数字矿山-贝尔信煤矿安全智能解决方案

　　前言：煤矿安全生产是关系煤炭工业持续健康发展的头等大事，在党和国家的关怀下，全国煤矿安全生产自80年代以来，出现了逐步好转的趋势。但是，由于许多方面的问题还未得到很好解决，煤矿事故多、伤亡大转，我国煤矿的百万吨死亡率仍远远高于世界一些发达国家。
 

　　2010年3月28日13时40分左右，由中煤一建公司63工程处承建的王家岭煤矿发生透水事故。事发时共有261人在井下作业，其中108人升井，153人被困井下。

　　2010年5月18日16时50分许，山西盂县辰通煤业有限公司发生瓦斯爆炸，当班入井人员41人，事故发生后27人自行安全升井,造成十人遇难。

　　5月2日7时50分左右，金沙县新华煤矿发生一起瓦斯爆炸事故。事故发生时，煤矿当班入井工作人员共有68人，事故发生后，61人安全升井，7人死亡，1人受伤。

　　09年鹤岗黑龙江鹤岗市兴山区富华煤矿井矿难、河南娄底矿难、河南平顶山矿难、山西古交矿难、贵州安顺普定瓦斯爆炸······频发的矿难让GDP不断带血。

　　我国煤矿点多面广，多种所有制并存，经济状况多为亏损，装备水平和人员素质参差不齐，总体上比较落后。矿井总数在关井压产后仍达33500个左右， 其中国有重点煤矿矿井600多个，地方国有煤矿2000多个，各类乡镇集体煤矿31000个。国有重点煤矿基础相对好点，机械化程度达75%左右；国有地方煤矿采煤机械化程度只有25%左右 ；而乡镇集体煤矿大多数是非常落后的近乎原始的开采方式，安全生产基本无保障。因此，加强对煤矿安全的管理是非常重要的。

　　

　　煤矿井下作业因为远离地面，地形复杂，环境恶劣，所以容易发生事故。利用远程视频监控系统，地面监控人员可以直接对井下情况进行实时监控，不仅能直观的监视和记录井下工作现场的安全生产情况，而且能及时发现事故苗子，防患于未然，也能为事后分析事故提供有关的第一手图像资料。因此基于网络视频监控的智能视频监控系统是现代矿井安全生产监控系统的重要组成部分。
 

　　数字化视频可以在计算机网络(局域网或广域网)上传输图像数据，基本上不受距离限制，信号不易受干扰，可大幅度提高图像品质和稳定性；其次，数字视频可利用计算机网络联网，网络带宽可复用，无须重复布线；另外，数字化存储成为可能，经过压缩的视频数据可存储在磁盘阵列中或保存在光盘中，查询十分简便快捷。

　　智能视频监控系统与以往的周界监控防范系统有着很明显的区别，就是采用了高端智能视频服务器为主要设备，他不仅提高了煤矿系统的安全等级，还大大节省了人力问题。
　　

　　贝尔信科技有限公司的产品是基于嵌入式智能视觉分析技术的监控跟踪系统，它具有入侵检测、遗弃物检测、物品搬移检测和自动PTZ跟踪等功能模块，可以很好地分析判断矿山生产中所遇到的各种各样难题。同时，该智能视频分析产品还具有自学习自适应能力，即使是在各种极端恶劣的环境和照明条件下也可以保持极高的性能——在保持99.9%超高检测率的同时，只有极低的误报率（少于1个/天）。

 

　　视频采集主要是对井下主要生产环节、重要设备及关键场合的实时图像进行采集，并将图片传送到煤矿调度指挥中心和矿领导办公室。通过视频画面，调度指挥人员和煤矿领导能够直观、快捷地了解生产一线情况，掌握井上井下重要设备的实时工况。
 

　　由于我国煤炭资源储藏条件和开采条件比较差，地下矿占95%，矿井距离地面几百米，有的甚至一千多米，井下环境极其复杂，光照度很差；此外，井下易燃易爆，因此在矿井下选用摄像机需要符合特定的标准。      
        

　　此自动跟踪功能是现今智能安防产品中跟踪效果最为稳定的系统，以往有非法人员入侵时要跟踪入侵者，一定要安保人员亲手遥控键盘的方向杠，该自动跟踪功能亲手控制之外，还能自动报警自动锁定目标进行追踪，技术先进性是由此可见的。
 

　　在周界和内部的一些禁入区域，启用的区域入侵检测，一旦有非法人员进入，智能视频系统除了会联动其他系统报警外，还会在电视墙的大屏幕上将闯入者圈起来，并标出入侵的轨迹。
 

　　可以自动检测出视频画面中的运动行为特征。穿越模式允许用户设定一条或多条任意形状的绊线，针对每一条绊线还可以指定穿越绊线的非法方向（两个单向或者双向）。这种检测模式适用于某些特定场合的入侵检测，例如穿越安全检查点、穿越安全周界等。
 

　　因为智能视频系统启用了报警触发录像按类归档储存功能，使得原来在监控室里储存着无人观看的、无关紧要的、杂乱无章的海量视频分类更加清晰化、条理化，查看起来不用再瞒无目的的到处乱找，因为智能视频分析系统已经将有发生情况的录像全部归档储存在同一个地方，和平时那些无关紧要的录像分隔开管理，在此智能视频系统也可以设置成没有报警情况时不录像，这样可以大大节省了硬盘储存空间，这些都是在管理上的改进，而在安全上的改进，那是更加专业化、先进化的。
 

　　智能视频监控系统在周界启用了两级安全防范级别的预警区和报警区。

 

　　bellsent ivs100是一款完全嵌入式的智能视觉分析服务器。ivs100与安装在不同区域的每个摄像机相结合，是一款最理想的单路智能视觉服务器。

　　ivs100支持在线升级以及可以和普通的闭路监控系统相结合，从而让普通的闭路监控系统拥有强大的室内和室外的自动检测非法入侵者的行为能力（自动适应和调节B/W,颜色，温度，红外线），以及非法停车，物品搬移等。

　　它使用数字信号处理器（DSP）来分析系统中的音频和视频混合信号，将这些信号转换成支持网络传输的MPEG-4的视频格式，同时将这些处理好的视频图像输出。

　　简单的设计，ivs100内嵌了浏览器插件，可以让我们在几分钟之内通过浏览器配置好所有的参数设定。

产品特点：
CIF分辨率- MPEG-4流媒体视频、音频输出，全实时帧率（PAL 25fps、NTSC 30fps）
视觉分析和网络视频编码于一身，既可以作为一个独立的前端边缘设备来使用，也可以作为网络中的一个网络设备来使用。
嵌入式、高性能视频自我分析能力
同时支持传统模拟方式和IP 网络MPEG-4 流媒体方式输出——包括音频流、视频流（可叠加时间、文字描述、摄像机状态、事件报警、目标指示、运动轨迹等图像覆盖OSD）等
支持现有的普通固定摄像机和软性自动PTZ跟踪功能。（支持NTSC和PAL两种制式）
支持连续录像、定时录像和报警触发式录像三种模式，支持通过软件或者DVR进行录像
支持预设事件自动触发规则功能
内嵌型的WEB服务器数据库，通过WEB浏览器即可查看和配置所有的参数
支持服务质量保证（QoS）：当多个设备在同时一个网络中工作时，每个设备都会自动优化其音频流和视频流所占用的网络带宽、流量特征和优先级，以确保服务质量。
支持通过Web远程配置、观看和控制，使用方便
无pc构架更利于系统安全，避免网络中不安全因素的干扰。
与被动红外传感器（PIR）、围栏震动传感器、地面震动传感器、激光幕墙、电子围栏等直线（或点式）传感器相比，trk系列产品可以提供更大面积的监控覆盖能力。

 

基于原始图像各个像素的高解析度检测（在进行有损压缩之前）。

在保持99%的极高检测率（POD）的同时，具有少于1个/每天的极低误报率（FAR）。

可以在恶劣天气环境、低能见度、低光照度等条件下检测入侵者。

可以检测专业伪装入侵、超慢速入侵（例如6 厘米/分钟的速度）和突发移动入侵等。

对于非平坦地形的检测（基于3D 监控场景模型）和遥远距离的检测具有很高的可靠性。

支持预报警记录——当报警事件触发时，记录报警事件发生之前的片段（从报警发生之前一段时间开始进行视频录像）。

贝尔信所有智能视觉分析模块都具有自动补偿和调节的处理机制，确保图像质量总在最佳状态，从而有效地降低误报率（FAR），达到最佳检测效果：

具有快速的自分析和自学习能力，速度为每个像素每秒进行30次。

对视频画面的背景进行自动学习，以从中识别并过滤掉不重要的背景运动（包括重复的物体行为，例如闪烁的光线等）。

根据光线灵敏度对每个像素的亮度进行自动调节，以适应光线照度突变或者渐变的情况，从而提升检测效果。

对图像质量进行自动调节，增强图像细节，提升检测效果。

视频流的分辨率、帧率和码率都可以根据报警事件进行自适应调节。
 

针对每一个检测场景，用户都可以相应设定一个以摄像机视野观看的、高度仿真的三维立体场景模型。当实际设定场景模型时，用户只需要在视频画面上标定若干参照物和一条基准线即可，系统会根据这些设定自动生成三维立体场景模型。

支持无限数量的监控防区设置，每个防区内都可以设置想要检测的人和交通工具的特征和行为，所有设置都是可以即时更改的。

先进的非平面检测功能，支持在三维立体场景测量模型中判断出目标的真实尺寸大小、实际运动速度和真实距离远近。这种基于三维视野场景的检测方式，与通常的基于二维平面的检测方式相比，具有更高的准确度，非常适合对平坦区域、山地、河谷、多层面场景、屋顶、阳台等各种类型的场景进行检测。

支持任意形状的防区设定，当需要对某个特定场景进行检测时，可以为该场景单独定制最合适的防区，从而使检测达到更好的效果。支持任意数量的防区设定，不同防区的位置可以相互重叠，但功能相互独立；针对不同的防区可以设定不同的检测规则，这样可以实现在同一监控区域内对不同特征的目标进行检测。

提供多种检测模式，可以满足各种基于时间表、基于区域检测和基于物品检测的安防监控需求，例如针对包裹、物品、人或交通工具等目标的检测需求。
 

贝尔信智能视觉模块中包含了事件响应处理引擎，支持对不同类型的报警和事件设定不同的响应处理，支持通过开关量对外接的报警设备进行开关与控制。

支持报警触发预置位跳转的响应动作定义——当报警或事件触发时，PTZ摄像机自动跳转到预先设置的预置位上。

支持入侵检测报警触发自动PTZ 跟踪的响应动作定义——当入侵检测报警或事件触发时，PTZ摄像机自动控制云台和镜头进行自动PTZ跟踪。

支持自动探测被干扰或丢失的信号。

支持自动检测低能见度、烟幕、视场障碍、视频故障、微弱信号等故障。
 

通过WEB浏览器或者客户端软件，用户可以设定智能视觉检测相关的所有配置。

所有的配置选项都非常容易设置，通常只需几分钟就可以完成。

具有全天候的自学习、自适应和自调整功能，不需要人进行手工调节。

高可靠性

贝尔信智能产品已在各大领域广泛使用且久经考验，广受最终用户和系统集成商的好评。目前的应用领域包括军事、能源/核电站、国家机关/立法机构、国际机场、港口、工业/制造业、炼油厂/化工厂、边境、铁路/交通、后勤中心/物流仓库、超市/商场/连锁店、宗教地、教育/研究机构、高尚住宅区，以及各种私人场所等。

贝尔信的智能视觉分析技术经过优化，最终直接嵌入了前端设备的DSP中运行。避免了通常的PC 集中式处理架构所具有的单点故障、智能处理共享资源短缺、传输网络延时，以及经过图像压缩后由于画质损失而导致检测效果不佳等问题。因此，贝尔信产品与同类其他产品相比具有更好的检测效果。

独特的用户自定义防区设置（任意数量任意形状）和检测目标特征设置（类型、大小、运动方向、运动速度、侵入时间等等）功能。

有效滤除由小动物、树木摆动、云层阴影、光线变化、下雨、下雪、场景细微运动等原因引起的误报警。

 

　　在煤矿井下环境中，各种意外的情况随时都可能发生，仅仅依靠监控中心操作员的眼睛不可能完全并及时知晓井下的情况，因此在一些重点的区域增加智能分析监控就显得尤为重要。这次智能分析技术在煤矿斜井智能监控项目中的应用，将事故的苗头及时发现并发出语音报警提示矿工离开危险区域，有效避免事故的发生的同时也提高了生产效率。当然井下像这样类似的区域还有很多，如果都装上智能分析报警系统，将一个个事故隐患及时化解，将可以大大降低事故发生的概率，真正做到生产安全，让高科技产品体现出真正的价值。