目前，視頻監(jiān)控技術(shù)已廣泛應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)的各個(gè)重要環(huán)節(jié)。當(dāng)中，大部分煤礦使用的視頻監(jiān)控系統(tǒng)基本上都是模擬（CCTV）和早期的數(shù)字（DVR）系統(tǒng)，它們的性能和穩(wěn)定性都不高，特別是模擬監(jiān)控系統(tǒng)傳輸距離受限制、易受干擾、無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)、圖像存儲(chǔ)需要大量像帶、難于檢索查詢。早期的基于PC+圖像采集卡的（DVR）系統(tǒng)，由于可靠性和網(wǎng)絡(luò)性能都比較差，所以較難實(shí)現(xiàn)多監(jiān)控中心和多級(jí)管理，也不能滿足煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)督與管理的要求。 

    現(xiàn)在，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)由于其具有分布式接入、便于共享訪問和控制、視頻信號(hào)占用帶寬資源少、圖像質(zhì)量好、易于存儲(chǔ)和管理等諸多優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。因此，在煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中采用網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)是發(fā)展的大趨勢(shì)。

    下面就某煤礦網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控方案為實(shí)例進(jìn)行闡述，以供讀者參考。

    系統(tǒng)總體目標(biāo)

    煤礦安全網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)：以成熟的高新技術(shù)為支撐，依托計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，構(gòu)建一個(gè)多功能、全方位、先進(jìn)可靠、開放性的煤礦安全遠(yuǎn)程視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。

    系統(tǒng)建設(shè)要求

    1、一個(gè)主監(jiān)控中心：暫定主控機(jī)房為整個(gè)系統(tǒng)的中心，管理所有礦區(qū)監(jiān)控點(diǎn)圖像。設(shè)置系統(tǒng)主服務(wù)器。根據(jù)具體情況，在主控或者分控中心要具有圖像存儲(chǔ)和電視墻功能。

    2、分監(jiān)控中心：設(shè)置在礦區(qū)的監(jiān)控值班室，可以設(shè)置3×3 DLP大屏幕顯示器，或者由常規(guī)監(jiān)視器組成電視墻。并需設(shè)置網(wǎng)絡(luò)視頻解碼器，可根據(jù)具體情況選擇是否設(shè)置存儲(chǔ)圖像功能。

    3、多級(jí)分控：在縣級(jí)相關(guān)部門、市級(jí)管理部門設(shè)置分控中心，通過網(wǎng)絡(luò)登錄系統(tǒng)，即可看到實(shí)時(shí)監(jiān)控圖像，并根據(jù)權(quán)限對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行各種操作。

    4、該煤礦前端共有9個(gè)監(jiān)控點(diǎn)：井上4個(gè)，分別為主井口、副井口、監(jiān)控值班室、主扇機(jī)房；井下5個(gè)，分別為采煤工作面一個(gè)、掘進(jìn)工作面2個(gè)、中央變電所1個(gè)、主運(yùn)輸大巷1個(gè)。設(shè)備包括有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器和監(jiān)控?cái)z像機(jī)等。

    系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)要充分考慮能滿足用戶的使用要求，注重實(shí)效，做到穩(wěn)定、可靠，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。為此，根據(jù)礦區(qū)的現(xiàn)實(shí)情況，設(shè)計(jì)了本網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控方案，系統(tǒng)由主監(jiān)控中心、煤井監(jiān)控室和煤礦監(jiān)控點(diǎn)三大部分組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。

    主監(jiān)控中心設(shè)計(jì)

    可選解決方案一

    主監(jiān)控中心設(shè)置在市縣的管理部門，是整個(gè)系統(tǒng)的管理中樞，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的客戶端和前端視頻的管理。

    主監(jiān)控中心配置iDVR Directory目錄服務(wù)器，用來邏輯管理用戶的登陸等。要求在煤礦各分監(jiān)控中心配置iDVR Archiver視頻存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，以用來管理記錄指向到該服務(wù)器的視頻服務(wù)器的視頻流。這樣，主監(jiān)控中心、分監(jiān)控中心、前端攝像子系統(tǒng)三部分建成了一個(gè)完全基于網(wǎng)絡(luò)的功能非常強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)。

    設(shè)置在煤礦的分控中心（煤礦監(jiān)控值班室）的Archiver視頻存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器提供圖像的存儲(chǔ)、回放、服務(wù)。每個(gè)視頻流若假設(shè)以CIF格式進(jìn)行圖像存儲(chǔ)，需要網(wǎng)絡(luò)帶寬512K左右，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)條件的限制，Archiver服務(wù)器需要安裝在礦井的分監(jiān)控中心，這樣錄像數(shù)據(jù)不占用礦區(qū)到市縣的網(wǎng)絡(luò)帶寬，錄像數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在本地分監(jiān)控中心的Archiver服務(wù)器上，為了保障Archiver服務(wù)器上數(shù)據(jù)的安全性，可以考慮對(duì)服務(wù)器數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。市縣的管理部門可以通過網(wǎng)絡(luò)察看各礦區(qū)的實(shí)時(shí)圖像，也可調(diào)閱回放礦區(qū)分監(jiān)控中心Archiver服務(wù)器上存儲(chǔ)的圖像。

    可選解決方案二

    主監(jiān)控中心設(shè)置在市縣的管理部門。它是由系統(tǒng)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)視頻解碼器和大屏幕顯示系統(tǒng)等組成。系統(tǒng)服務(wù)器是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的管理中樞，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的客戶端和前端視頻流的管理。

    主監(jiān)控中心配置的iDVR Directory目錄服務(wù)器，用來邏輯管理用戶的登陸等。而iDVR Archiver存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，用來管理記錄指向到該服務(wù)器的視頻服務(wù)器的視頻流。這樣與前端子系統(tǒng)就建成了一個(gè)完全基于網(wǎng)絡(luò)的功能非常強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)。

    目錄服務(wù)器和Archiver服務(wù)器都設(shè)置在主監(jiān)控中心。這樣能夠最有效地保證錄像數(shù)據(jù)的完整和準(zhǔn)確，但是同時(shí)也就要求具備較高的網(wǎng)絡(luò)帶寬，根據(jù)實(shí)際傳輸數(shù)據(jù)的情況，暫定以CIF的圖像效果進(jìn)行錄像存儲(chǔ)，如果每路視頻按照512K的網(wǎng)絡(luò)帶寬計(jì)算，則網(wǎng)絡(luò)實(shí)際帶寬不能低于4.5M，這樣便與實(shí)際提供的網(wǎng)絡(luò)情況有差距，本方案設(shè)置僅供參考。

    Archiver服務(wù)器提供圖像存儲(chǔ)、回放、服務(wù)。每一個(gè)Archiver服務(wù)器可支持40個(gè)攝像機(jī)圖像存儲(chǔ)、瀏覽。這40個(gè)攝像機(jī)可以是系統(tǒng)內(nèi)的任意40個(gè)位置的攝像機(jī)，不必按照順序或區(qū)域設(shè)置。

    如果系統(tǒng)擴(kuò)容，或需要對(duì)所有的監(jiān)控點(diǎn)同時(shí)錄像，則就需要在主控中心設(shè)置高效率的系統(tǒng)服務(wù)器組，這樣可以支持多個(gè)Archiver服務(wù)器，多個(gè)Archiver服務(wù)器與目錄服務(wù)器可以有機(jī)地形成一個(gè)整體，使對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的管理非常合理、高效、安全。

    電視墻功能選項(xiàng)

    若監(jiān)控中心顯示部分要求還原模擬信號(hào)建電視墻，則系統(tǒng)可選用網(wǎng)絡(luò)視頻解碼器，可以將數(shù)字視頻還原為模擬視頻信號(hào)，按需要可配置多個(gè)網(wǎng)絡(luò)視頻解碼器以組成電視墻。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻解碼器的數(shù)量沒有限制。

    虛擬矩陣功能選項(xiàng)

    iDVR3.0版本軟件支持“虛擬矩陣”功能，系統(tǒng)原理見圖3。

    iDVR3.0軟件通過控制視頻流的發(fā)送方向，配套使用AV1500e-R解碼器將數(shù)字視頻信號(hào)還原為模擬信號(hào)。由圖3可以看見，一個(gè)攝像機(jī)經(jīng)編碼器生成視頻流可以同時(shí)傳送到3個(gè)模擬監(jiān)視器。該軟件通過控制視頻流的方向，可以完成模擬矩陣的矩陣切換功能（Matrix），如順序切換、程序切換、群組切換、點(diǎn)切換等等。這種切換較模擬矩陣系統(tǒng)更加方便、更加快捷。

    iDVR系統(tǒng)件

    AVinfo的iDVR（Ver3.0）版本軟件具有管理幾千個(gè)視頻流的能力，支持多服務(wù)器結(jié)構(gòu)，客戶端的數(shù)量理論上沒有限制。軟件升級(jí)、維護(hù)、參數(shù)設(shè)置全部都可通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程進(jìn)行。聯(lián)網(wǎng)的授權(quán)用戶都可通過登陸iDVR目錄服務(wù)器查看系統(tǒng)內(nèi)任意一路監(jiān)控圖像及存儲(chǔ)的圖像文件。

    分監(jiān)控中心設(shè)計(jì)

    分監(jiān)控中心設(shè)在各煤井的監(jiān)控室，如果采用主控中心方案一的設(shè)計(jì)方案，分控中心需設(shè)置Archiver服務(wù)器服務(wù)器一臺(tái)，并可根據(jù)實(shí)際情況考慮是否需要安裝電視墻。如果考慮安裝電視墻，則分監(jiān)控中心由網(wǎng)絡(luò)視頻解碼器、模擬監(jiān)視器及分控中心的電腦終端等設(shè)備組成。但分監(jiān)控中心要根據(jù)實(shí)際管轄的監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)視頻解碼器和模擬監(jiān)視器的數(shù)量。

    如果采用主控中心方案二的設(shè)計(jì)方案，則分控中心只需要配置電腦終端，通過客戶端軟件，并在規(guī)定的權(quán)限內(nèi)察看監(jiān)控圖像。

    多級(jí)分控點(diǎn)設(shè)計(jì)

    網(wǎng)絡(luò)上的任意一點(diǎn)，比如礦區(qū)領(lǐng)導(dǎo)的辦公室等，只要登錄系統(tǒng)的主服務(wù)器都可以成為一個(gè)分控點(diǎn)，這樣每一個(gè)分控點(diǎn)都可以根據(jù)自己的權(quán)限監(jiān)看并且控制前端監(jiān)控點(diǎn)，包括查詢、回放錄像文件。

    煤礦監(jiān)控點(diǎn)設(shè)計(jì)

    煤礦監(jiān)控點(diǎn)分布在所轄的各煤井，主要由前端監(jiān)控?cái)z像機(jī)、云臺(tái)、云鏡解碼器、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器等設(shè)備組成。

    前端攝像機(jī)視頻信號(hào)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器模數(shù)轉(zhuǎn)換和壓縮之后上傳網(wǎng)絡(luò)。對(duì)煤礦井上監(jiān)控點(diǎn)的攝像機(jī)可以直接就近接入網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，之后經(jīng)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)上傳網(wǎng)絡(luò)。對(duì)井下監(jiān)控點(diǎn)的攝像機(jī)，由于距離網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器較遠(yuǎn)，則要借助光纖和視頻光端機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，之后也經(jīng)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)上傳網(wǎng)絡(luò)。

    網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器是一個(gè)嵌入式設(shè)計(jì)的、采用MPEG4編解碼格式的網(wǎng)絡(luò)視頻接入設(shè)備。其具有1個(gè)10/100M以太網(wǎng)接口（RJ45）、1個(gè)視頻輸入接口（BNC）、1個(gè)控制輸出接口（RS485/RS232）、1路透明數(shù)據(jù)傳輸通道（RS232）、3路報(bào)警輸入接口以及1個(gè)中繼輸出。其以太網(wǎng)口可直接連接到網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)（或網(wǎng)絡(luò)集線器）上；任一個(gè)網(wǎng)上監(jiān)控人員可透過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)攝像機(jī)鏡頭、云臺(tái)和燈光、雨刷等的遠(yuǎn)程控制。其還可以接入各類報(bào)警探測(cè)設(shè)備。

    客戶端的瀏覽

    網(wǎng)絡(luò)內(nèi)合法用戶可以按照它的級(jí)別使用IE瀏覽器，通過登陸Server觀看攝像機(jī)圖像。其軟件界面相當(dāng)豐富，可以提供16畫面分割、9畫面分割、4畫面分割、全屏放大顯示。每一個(gè)畫面均提供25幀/秒實(shí)時(shí)顯示。軟件支持 “分組”，每一“分組”的內(nèi)容以及“分組”之間的切換順序和時(shí)間間隔，用戶可以任意設(shè)置。

    由于網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)的傳輸方式是組播，網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器在沒有客戶瀏覽時(shí)并不向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送視頻流，僅僅發(fā)送數(shù)量非常小的監(jiān)聽I(yíng)P包，因此網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的碼流壓力并不是很大。同時(shí)，系統(tǒng)使用了若干個(gè)分布式Server，以及對(duì)應(yīng)的具有組播管理功能的交換機(jī)對(duì)組播進(jìn)行管理，這樣有效地降低了各個(gè)區(qū)域之間的網(wǎng)絡(luò)壓力。

    系統(tǒng)軟件iDVR（Ver3.0）功能

    為了保障整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能正常運(yùn)行，系統(tǒng)管理軟件iDVR（Ver3.0）具有系統(tǒng)維護(hù)管理功能，其是專指系統(tǒng)管理員借助系統(tǒng)軟件的維護(hù)管理功能對(duì)其管轄范圍內(nèi)監(jiān)控站點(diǎn)、攝像機(jī)、云鏡解碼器、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)視頻解碼器、分控用戶等進(jìn)行配置管理和維護(hù)管理，在具體運(yùn)作上可以進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)備測(cè)試、故障診斷、參數(shù)配置修改等操作。

    iDVR（Ver3.0）系統(tǒng)管理軟件要運(yùn)行于系統(tǒng)業(yè)務(wù)管理終端（或服務(wù)器）上，運(yùn)行環(huán)境為2000/Windows NT/Windows XP/Windows。

    iDVR（Ver3.0）管理軟件主要特點(diǎn)有：

    軟件平臺(tái)采用B/S架構(gòu)設(shè)計(jì)，具備高度的開放性，可以與其它安全防衛(wèi)系統(tǒng)、管理系統(tǒng)擴(kuò)展，無限制的分布式的服務(wù)器數(shù)量；

    支持VM虛擬矩陣和報(bào)警管理；

    多站點(diǎn)同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)視、多站點(diǎn)同時(shí)存儲(chǔ)；

    可在任意影射的服務(wù)器上存儲(chǔ)(SAN, NAS, etc.)，能連續(xù)、計(jì)劃或基于事件進(jìn)行記錄，在NAS或其它媒介上根據(jù)時(shí)間表復(fù)制資料；

    支持多批視頻服務(wù)器同時(shí)升級(jí)；

    可更改網(wǎng)絡(luò)客戶端用戶口令；

    配置管理功能可設(shè)置云鏡解碼控制協(xié)議；

    用戶管理可設(shè)置用戶登錄ID、用戶名稱、用戶密碼、用戶優(yōu)先級(jí)、用戶類型等；

    分組管理可實(shí)現(xiàn)視頻流的分組分部門管理。使不同的用戶只能觀看所分配的攝像機(jī)；

    視頻服務(wù)器管理可設(shè)置視頻服務(wù)器ID、名稱、IP地址、端口號(hào)等。

    系統(tǒng)主要特點(diǎn)

    標(biāo)準(zhǔn)化嵌入式設(shè)計(jì)

    系統(tǒng)主要設(shè)備采用先進(jìn)的嵌入式操作系統(tǒng)，設(shè)備精巧，穩(wěn)定性高，有自啟動(dòng)功能，適合無人值守的應(yīng)用環(huán)境�？赏高^網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程軟件升級(jí)。

    網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化

    系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議，能架構(gòu)在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、INTERNET和無線網(wǎng)絡(luò)之上，可任意設(shè)置網(wǎng)關(guān)，完全支持跨網(wǎng)段、有路由器的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控環(huán)境。

    高清晰度圖像

    圖像壓縮采用MPEG-4 格式，圖像清晰度高。在低帶寬或者多次路由的條件下，仍能傳輸每秒25幀的高質(zhì)量圖像。

    多權(quán)限管理

    各級(jí)控制中心和各分控終端可以對(duì)管轄范圍進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制，但不同的用戶可根據(jù)職務(wù)分配不同的控制權(quán)限。

    單播、組播、服務(wù)器組播

    系統(tǒng)能提供單播、組播、服務(wù)器組播功能。單播即當(dāng)有用戶請(qǐng)求時(shí)才發(fā)送圖像，沒有請(qǐng)求不占用網(wǎng)絡(luò)資源，從而使網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率更高。（服務(wù)器）組播功能是當(dāng)多用戶集中請(qǐng)求訪問某一路圖像時(shí)，此路圖像由中心服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)給發(fā)出訪問請(qǐng)求的各用戶，從而節(jié)省了帶寬資源。

    多畫面圖像切換、顯示

    監(jiān)控的圖像可根據(jù)地點(diǎn)、權(quán)限分成監(jiān)控組，以全屏；4、9、12、16分割方式顯示，組內(nèi)圖像可自動(dòng)輪巡，切換時(shí)間可以任意調(diào)節(jié)。

    人性化軟件界面

    系統(tǒng)軟件和客戶軟件的操作界面全部為中文界面，并具有簡(jiǎn)潔的功能提示。

    設(shè)備簡(jiǎn)單，便于施工

    通過使用Idvr3監(jiān)控系統(tǒng)軟件，極大地簡(jiǎn)化了整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)量，不僅減少了系統(tǒng)調(diào)試周期，還提高整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

    遠(yuǎn)程系統(tǒng)維護(hù)和系統(tǒng)管理

    系統(tǒng)提供遠(yuǎn)程訪問功能，維護(hù)人員不必到達(dá)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)，就可修改設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)；可遠(yuǎn)程增加、刪除和修改用戶、監(jiān)控地點(diǎn)以及用戶的控制權(quán)限等信息，提高了設(shè)備的維護(hù)效率。并且受修改信息的用戶只要再重新登錄，即可得到重新分配的信息，大大地減輕了軟件維護(hù)工作量。

    防病毒入侵

    系統(tǒng)前端設(shè)備采用嵌入式技術(shù)，操作系統(tǒng)固化在芯片之中，不易受目前網(wǎng)絡(luò)中爆發(fā)病毒的侵害。

    良好的可擴(kuò)容性

    當(dāng)系統(tǒng)擴(kuò)容時(shí)，在監(jiān)控中心，管理人員只需要將增加的監(jiān)控設(shè)備加入監(jiān)控地點(diǎn)組別，這樣就完成了全部的系統(tǒng)升級(jí)擴(kuò)容工作。

    結(jié)語

    近年來，國(guó)內(nèi)煤炭企業(yè)特大安全事故頻頻發(fā)生，國(guó)家對(duì)于煤炭企業(yè)安全生產(chǎn)的重視也抬到一個(gè)歷史性的高度，同時(shí)也促使煤炭行業(yè)安全生產(chǎn)信息化進(jìn)程將不斷加快。我們有理由相信，煤炭企業(yè)安全生產(chǎn)的監(jiān)控管理將在未來的日子實(shí)現(xiàn)跨越性的飛躍和完善。