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煤矿安全生产MESH无线视频传输技术方案

2019-03-25 11:18:34

项目背景

中国是世界上最大的煤炭消费国和生产国,近几年,随著国民经济的快速增长,煤炭需求量的不断攀升,造成了煤炭供应紧张,引起了大大小小几万家企业争抢煤炭资源的矿业权,因监管不力造成的各级安全事故频繁发生,死亡人数也在逐年增加,造成的直接和间接经济损失达上百亿元。针对日趋严峻的形势,国家对煤炭企业加大了管理力度和深度,对煤炭企业管理、安全生产工作提出了更高的要求。

为了解决煤矿安全生产问题,有效提高煤矿企业安全管理水准,从而提出了安全应急平台这一重要内容,通过在煤矿的各生产环节中装备工业监控系统,利用无线的连接方式,使之形成一套完整的资讯化、自动化网路系统,从而大幅度提高煤矿企业的安全管理水准。

客户需求

煤炭企业生产体系采用了“煤矿安全生产管理系统”统一管理,该管理系统由政府端的“煤矿安全生产远程无线监控系统”和企业端的“煤矿企业安全生产管理系统”两大系统组成。煤矿行政管理部门可以通过监控系统中各种即时传输的资讯资料监控全局,了解各个煤矿的安全生产情况;同时结合即时的监控资料,架构起即时的安全预警平台,防范于未然,最大限度的降低事故的发生概率;此外,通过管理系统,煤矿行政管理部门还可以提高监管力度,明确安全责任,开展各种形式的安全检查,切实做到责任到人。

基本需求:

当矿井下发生事故或紧急情况时,能够把矿井内的视频实时传输到地面指挥中心。


方案要求

为了使系统稳定运行,需要在系统的政府端和企业端之间建立一条高速稳定的传输链路来保证资料、语音和视频业务的同时传输。由于矿井内地理环境复杂,采用传统铺设有线电缆的方式来连接网路将会十分困难,线路铺设的难度之大,造价之高、施工周期之长和日後维护之不便都是煤矿企业所无法承受的。而无线宽频接入技术的成功应用,提供了可靠、高效、低成本的传输链路,采用无线方式架设应急视频监控系统对煤矿行业来说是最佳的传输解决方案。

在本系统中,要求采用国际最先进的COFDM多载波自组网调制技术和高清晰视频编解码技术,采用MPEG2/MPEG4图像压缩方式,传输距离达到3-10公里以上,对于更远距离或更复杂的环境可以增加中继设备;保证在矿井内巡逻时回传音视频信号良好稳定。工作频段在340MHz~1400MHz内可调,信号传输延时小于500ms。

(1) 采用MESH自组网无线方式构成无线网络的视频监控系统;

(2) 无线视频传输支持高速移动和有阻挡的复杂环境;

(3) 在监控中心可以可观看所有矿井内的视频图像;

(4) 矿井内的通道长度3-10公里;

(5) 系统支持中继转发,根据环境和距离情况可以增加一个或多个中继点;

(6) 视频压缩标准为MPEG4/H.264。

系统方案

综合用户的需求和性能要求,由于矿井内比较复杂,矿井内有拐角,因此单组图像设备在传输无线信号的时候会遇到很严重的阻挡,很难把图像直接传输出去,因此需要考虑增加一组或更多中继设备。                                                                                                                                                                                                                                             方案结构图如图所示。

如图4.1所示,单兵利用便携式发射机把视频图像用单兵节点发射出去,通过2次或多次MESH中继节点传回至接收机通过复合视频输出端口和网络输出端口连接监控室大屏幕和网关,这样就可以即可以通过大屏幕观看实时视频,也可以通过计算机观看实时视频。

在本系统中,如果环境复杂,拐角比较多,传输距离如果达不到要求,可以考虑在视频传输途径中间增加MESH中继设备。


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