無級繩絞車無線視頻跟蹤系統在平煤六礦工作面中的應用

摘 要：有線視頻無論在航空、航海、道路還是工業、民用、煤礦都得到了廣泛的應用，但對于無線視頻來說，煤礦井下運用的還是比較少，特別是Wi-Fi技術在煤礦還未得到廣泛的普及、運用。所以無線視頻在煤礦井下來說還屬于空白領域。原有的有線傳輸方式已經很難滿足日新月異的煤礦技術，煤礦行業迫切需要一項新技術來填補這個空白。本文主要介紹了無極繩絞車無線視頻跟蹤系統的運用過程、傳輸方式和優點。且本方案已經在平煤股份神馬集團六礦戊9-10-22250風巷中開始運用。

關鍵詞：無線視頻；無極繩絞車；無線交換機

1 項目背景

煤礦井下軌道運輸主要依賴斜巷絞車、無極繩絞車，經常出現上坡、下坡和拐彎，這種情況下，目前煤礦基本采用多崗位制度，各重要地點也需多人把守，無極繩絞車一般為一名司機負責跟車行走，一名司機負責制動、牽引，在運輸大噸位設備時，更需要多人把控，多崗位帶來的信息連動不及時，運輸過程中出現的脫軌、掉繩等意外情況，都為安全生產帶來了風險隱患，同時僅靠人工行走時觀察很難保證觀察全面，軌道異常也很難要求司機時刻彎腰查驗，為提高煤礦運輸安全，提升煤礦運力水平，迫切需要實現對運動目標的實時跟蹤監視。

2 系統建設的意義

無線視頻跟蹤系統不僅對井下地質條件復雜和工作環境惡劣的無極繩絞車運輸系統適用，還對常規的斜巷絞車運輸系統適用，系統采用無線交換傳輸技術和計算機流媒體處理技術，彌補有線網絡的不足，實現井下網絡的全面覆蓋全面提升煤礦企業安全生產狀況，尤其是對目前一線場所移動目標無法實現視頻監控的困境。它引進先進的信息技術、網絡技術等，發揮各方優勢，促進煤礦信息化的跨越式發展，對提高我國煤礦生產的自動化水平，實現無人安全礦井的前景目標具有重要的戰略意義。

3 系統運用的關鍵技術

3.1 數字視頻

數字化視頻可以在計算機網絡（局域網或廣域網）上傳輸圖像數據，基本上不受距離限制，信號不易受干擾。數字視頻可利用計算機網絡傳輸，無須重復布線。

采用目前主流的H.264壓縮技術，壓縮比高，且處理非常靈活，不僅支持支持變碼率，而且支持變幀率，在設定視頻圖像質量的同時，也可限定視頻圖像的壓縮碼流。具有備用壓縮通道，用于容錯處理。

3.2 工業以太網環冗余技術

由于很多場合環境惡劣，存在網絡意外斷裂的可能較大，而另一方面，出于生產和安全的需要，對網絡的可靠性、安全性要求又很高，所以需要信息傳輸網絡能夠提供鏈路冗余。

該模塊具有以下特點：

（1）符合和超過嚴苛電氣環境可靠性操作的要求。

（2）變電站應用：符合IEEE 1613Class2設備要求，超過IEC 61850-3標準。

（3）調速系統：超過IEEE 618000-3。

（4）通用工業環境：超過IEC 61000-6-2。

（5）超過NEMA TS2（交通控制設備標準）。

3.3 WLan技術

WLAN是Wireless Local Area Network（無線局域網）的縮寫，它是一種基于802.11n/b/g/a標準，利用Wi-Fi無線通信技術將網絡終端等設備連接起來，構成可以互相通信、實現資源共享的網絡。

WLAN標準主要包括802.11b、802.11a和802.11g等。目前，WLAN的推廣和認證工作主要由產業標準組織Wi-Fi（Wireless Fidelity，無線保真）聯盟完成，所以WLAN技術常常被稱之為Wi-Fi。

隨著無線產業從802.11g到下一代802.11n標準的演變，越來越多的產品開始采用功能強大的802.11n技術，因為它能提供更快、更可靠的無線連接。802.11n平臺的速度比802.11g快7倍，比以太網快3倍。另外，它具有更大的覆蓋范圍，因此802.11n是首個能夠同時承載高清視頻、音頻和數據流的無線多媒體分發技術。而且802.11n產品還提供并發雙頻操作，因此能為寬帶多媒體應用提供更多的信道容量。

經過隔爆處理的無線寬帶網絡，完全符合國家標準GB3836，可以應用于煤礦井下。

3.4 防爆技術

通過設計隔離電路和應用相關工藝，使系統編碼設備產品適合本質安全或者防爆要求，滿足工業危險場景安全標準要求，主干傳輸介質采用本質安全的礦用阻燃光纜，井下網絡采用電纜傳輸部分的網絡端口采用光電隔離，并將傳輸電源與節點設備電源隔離，以保證本質安全防爆性能。

4 系統結構

系統主要由KJJ112礦用無線網絡交換機、JBY1.0/127防爆監視器、KBA116A礦用網絡攝像儀、移動式防爆電源箱等主要設備組成。網絡拓撲如圖所示。

1.5 技術特點

建立井上/下全覆蓋的寬帶無線網絡通信系統，作為煤礦工業以太環網的擴展和補充，通過點-點可隔爆無線網絡交換機，可實現對采煤機、掘進機、絞車等頻繁移動設備的數據和視頻監測。

基于IP方式傳輸的網絡攝像儀、隔爆無線網絡通信系統、隔爆工業以太網將數據、圖像傳輸到調度室，減少光電纜經常拖動造成的故障，提高對采掘等移動設備的監視的可靠性。

1.6 結論

系統在中國平煤神馬能源化工集團有限公司六礦掘進工作面中得到正式運用，該控制系統經過實際應用證明：系統可靠性高、操作簡單、運行穩定，給煤礦創造了較大的經濟效益，具有較高的推廣價值。

參考文獻

[1]陳明，梁興東，吳一戎.基于H.264的嵌入式無線視頻監控系統[J].安防科技，2008.

[2]戴穎萌.支持無線網絡的實時視頻監控系統設計[J].微計算機信息，2012.

作者簡介：趙金升（1987，10-），男，江蘇徐州人，現從事礦井綜合自動化、信息化的研究與應用工作，學習背景：2009年畢業于徐州建筑學院。