摘要：在信息化时代，视频监控系统越来越趋向于智能化、数字化，AI智能视频监控技术也日臻成熟，在很多领域中都得到了非常广泛和成功的应用，如在交通领域，智能交通监控系统已经能够实现车辆监控、车辆查询、违章抓拍、智能研判、布控、流量统计分析等功能。但在煤炭采掘行业，由于井下作业环境的特殊性，智能监控系统尚在初级探索阶段，没有得到推广和应用。
关键词：煤矿斜井巷道；运输视频监控系统；设计
引言
由于煤炭开采技术较低，相关工作人员的安全意识淡薄，因此使得煤矿事故频发。在对煤矿进行管理时，相关的管理人员大多重视开展工作人员的工作，从而在一定程度上对工作人员的时间以及精力进行消耗，从而影响煤矿管理以及煤矿生产的效率和质量。因此对于相关的企业，需要建立完善的信息管理系统。
1智能视频监控技术的概述
智能视频监控从上世纪90年代开始发展，但是由于当时的算法多是针对某些具体的应用而专门设计的，再加上当时科技发展水平的限制，计算机的数据处理能力比较有限，所以智能视频监控技术不能广泛应用到各行各业。目前，对运动目标的运动特征的视频智能分析已经取得了一些成果，尤其在目标整体的运动轨迹方面的研究。智能视频监控技术不仅可以在众多的视频数据中，搜索到所需要的图像信息，更重要的是可以让安防人员从枯燥乏味的盯紧屏幕的工作中解脱出来。
2视频监控系统简介
二水平己一轨道上山长约800m，坡度倾角为13°，有4个片盘，4处档杆，主要用于运输设备、材料和矸石等。在己一轨道上山建设一套视频监控系统，保障绞车安全运行。通过建设视频监控系统，实现斜巷内车辆的视频监控，通过绞车房操作控制台实时监控画面显示和图像存储，绞车司机可以实时的看到绞车运行状况，对车辆、挡车杆、道岔口进行视频监控状态显示，有效保障绞车运行安全，提高运输效率和煤矿安全管理水平。
3煤矿斜井巷道运输视频监控系统设计
3.1监控系统总体架构
①前端部分：主要包括本安型摄像机，它的主要作用是负责视频信号的采集，发送视频信号。
②传输部分：网络传输平台主要在斜巷内敷设专用电缆，矿用本安型光端机负责数据的传输，实现远距离传输。
③中心控制部分：主要包括矿用隔爆计算机，地面中心控制部分主要包含硬盘录像机、工控机及配套软件，主要负责视频信号的处理。
④传感监测部分：矿用本安型旋转脉冲编码器、矿用本安位置传感器等组成。通过矿用本安型旋转脉冲编码器采集矿车运行里程，在绞车房安装矿用本质安全型接近开关用于校准里程数据的精度。
3.2详细方案设计
①在绞车控制室安装2台矿用隔爆计算机作为显示控制终端，在隔爆计算机上安装1套北路音视频监控系统软件，实时显示和操控斜巷矿车运行情况。
②在斜巷岔道口处各安装1台矿用本安型摄像仪，每台摄像机自带红外灯，已一上山巷设计KBA12矿用本安型摄像仪14台，安装在己一车房、候车机头、猴车机尾、上车场、上平台、各片盘、四个阻挡器等地点。
③在绞车房位置设计1台矿用云台摄像仪。
④在各片盘口、车房、猴车机头、机尾安设语音通话一台。
⑤在绞车位置设置1台KJJ85矿用隔爆兼本安型网络接口，采集传感器信号，提供给隔爆计算机的系统软件，实现监控车辆状态功能。
⑥已一上山斜巷有1台绞车，在绞车安装1台矿用旋转脉冲编码器，实时监测轨道矿车的位置信息，在绞车房安装矿用本质安全型接近开关，用于校准矿车位置，精确到正负2m内。
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⑦在地面机房设置一台16路高清解码器把井下视频接入矿方视频平台，把井下视频信号显示、存数、回放等功能。
4监控系统功能
1）监控画面实时切换：可根据绞车位置，实时自动切换监控主画面，避免常规监控多画面，无法及时查看绞车运行画面的尴尬局面。绞车司机可在绞车控制室内通过计算机直接监控梭车经过挡车栏或者进入偏口、车场等动态情况，满将盲开变为可视化开车，更方便的指挥现场作业，并且提高了安全性，避免意外事故的发生。
2）实时定位：通过传感器可实时监测到绞车的实时位置信息，在软件平台上以图形化方式实时显示车辆的具体位置以及位置数据，配合绞车控制系统作为辅助运行工具。
3）实时录像：通过该监控系统可以实现对人车运行情况的24h实时监控。
4）动态监测：借助速度传感器可以时刻监测轨道车的速度，为监控人员对车速掌控提供方便。
5）联网管理：通过该监控系统可以将监控信息实时传送至地面，保持地面对井下人车安全监控的实时一致性。
6）设备远程配置管理：该监控系统可以实现对网络摄像机的批量控制，能够进行远距离重启和自动报警，并自动定时检测、维护并显示故障点。
5视频监控画面智能分析关键技术
5.1尘雾图像清晰化技术
为了降低井下空气中的粉尘含量，许多煤矿企业往往会在生产场所安装使用很多喷雾降尘装置，这些喷雾装置会喷出大量的水雾来达到除尘降尘目的，粉尘和水雾会严重影响到井下监控设备的成像效果，使得监控画面的亮度和清晰度大大降低。同时，在视频监控图像的采集以及传输过程中，由于受到其他不可避免因素的干扰，也会进一步降低监控图像的质量，不利于系统实时捕捉运动目标。要想取得更好的目标识别效果，首先就要采取技术措施使采集到的尘雾图像变得更加清晰。所以尘雾图像清晰化技术是井下视频监控智能分析的一个首要、非常关键的技术，对提高监控画面的质量起着非常重要的作用。近年来，尘雾图像清晰化技术中基于单幅图像去雾技术取得了非常好的复原效果，可以使原本灰暗模糊的图像变得更加清晰，去雾效果显著。
5.2运动目标识别技术
对于地面采用固定式摄像机进行定点拍摄时，其摄入的画面背景是相对静止的，在此基础上，利用背景减除算法就能较为容易地实现对完整运动目标的捕获。对于煤矿井下拍摄的监控画面，由于工作环境较为复杂，在对前景目标进行识别和捕捉时，不仅包含有前景运动目标，可能同时还会捕捉到明显的阴影区域。由于井下照明条件不足，这些阴影区域不仅与运动目标具有相同的运动轨迹，并且有时还与背景很难区分。所以在对井下运动目标进行智能识别时，容易造成前景运动目标的几何形状出现较大的误差，或者出现多个运动目标粘连融合的情况，不能有效区分，甚至出现目标丢失以及捕捉到虚假目标的情况。因此，在对井下运动目标进行智能识别时，阴影的检测与去除又是一个非常关键的技术。目前国内外对该技术的研究已经取得了较大进展，在对井下目标进行识别时，首先可以采用联合信息识别方式对前景目标进行识别，从而减少前景目标和背景之间的错识；其次可以预先设定一个合适的差分阈值，从而获得较高的前景目标识别率。除此之外，在对于运动阴影的识别过程中，还可以采取多特征融合的阴影识别技术，从而使运动目标的识别精准率大大提高。
结语
斜巷视频监控系统主要由前端设备、传输设备、中心控制设备、传感监测部分等四部分组成。监控系统能够实现监控画面实时切换功能、实时定位功能、实时录像功能、动态监测功能、联网管理功能和设备远程配置管理功能。
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论文作者:杜光明
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/7
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