关键词：电机车 视频 监测
1. 矿用机车系统主要设备现状
攀煤集团公司太平煤矿现有蓄电池式电机车22台，共有XK5－6/88-KBT、XK8-6/110-KBT、CDXT－5三种型号，均为单室驾驶。服役于矿井各运输大巷、开拓（掘进）工作面。自2011年起，逐步对所有蓄电池机车均进行了斩波调速改造。
2. 矿用机车视频监测装置的基本原则和目标
2.1 基本原则
（1）按照安全第一的原则，配置各种保护传感器及视频监控、考虑系统具有容错功能。
（ 2）设备不能占用大量机车驾驶室空间，必须确保能清晰发现前进方向视线被阻挡的景象；
2.2 设计目标
实现机车行驶过程中，机车在向后方行驶过程中，司机能清晰看见前方轨道路线、道岔分合方向、行人等情况，如弯道道岔处、行人密集处等特殊地点能实现提前观察路面情况，确保司机安全行驶。
3. 研究方案
3.1 主要设备改造方案
（1）驾驶室安装矿用隔爆型机车显示器。
（2）安装矿用本质安全型无线网桥。
（3）机车后方安装矿用本安型摄像仪。
（4）固定地点安装矿用隔爆型摄像仪。
4. 主要特点
4.1针对电机车运输过程中对前方是否有行人不了解，对各车场的甩车道岔及车场入口处的人员情况以及设备运行情况了解很少，无法实时的掌握现场视频图像信息，对安全造成威胁。该装置通过安装在机车上的摄像仪，在机车运行时沿途摄取前后的环境视频，然后将视频信号发送至车头内的显示器，使机车司机可以通过显示器观察矿车后面的环境，掌握巷道环境情况操作机车，该装置对机车运输系统提供了安全保障。
4.2该装置采用无线数字网桥信号传输方式，采用高速数据处理能力进行视频的采集和处理；利用显示器的高分辨率大大提高了图像质量，布线简单，抗干扰性强，不易失真，传输无延时等优点。
4.3摄像仪电源采用高容量可充放电镍氢电池，能持续工作10小时。
4.4安装于机车尾部的摄像仪同时具有机车尾灯的功能，闪烁的红色醒目信号能够很好的提示行人和其他车辆防止追尾，确保运输安全。
4.5隔爆摄像仪和本安摄像仪都内置激光红外补光灯。在黑暗的环境中自动开启补光灯使摄像仪能清晰的使视频画面传到显示器。
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4.6在距离近而且有外部电源的情况下可采用模拟的高清摄像仪和显示器完成对机车尾部的监测。
5. 改造后系统的主要特征
本装置具有实时监测与显示功能，司机可通过置于机车内的显示器监视机车后面环境情况，以便于及时排除。
1、装置配置的显示器可同时显示模拟摄像仪（隔爆型摄像仪）的图像和采用5.8g无线传输、显示本安摄像仪的的图像。监视器采用高分辨率TFT液晶屏，图像清晰细腻，色彩艳丽、接收灵敏度高，抗干扰性强；支持图像上下、左右翻转控制，适应不同的安装使用方式。
2、隔爆摄像仪：976×582像素PAL制式的高质量图像、黑白摄像时最低照度为0.04LUX、内置数字式移动检测、由于具有超级动态功能，对于阴暗差极大的拍摄对象，以像素为单位进行亮度补偿，拍摄出更为自然的图像、最多可设置256个预置位置、可以从内部同步、自动增益控制电路、图像保持、数字降噪等功能。
3、机车后方安装的本安摄像仪采用无线传输。传输距离远，抗电磁干扰强。可将实时拍摄的高清画面传输到显示器、画面传输流畅。图像清晰无卡滞停顿现象。确保倒车、抵车、无安全事故发生。自带高密度大容量电池、壳体采用阻燃工程塑料，壳体设计精巧。符合国家安全标准和煤矿现场环境要求。采用超强磁力的磁钢吸附底座。安装方便，可选配矿用隔爆兼本安型充电器井下现场充电。
4、主要技术参数
电源电压DC:110V、DC:12V；
监测距离>100（m）;
防爆形式为：矿用本质安全型，防爆标志为：ExibI；
额定工作电流: ≤500mA；
射频类型DSSS/OFDM
信号频率：5.8GHz；
内置双极化、天线增益23dBi
传输功率IEEE 802.11a: 20dBm
6、经济效益分析：
（1）节约人工费：矿用机车视频监测装置安装后实现夫人引车作业操作，减少引车人员4人。
节约工资W1=3000元/人×12月×4人=144000元/年。
（2）2016年矿井运输线上发生一起因后视不良导致的事故，导致损失120万元，改造后再无事故发生，减少损失120万元。
以上每年创造的总效益：
W=W1+W2 =144000+1200000=1344000元
7 安全效益分析
7.1利用安装在机车上的摄像仪，在机车运行时沿途摄取前后的环境视频，然后将视频信号发送至车头内的显示器，使机车司机可以通过显示器观察矿车后面的环境，掌握巷道环境情况操作机车，该装置对机车运输系统提供了安全保障。
7.2利用安装在弯道道岔处、行人密集处等特殊地点的固定摄像仪，使司机可提前预知轨道前方未到达地点的交通情况，提前采取措施，避免事故的发生。
7.3机车司机利用安装在车头内的显示器，可简易更换车载视频信息和固定安装地点的交通信息，提前做出预判，提高运输能力，杜绝安全事故的发生
8 结束语
矿用机车视频监测装置改造，不仅解决了矿井的运输长期存在的问题，使用效果好，提高了装备和管理能力，实现了轨道司机对运输线路的掌握能力，为矿井安全生产提供了有效保障，具有广阔的推广应用前景。
论文作者:何顺强 崔正勇 董明,罗胜,曹亮
论文发表刊物:《科技中国》2018年3期
论文发表时间:2018/8/6
标签：机车论文; 显示器论文; 装置论文; 煤矿论文; 图像论文; 视频论文; 矿井论文; 《科技中国》2018年3期论文;