智能視頻監控技術在煤礦生產中的應用

李曉明?安夢洋

摘 要：隨著科學技術的不斷進步，圖像視頻技術和計算機網絡通訊技術得到了突飛猛進的發展，智能視頻監控技術也在煤礦生產中得到廣泛應用。煤礦井下環境復雜，生產條件惡劣，應用智能視頻監控系統具有重要意義，其不僅能夠提高井下生產的信息化管理水平，而且能夠減少安全生產事故的發生，真正實現了通過現代化的科技手段來消除煤炭開采過程中的各類問題。本文簡要介紹了智能視頻監控技術在煤礦生產中的作用和意義，重點分析了煤礦智能視頻監控系統關鍵技術以及應用方法，以期能為有關方面需要提供借鑒和參考。

關鍵詞：智能控制;視頻監控技術;煤礦生產

智能視頻監控技術能夠通過對安全監控系統、工業視頻系統、通訊聯絡系統等信息的整合，使生產調度工作人員和值班干部及時了解礦井安全及生產情況，實現了從生產一線到生產調度管理的可視信息化管理。

1 智能視頻監控技術在煤礦生產中的作用和意義

智能視頻監控系統在井下生產中發揮著非常重要的作用。智能視頻監控技術通常應用于一通三防，從地理位置來看分為井下部分和地面部分兩個區域。將智能視頻監控系統應用于煤礦井下工作中的主要任務是采集信號和監控信息。由于煤礦井下存在著復雜且惡劣的工作環境，因此需要通過更高的技術手段來保障井下生產環境安全，保證生產設備狀態良好，保障井下工作人員安全。在井下生產過程中，利用智能視頻監控技術能夠實時監控風機的風速、環境的溫度以及設備的狀態，還可以準確掌握瓦斯的濃度、粉塵的濃度以及一氧化碳的含量等各種參數，一旦發現數據有任何異常，智能視頻監控系統能夠自動發出報警信號，使調度人員和領導干部能夠第一時間采取有效措施進行應對和處理;將智能視頻監控系統應用于地面的主要任務是通過先進的電子設備采集、分析和處理各種信息，然后將獲取的數據和信息通過傳輸系統傳送到監控指揮中心，由技術人員對這些數據和信息進行比對和分析，再根據分析報告結果對煤礦井下的各種監測監控設備進行準確的操作和控制。

預警功能作為智能視頻監控系統的重要組成部分，一旦發現異常信息或信號能夠及時報警并反饋給生產調度指揮中心，使工作人員能夠根據預警情況果斷地發出控制信號和指令，最大限度的縮小安全事故的影響范圍。由于井下空氣中懸浮著大量的粉塵顆粒，使得監控系統中監測到的視頻圖像能見度較低，現場工作畫面的辨識度較差，在一定程度上影響了管理人員的判斷。因此很多煤礦企業開始引進高清晰度的紅外線攝像機等智能化設備，使用嵌入式系統、光纖通信等先進技術，通過對井下各種參數的監測監控，更好應對潛在發生的故障現象，為安全生產提供了有力的技術保障。

2 煤礦智能視頻監控系統關鍵技術

1）塵霧圖像清晰化技術。在煤礦井下生產中，大量的粉塵顆粒在煤炭開采和運輸過程中產生，為了營造良好的作業環境，減少粉塵顆粒的負面影響，技術人員會將噴霧降塵裝置安裝在采掘工作面和運輸巷道內，這些噴霧降塵裝置會產生較大的霧氣和水滴，使監控設備在光線傳播的過程中遭到散射或者吸收，從而大幅降低監控成像的能見度。空氣中的水霧還會影響視頻圖像的轉載過程，造成傳播信號的波動，降低了現場圖像成像質量，使生產調度人員無法準確掌握現場情況。因此，為了最大化的提升監控圖像質量，需要采用單幅圖像去霧的方法，實現圖像復原效果，使霧氣對圖像造成的負面影響得到有效降低，使監控圖像原有的清晰度得到還原。塵霧圖像清晰化技術能夠實現對生產現場動態圖像的高清監控、識別及其跟蹤，是整個煤礦安全生產數字監控工作中的關鍵性技術，為地面監控人員的決策提供了精確有效依據。

2）運動目標監測技術。當前一個時期，大部分煤礦企業將固定式的攝影機應用于視頻監控系統中，此針對動態目標監測而言是一項僅采用背景加減法就可以達到的簡單工作。但是，由于煤礦工作環境惡劣，人員流動復雜，智能監控系統在監控圖像生成過程中受限于自然光照或人工照明的影響，除了運動目標的記錄以外還會生成陰影區域，這些陰影區域直接影響著視頻監控效果。另外，陰影區域與監測目標屬于動態鏈接狀態，高度重合的運動軌跡和運動規律使運動過程中的圖形互相黏連，造成目標丟失、虛假目標的情況出現。基于此，在檢測動態運動目標時，有效控制和去除陰影的變化成了關鍵性問題。技術部門要根據礦井應用需求以及人工操作可能出現的問題與不足，一方面做到實施考察，減少背景可能出現的錯誤和遺漏，另一方面做出自動化的修正與調整，最大程度上提升正確率。

3）單目標跟蹤技術。單目標跟蹤作為煤礦智能視頻監控系統中一個重要的技術，能夠有針對性的查看和分析特定目標，掌握特定目標行為舉止和行動路徑。在實際生產過程中，單個目標的運動情況相對較為復雜，同時在光照系統上也會產生不同的負面影響，例如特定目標被物體阻擋，從而影響精確定位，不利于緊急情況的處理。煤礦技術人員要建設自己的單獨跟蹤模式，實現最佳的單獨跟蹤效果，為全面提升煤礦安全生產打下堅實的基礎。

3 智能視頻監控技術在煤礦生產中的應用

1）皮帶機尾堆煤檢測。在運輸系統中，在皮帶搭接點上方安裝一臺檢測攝像機，并在皮帶走廊煤壁上安裝上報警裝置，通過分級設置堆煤“紅線”位置，當出現堆煤事故后，一旦超出“紅線”就能夠實現自動報警，并根據堆煤高度自動調整報警等級。堆煤事故的及時處理能夠為井下節約大量的生產時間。在安裝好以后，要組織人員進行人為堆煤事故的模擬，確保堆煤檢測預警達到100%，為井下正常順利生產提供保障。

2）人員進入危險區域檢測。針對綜采工作面，要在機頭入口區域安裝區域攝像機，利用智能視頻監控系統不僅能夠掌握工作面設備的運轉狀態，而且能夠了解工作面的作業人員。在生產過程中，嚴禁作業人員在采煤機往返運行或液壓支架不斷動作時進入作業區域進行逗留或行走;針對掘進工作面，要在破碎機處安設攝像機，一旦發現人員在破碎機前方走動就自動觸發預警機制。在滿足攝像光照條件的情況，對監測預警系統進行人工實驗，要確保人員進出安全出口的預警率可達100%，避免各類安全事故的發生。

3）連掘超循環與空頂作業檢測。這種識別方法對攝像機有著較高的安裝要求，所用設備必須是帶有強光抑制功能的井下防爆攝像機，信號的傳輸通過井下以太網完成，在距離空頂1m左右架設攝像頭，架設方位保持30°，將反光錨桿架設在攝像頭的正前方，將發光信號燈安裝在煤機尾部，距離車頭若干米，作業過程中保持此燈常開狀態。另外，在掘進巷道棚頂正中位置安裝1臺攝像機，以便于超循環距離和識別空頂區域。在側幫距離地面3m左右安裝另1臺攝像機，用于檢測人員進入空頂區域和靠近掘進設備。

4 結束語

綜上所述，將智能視頻監控技術應用于煤礦生產是可行的，其對于安全管理、高效生產和信息化建設具有積極意義。智能視頻監控技術能夠實時監控井下環境條件、設備運轉狀態、人員行動軌跡等內容，為煤礦企業的安全生產提供了非常有力的保障。煤礦企業要不斷優化智能視頻監控系統，提高監控識別、判斷的準確度，排查潛在的危險，從而解決煤礦生產管理中存在的薄弱環節，實效礦井安全高效發展。

參考文獻

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