析功能。 1.3.2 中心需求 1) 煤矿监控中心需采用人脸识别分析服务器实现对下井人员人脸识别和抓拍 分析，并可实现黑白名单功能，对应人员如不在规定的人员库则需报警并弹出 抓拍的照片和现场视频信息。 2) 煤矿监控中心需通过智能分析服务器对前端采集的图像进行智能分析，对 园区周界、禁止闯入区域进行智能分析，当出现报警时，煤矿监控中心需要弹 出报警提示并联动录像。 3) 煤矿监控中心需采用人流量统计服务器对下井人员和出井人员进行人流量 统计，以便获取进出矿井的实际人数。 4) 煤矿监控中心需采用全景拼接服务器对煤矿前端采集回来的多个画面进行 画面全景拼接功能。 5) 上级/煤矿监控中心需采用 DLP 或 LCD 拼接屏显示前端网络视频信号，拼 接屏幕要求通过视频综合平台实现前端视频信号的解码上墙、拼接、漫游、开 窗等功能。 6) 煤矿监控中心需配置高性能磁盘阵列，实现对前端视频的存储和报警触发 的视频存储。上级监控中心可按需配置高性能磁盘阵列，对重要视频信息进行 备份存储。 7) 上级/煤矿监控中心需配置高性能管理服务器、流媒体服务器、数据库服务 器、级联服务器安装综合视频监管系统，通过综合视频监管系统实现对整个煤 矿所有前端网络摄像机的视频画面查看和管理，对客户端以及监控中心各类服 务器、网络存储、视频综合平台等其他所有设备进行管理和配置。 8) 综合视频监管系统需要具备权限管理，不同装置客户端用户需配置不同权 限，对可以查看的视频有所限制。 9) 系统需要实现同一图像多级，多点同时观看，有利于统一指挥和多级多点 同时监管。 10)上级监控中心配置短信猫，对于重要的报警要求能够联动报警发送短信给 相关领导。 11)上级监控中心需要使用视频质量诊断系统对前端设备图像质量进行智能分 析，对视频图像的清晰度(图像模糊)、噪声干扰(雪花点、条纹、滚屏)、亮 度异常(过量、过暗)、