移動視頻巡檢裝置的設計與應用

范冠軍 呂剛 曹海波

【摘 要】隨著煤礦自動化的持續(xù)建設，越來越多的設備已經實現(xiàn)了遠程自動化，管理手段逐漸細化，但是設備管理仍以人工現(xiàn)場巡視為主，人工巡檢存在勞動強度大、受環(huán)境因素影響大、巡視結果客觀性不足等弊端[1]，為滿足自動化發(fā)展需要，提出一種視頻巡檢裝置，攝像頭能夠根據(jù)需要移動位置，在一定區(qū)域內實現(xiàn)移動巡檢，裝置設計以立足信息化為大前提，利用先進的網絡技術、自動控制技術、通信技術、計算機技術、視頻技術，以提高效率和管理水平，減少巡檢人員和降低工人的勞動強度，避免人身傷害事故的發(fā)生為目標，為煤礦進一步提高安全生產水平打下良好基礎[2]。

【Abstract】With the continuous construction of coal mine automation， more and more equipment has realized remote automation， and the management means have been gradually refined， but the equipment management is still dominated by manual on-site inspection， there are many disadvantages in manual inspection， such as high labor intensity， great influence by environmental factors， and insufficient objectivity of inspection results[1]. In order to meet the needs of automation development， a video patrol inspection device is proposed， in which the camera can move the position according to the needs and realize the mobile inspection in a certain area. Based on the premise of information technology， the device design makes use of advanced network technology， automatic control technology， communication technology， computer technology and video technology to improve efficiency and the management level， so as to reduce the number of inspection personnel and reduce the labor intensity of workers， avoid the occurrence of personal injury accidents， and lay a good foundation for further improving the level of production safety in coal mines [2].

【關鍵詞】煤礦;自動化;視頻;移動巡檢;安全

【Keywords】coal mine; automation; video; mobile inspection; safety

【中圖分類號】TP311? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）05-0166-02

1 引言

煤礦井下生產過程復雜，環(huán)境惡劣[3]，經過近30年的發(fā)展，目前煤礦各系統(tǒng)已經實現(xiàn)機械化、基本實現(xiàn)自動化，生產效率低的局面已經大有改觀，井下人員密度越來越低，安全生產水平逐步提升，但在現(xiàn)實生產中，依然需要大量的人員巡檢生產設備，造成大量的人力資源的浪費，特別是安裝在狹小空間內的設備，如何安全可靠的巡檢，是困擾很多煤礦的難題，本文對移動視頻巡檢裝置的設計及其在煤礦井下水泵房的應用進行了闡述。

2 系統(tǒng)設計

2.1 系統(tǒng)目標

實現(xiàn)煤礦井下等危險區(qū)域內環(huán)境與設備的實時視頻監(jiān)控，通過遠程控制攝像儀位置實現(xiàn)對現(xiàn)場設備及環(huán)境的巡檢，提高巡檢效率和管理水平，減少巡檢人員崗位定編和降低工人的勞動強度，避免人身傷害事故的發(fā)生，為煤礦進一步提高安全生產水平打下良好基礎。

2.2 系統(tǒng)架構

移動視頻巡視裝置主要由就地控制單元、指令執(zhí)行單元、現(xiàn)場視頻采集單元、數(shù)據(jù)傳輸單元、遠程控制顯示單元組成。

通過移動視頻巡檢裝置結構圖裝置，巡檢人員可以在監(jiān)控室中通過現(xiàn)場視頻圖像實現(xiàn)現(xiàn)場情況的巡查，當需要移動攝像儀位置時巡檢員通過計算機下達指令，指令傳出給現(xiàn)場控制單元進而實現(xiàn)電機的開停、正轉、反轉控制，通過電機牽引攝像儀向前或向后移動。

2.3 視頻采集單元設計

視頻采集單元主要由電動機（含減速機）（1）、固定架（2）、移動帶載小車（3）、牽引繩（4）、定滑輪（5）、尾部張緊器（6）、線纜吊鉤（7）、掛線繩（8）、線纜（9）、攝像儀（10）、導軌（11）、導軌連接件（12）、位置感應開關（13）、過位移防護樁（14）等組成。單元結構圖如下：

其中，固定架選擇角鋼加工而成，導軌采用角鋼加工成5m一段的標準件，除銹噴漆處理，根據(jù)現(xiàn)場需要監(jiān)測的實際長度合理確定總根數(shù)，電機選擇標準1kW電機，自帶減速裝置，減速后的軸上嵌套一直徑為150mm的轉盤，轉盤與軸通過鍵銷連接，防止產生滑動，牽引繩本系統(tǒng)選擇直徑6mm鋼絲繩，掛線繩選擇直徑5mm鋼絲繩;滑輪（5）直徑150mm，通過滑輪座安裝在一平米鋼板上，帶載小車通過鋼板和直徑20mm滑輪自行加工成套，導軌與導軌采用外側加襯板緊固的模式進行。

3 在井下水泵房中的應用

3.1 現(xiàn)場實施

首先在泵房墻壁上安裝支架，然后把導軌和支架通過螺栓緊固在一起，此時注意先不要緊固到位，將導軌全部安裝完成并將襯板固定到位后，將整條導軌調平后再緊固，把帶載小車安裝在支架上，然后通過牽引鋼絲繩將大滑輪和小車、電機轉軸上的轉盤固定在一起，形成一個完整部件，此時電機轉動則會牽引小車水平運動。將掛線鋼絲繩穿入若干個吊環(huán)后緊固在支架下方，攝像儀安裝在帶載小車上，線纜通過吊環(huán)吊在掛線鋼絲繩上。然后在導軌前后端約50cm處分別安裝位置行程開關，行程開關外側10cm處焊接過位移防護樁，上述工作完成后通過調整尾部張緊器將牽引鋼絲繩張緊，完成視頻采集單元的現(xiàn)場安裝。

然后完成電機控制部分的接入，電源接入。視頻及傳感器信號通過網絡傳輸給遠端監(jiān)視計算機，通過編程處理，確保系統(tǒng)運行平穩(wěn)可靠，無翻車事故發(fā)生，并進行行程保護測試，確保系統(tǒng)滿足設計預期要求。

3.2 裝置功能

具有實時控制移動視頻裝置的能力，包括速度、定位、異常處理能力，并完成信息的整合。

①視頻巡檢系統(tǒng)最低速度不小于0.3m/s;②視頻圖像分辨率為1280×960;③自動控制巡檢系統(tǒng)的巡視間隔時間，自動保存圖片、影像資料;④實時顯示巡檢的現(xiàn)場狀態(tài);⑤對巡檢系統(tǒng)發(fā)回影像資料進行分析，正常只保存不告警，不正常發(fā)出告警信息;⑥具有完善的人機接口界面，可通過鼠標操作控制移動視頻裝置的運轉

3.3 實施效果

通過移動視頻巡檢裝置在煤礦井下水泵房中的應用，以及遠程控制攝像儀位置實現(xiàn)對現(xiàn)場設備及環(huán)境的巡檢，實現(xiàn)了現(xiàn)場環(huán)境與設備的實時視頻監(jiān)控，大幅提高巡檢效率和管理水平，減少巡檢人員崗位工6人，裝置自投運至今該煤礦排水系統(tǒng)杜絕了各類事故的發(fā)生，大幅度提高了該礦的自動化水平及安全生產水平。

4 結語

移動視頻巡檢裝置利用可以移動的攝像儀代替人工巡檢，其可以移動的特性特別適合實現(xiàn)狹小空間、危險區(qū)域的實時視頻監(jiān)控，能夠有效減少現(xiàn)場人員的投入，避免人員在危險區(qū)域出現(xiàn)和停留，有效提高巡檢效率和管理水平，減少巡檢人員和降低工人的勞動強度，為煤礦進一步提高安全生產水平打下良好基礎。

【參考文獻】

【1】林仁清. 機器人巡檢系統(tǒng)在變電站運維管理中的應用[J]. 設備管理與維修，2017（19）：11-13.

【2】任曉慶. 上灣煤礦本質安全管理體系的研究[D]. 包頭：內蒙古科技大學， 2013.