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同煤大唐塔山煤矿工业电视系统 同煤大唐塔山煤矿综合自动化控制系统集成同煤大唐塔山煤矿综合自动化控制系统集成 系统设计建议书系统设计建议书 （工业电视部分）（工业电视部分） 同煤大唐塔山煤矿工业电视系统 目目 录录 一、总述一、总述..........................................................................................................................................................4 二、井上二、井上/下光纤工业电视系统下光纤工业电视系统.....................................................................................................................6 2.1. 概述 ......................................................................................................................................................6 2.2. 光纤工业电视系统组成 ......................................................................................................................6 2.2.1．井下部分......................................................................................................................................6 2.2.2．地面部分......................................................................................................................................6 2.2.3．调度室部分..................................................................................................................................6 2.2.4．领导办公室部分..........................................................................................................................7 2.3.光纤工业电视系统技术特点................................................................................................................7 2.4.光纤工业电视系统技术指标................................................................................................................7 2.4.1．井下图像指标..............................................................................................................................7 2.4.2．云台指标......................................................................................................................................8 2.4.3．光缆指标......................................................................................................................................8 2.4.4．KD6002摄像仪指标....................................................................................................................8 2.4.5．SGJ-5视频光接收机指标...........................................................................................................8 2.4.6．JQ解码驱动器指标....................................................................................................................9 2.4.7．彩色CCD.....................................................................................................................................9 2.4.8．自动光圈镜头..............................................................................................................................9 2.4.9．KDW32防爆电源......................................................................................................................10 2.5. 网络视频服务器系统 ........................................................................................................................10 2.5.1．技术指标....................................................................................................................................10 2.5.2．主要功能....................................................................................................................................11 2.5.3．系统结构....................................................................................................................................11 2.5.5．系统的优缺点............................................................................................................................14 2.6. KJ28 系统各种证书及获奖情况........................................................................................................15 三、调度室大屏幕投影系统三、调度室大屏幕投影系统........................................................................................................................19 3.1．大屏幕投影概述...............................................................................................................................19 3.2．大屏幕投影特点...............................................................................................................................19 3.3．系统结构...........................................................................................................................................19 3.4．大屏幕系统结构图...........................................................................................................................20 3.4.1 大屏幕系统结构总图..................................................................................................................20 3.4.2 大屏幕系统平面尺寸图..............................................................................................................21 3.4.3 大屏幕系统侧面尺寸图..............................................................................................................21 3.5 系统组成及功能说明........................................................................................................................22 3.6 LUMENS DP5067 投影单元 ............................................................................................................22 3.6.1 DLP数字光处理技术................................................................................................................22 3.6.2 LUMENS背投显示单元特点....................................................................................................23 同煤大唐塔山煤矿工业电视系统 3.6.3 内置图像处理技术......................................................................................................................27 3.6.4 可靠工业的设计..........................................................................................................................28 3.6.5 极低使用成本..............................................................................................................................28 3.6.6 DP5067单元技术参数..............................................................................................................28 3.7 LUMENS DC-3000 图像处理器.......................................................................................................29 3.7.1 LUMENS DC-3000图像处理器特点......................................................................................30 3.8.2 LUMENS DC-3000技术参数..................................................................................................31 3.9 LED 显示屏.......................................................................................................................................32 3.9.1 LED电子显示屏结构................................................................................................................33 3.9.2 显示屏功能..................................................................................................................................33 3.10 煤矿智能综合调度系统获奖及大屏幕投影系统应用情况.......................................................33 四、设备清单四、设备清单................................................................................................................................................36 附件附件 1调度室设备安装布置图调度室设备安装布置图.................................................................................................................38 附件附件 2技术支持和服务技术支持和服务.............................................................................................................................39 2.1 安装服务 .............................................................................................................................................39 2.2 保质期内服务 .....................................................................................................................................39 2.3 保质期后的服务 .................................................................................................................................40 同煤大唐塔山煤矿工业电视系统 一、一、总述总述 中国矿业大学是教育部直属的全国重点大学，是全国首批具有博士、硕士 授予权并有权审定教授与副教授任职资格、自批增列博士生导师的高校，也是国 家“211 工程”首批重点建设的高校之一。学校拥有 5 个具有博士硕士整体授予 权的一级学科、7 个“长江学者奖励计划特聘教授”岗位、9 个博士后科研流动 站、31 个博士点、70 个硕士点、7 个国家重点学科、8 个省部重点学科。 中国矿业大学信息与电气工程学院，拥有 2 个博士后科研流动站、3 个博士 点、9 个硕士点、1 个工程硕士点、1 个国家重点学科、1 个省重点学科、1 个部 重点实验室和 1 个省级教学实验中心。学院 1995 年以来获得省部级以上科技进 步奖 50 多项，目前承担各类科研项目 100 多项，其中包括国家自然科学基金项 目 4 项、国家技术创新项目 2 项、国家“十五”攻关项目 2 项、国家“863”项 目 1 项等。 徐州中矿大华洋通信设备有限公司是原徐州中国矿大华洋通信设备厂按照 现代企业制度改制而成，是集科研开发、生产经营、工程安装服务于一体的江苏 省高新技术企业。企业依托国家重点大学中国矿业大学的人才、技术优势，加 强与企业集团的横向合作，不断开发、生产多项具有自主知识产权的品牌产品， 企业产品长期保持行业内技术上的领先地位。 徐州中矿大华洋通信设备有限公司被评定为江苏省高新技术企业江苏省高新技术企业，通过 ISO90012000 质量管理体系质量管理体系。2002 年获得国家科技部“科技型中小企业技术创科技型中小企业技术创 新基金新基金”无偿资助项目，项目名称为KJ82 矿井多媒体综合业务数字网络系统矿井多媒体综合业务数字网络系统, 立项代码02C26213200056。2003 年煤矿智能综合调度系统煤矿智能综合调度系统获中国煤炭工业获中国煤炭工业 科学技术一等奖科学技术一等奖。 全厂有一支由教授、副教授、博士、硕士研究生组成的 40 多人的科研队伍， 长期从事自动化、通信工程、计算机等领域的研究开发工作，在光纤通信、计算 机网络、企业信息化、矿井综合自动化、矿井安全监测监控及生产调度指挥系统 等的研究与应用，位居全国前列，获得多项省部级科技成果奖。经过十多年的发 展，在吸收、消化、引进技术的同时，加强科技攻关，先后开发、研制、生产了 KJ28 煤矿井上/下光纤工业电视系统、煤矿智能综合调度系统、KJ82 矿井多媒体 综合业务数字网络系统等煤矿信息化、自动化软硬件主导产品和系统集成工程， 同煤大唐塔山煤矿工业电视系统 广泛应用于全国 100 多个大中型煤矿及企事业单位，质量、信誉获得广大用户的 高度评价。 煤矿智能综合调度系统属于煤矿电子与通讯技术应用领域，是跟据我国煤矿 企业的实际需求研究开发的，特别适合于环境恶劣的煤矿条件使用。到目前为止， 不同配置的调度系统已应用于全国 80 多个矿井，受到用户的一致好评，取得了 明显的经济效益和社会效益。 煤矿智能综合调度系统主要由煤矿光纤工业电视子系统、数字式视频监控 子系统、数字式大屏幕投影子系统、LED 电子显示屏子系统及综合调度信息查询 子系统等组成。 煤矿光纤工业电视子系统、数字视频监控子系统主要由矿用本安型光纤摄 像仪、地面光纤摄像仪、矿用本安型视频光端机、数据光端机、防爆电源、矿用 阻燃光缆及视频矩阵切换器、视频服务器等构成，在多媒体计算机网络系统统一 协调下，完成生产调度管理信息的收集、传输处理，达到信息资源共享。 LED 显示屏子系统和大屏幕投影墙子系统主要由计算机、显示屏、投影墙 及显示控制系统等构成。LED 电子屏用来显示各类生产调度报表、矿领导值班内 容、安全生产天数、产量、年月日时间等；大屏幕投影墙用来显示监测、监控系 统的数据图形、工业电视图像、闭路电视信号等。 综合调度信息查询子系统，引入组态技术，自行开发了组态软件，用户可 根据实际需要快捷地调整系统或修改系统功能，增加了系统的通用性、方便性和 灵活性。建立了公共信息服务系统和 Web 综合调度信息浏览系统，便于领导和 有关部门及时查询浏览信息。 根据塔山矿的实际情况和要求，为塔山矿设计了智能综合调度指挥系统由 以下几个部分组成 1．井上/下光纤工业电视系统 2．调度室大屏幕投影系统 同煤大唐塔山煤矿工业电视系统 二、二、井上井上/下光纤工业电视系统下光纤工业电视系统 2.1. 概概述述 根据塔山矿的实际需要，我们设计井下、地面共计安装24套摄像仪。其中 16套井下摄像仪为矿用本安型摄像仪，图像信号采用矿用阻燃光缆直接传输到地 面调度室。地面安装8套全方位彩色摄像仪，可以完成上、下、左、右、推远、 拉近、焦距、焦距-、光圈大、光圈小、雨刷、加热、风扇的控制，镜头采用15 倍镜头。图像信号采用光缆传输到地面调度室。 2.2. 光光纤纤工工业业电电视视系系统统组组成成 塔山矿光纤工业电视系统由井下部分、地面部分、调度室部分和领导办公 室部分组成。 2.2.1．井下部分．井下部分 塔山矿光纤工业电视系统井下部分共计安装KD6002矿用本安型光纤摄像仪 16套。 井下摄像仪全部采用KD6002矿用本安型光纤摄像仪，防爆合格证号为 2974002，国家专利号为ZL93 2 36367.9。隔爆兼本安电源为KDW32，防爆合格 证号2042120。全部图像由摄像仪直接输出光信号通过光缆无中继传送到矿调 度室。 具体安装位置如下1、皮带机头，1070皮带机头，1070二部皮带机头，中 央变电所，主井皮带机头；2、一盘区皮带机头，一盘区掘进机头，一盘区综采 工作面；3、二盘区皮带机头，二盘区1掘进机头，二盘区1掘进机头，二盘区 综采工作面；4、三盘区皮带机头，三盘区掘进机头，三盘区综采工作面等。 2.2.2．地面部分．地面部分 塔山矿调度室光纤工业电视系统地面部分共计安装8套全方位彩色摄像仪。 具体安装位置如下工业广场、大门口、副井口、停车场、2个办公楼、料 场及媒场。 同煤大唐塔山煤矿工业电视系统 1.1.12.2.3．调度室部分．调度室部分 塔山矿调度室共计安装18台29彩色电视机用来实时显示井上井下的工业电 视图像。井上、井下工业电视图像信号通过光缆传送到矿调度室的16台SGJ-5视 频光接收机，视频光接收机将光信号转换成电信号，最终全部图像送到矿调度室 的GDK－4E视频矩阵集中分配器上，在调度室内实现对井上、井下主要生产设备 及关键岗位的实时图像监视，有利于矿领导及调度人员实时、直观、快捷地了解 一线生产状况，对科学调度、安全指挥生产具有特别重要的意义。 1.1.12.2.4．领导办公室部分．领导办公室部分 全部图像通过网络数字视频服务器送到领导办公室终端上，通过授权在每 一个领导办公室终端上，可以实现定点观看，24路全部观看或选择观看全部图像 中的任何一幅画面，有利于矿领导及时了解煤矿井下、井上的安全生产状况。 2.3.光光纤纤工工业业电电视视系系统统技技术术特特点点 建立适合于煤矿安全生产的光纤工业电视图像，解决了电缆传输所带来 的电磁干扰严重、误码率高等问题。 频带宽、本质安全。 光缆在重量轻、损耗低、耐水火、抗拉强度好，特别适合煤矿比较复杂 的地质环境条件。 井下设备有防爆产品合格证。 光纤传输井上/下视频信号，图像清晰效果好。 光纤传输数据速率高，不受电磁干扰。 在领导办公室计算机网络终端实现图像资源共享，不受网络终端的限制， 操作简单。 切换控制灵活，操作方便可靠、接口兼容、界面友好、易于学习。 2.4.光光纤纤工工业业电电视视系系统统技技术术指指标标 1.1.12.4.1．井下图像指标．井下图像指标 最低照度 0.02Lux 同煤大唐塔山煤矿工业电视系统 清 晰 度 优于480TV线 灰 度 优于7级 带 宽 10Hz6MHz 输入、输出电平 VP-P2V（75不平衡） 波 长 1.31um，1.55um 灵 敏 度 -35dB 1.1.12.4.2．云台指标．云台指标 最大负重 22Kg 水平转速 6/S 上下转速 3/S 左右范围 175 上下范围 45 绝缘电阻 10M 噪 音 不大于50dB 1.1.12.4.3．光缆指标．光缆指标 最大抗压力 2500N/10CM 最大抗拉力 1500N 护套材料 阻燃PVC 弯曲半径 140mm 光缆外径 13或14mm 信号衰减 0.7dB 光缆模式 单模 光缆类型 GI50/125梯度型 1.1.12.4.4．．KD6002 摄像仪指标摄像仪指标 CCD工作电压 DC12V CCD工作电流 180mA 同煤大唐塔山煤矿工业电视系统 CCD功 耗 2.0W 发光管类型 CJLED 尾纤类型 多模50/125 镜头接口 C型 1.1.12.4.5．．SGJ-5 视频光接收机指标视频光接收机指标 光探测器 PIN-FET 接收灵敏度 -35dB 传输速率 DC2Mb/s 工作温度 -10C40C 电源输入 AC200V10％，50Hz 1.1.12.4.6．．JQ 解码驱动器指标解码驱动器指标 通信方式 RS485 通信速率1200bit/s 动作控制 12个 驱动能力 AC220V 0.2A 误码率 10-9 功 耗 3W 电 源 AC220V 10％ 50Hz 1.1.12.4.7．彩色．彩色 CCD 摄像器件 752水平 582垂直行间变换CCD 扫描面积 4.9mm 水平 3.7mm 垂直 扫描方式 21隔行扫描 扫 描 625行/50场/25帧 水 平 15.625KHz 垂 直 50Hz 水平析像 480行 同煤大唐塔山煤矿工业电视系统 视频输出 1.0VP-PPAL复合,75/BNC接头 信 噪 比 50分贝 电子亮度控制 可变快门速度在1/50秒---1/15600秒之间 最小照度 0.9勒,F0.75；3勒,F1.4 增益控制AGC选择 白色平衡 ATW 1.1.12.4.8．自动光圈镜头．自动光圈镜头 成像面积 1/2 水平视角107.6--22.1 垂直视角88.6--17.0 镜头接口 C或CS 驱动方式 DC或Video 摄像距离 0.2m-60m 1.1.12.4.9．．KDW32 防爆电源防爆电源 输入电压 AC127V 输出电压DC12V 输出电流 1000mA 输出纹波电压 小于70mvAC 防爆合格证号 2042120 2.5. 网网络络视视频频服服务务器器系系统统 HXDVS-16数字网络视频系统是基于Windows2000操作平台，采用先进的图 像压缩算法并与网络技术有机结合，构成一套多功能的数字网络视频系统。 硬件我们采用P4中心处理器的计算机和优质板卡，以保征系统长时间的稳 定运行。 本系统采用通道方式，确保每路的图像均为25帧/秒，是真正能够取代传统 的数字网络视频服务器。强大的网络传输功能，为图像传输创造了有利条件，可 同煤大唐塔山煤矿工业电视系统 满足用户不同的要求。 1.1.12.5.1．技术指标．技术指标 视频输入标准 NTSC/PAL可选 视频输入路数 1～16路可选 压缩算法 H.264 视频回放 采用通道方式，每路均为25帧/秒 采集分辨率 标准CIF标准（352288） 单路存储空间 视要求每小时40M-300M可调 硬盘容量 视需要增加IDE扩展卡进行硬盘扩充 操作界面 基于Windows2000的中文友好界面，中文提示 显示分辨率 1024768 画面分割 1、4、9、16分屏 1.1.12.5.2．主要功能．主要功能 查询方式 日期、时间、通道 显示方式 单路、多路；帧播；满屏放大 多任务方式 监视、远程传输 密码操作 系统设置及功能操作均需密码验证 网络传输 局域网 图像捕捉和打印 捕捉的任一单帧图像均可打印 磁盘管理 自动换区、自动清理 1.1.12.5.3．系统结构．系统结构 矿内的工业电视联网采用数字化传输方式，利用已有的计算机网络，避免 了重复布线，减少了投资。 系统的结构如下图所示。 同煤大唐塔山煤矿工业电视系统 图图 数字监控系统结构图数字监控系统结构图 系统的关键设备为网络视频服务器，我们选用HXDVS。HXDVS视频服务器 具有容量大、流量高、价格低、维护方便的特点，可单机工作，也可多机互连构 成大型视频中心。 通道传输设备要根据通信通道选取，这里用到的是企业内部的局域网 （LAN）及矿井多媒体综合业务数字网络，该局域网上的设备（网络中的路由器、 交换机等）要支持多播通信，同时为了获得较为满意的图像质量，网络的带宽建 议在100Mbps以上。 视频服务器直接连到矿级子网上，每台视频服务器提供多路视频输入，可 以在PAL或 NTSC视频系统上使用。 HXDVS视频服务器包括服务器端程序和客户端程序。它提供了友好的用户 界面。也可选用WEB方式浏览。使用一个标准的客户端软件或IE浏览器，您可以 直接浏览服务器端任何一个视频输入端的图像。 视频服务器负责数字视频的压缩，网络视频流的管理以及用户的授权管理 同煤大唐塔山煤矿工业电视系统 等，操作界面如下图所示，主要完成的功能有 图图 视频服务器主界面（视频服务器主界面（1616 路显示）路显示） 压缩功能压缩功能由于视频数字化后，数据量很大，利用成熟的压缩技术，将视 频数据在满足技术指标要求的条件下进行压缩，满足存储和传输需要。 显示功能显示功能将压缩后的视频图像在显示器上回显，并可适当调节各路视频 的对比度、明亮度、色度和饱和度，各路互不干扰，相互独立；支持一、四、九、 十六多种形式的视频显示界面，并可任意切换显示方式。 存储功能存储功能采用高速、大容量硬盘作为存储介质，完成硬盘录像功能；支 持动态录像、手动录像和定时录像三种录像方式，并支持单帧图像的捕获存储。 管理功能管理功能为了安全起见，支持用户的权限管理、密码操作；同时可根据 录像的时间以及视频源进行检索、回放，自动硬盘存储管理等。 网络功能网络功能采用多播通信方式，支持实时的网络视频传输。 控制功能控制功能支持服务器用户以及客户端用户对远端摄像头（聚焦，光圈、 同煤大唐塔山煤矿工业电视系统 雨刷等）和云台（上、下、左、右等）的控制。 回放功能回放功能对存储在硬盘的视频图像进行回放，支持加速、减速、放大、 缩小、单帧步进、暂停等功能。界面如下图所示。 图图 视频服务器检索回放界面视频服务器检索回放界面 数字化视频监控终端（客户端）采用了 C/S（Client/Server）和 B/S（Browse/Server）两种结构，采用 C/S 结构的系统，只需安装一个客户端软 件，即可完成客户端的功能；采用 B/S 结构的系统只需访问服务器端特定的网页 即可完成各项功能。客户端实现的功能主要有 实时浏览实时浏览客户端也可选择一、四、九、十六多种显示界面对服务器传出 的视频图像进行实时浏览。 控制功能控制功能向服务器端提交用户名和密码，进行相应权限的远端控制功能， 主要是云台的控制功能。 同煤大唐塔山煤矿工业电视系统 B/S 模式客户端操作界面（模式客户端操作界面（16 画面）画面） 1.1.12.5.5．系统的优缺点．系统的优缺点 在传输时，采用组播方式，客户端可对现场云台进行控制，系统使用、维护 简单。但是，实际应用中，由于煤炭行业企业内部网组建的结构不同，设备不同， 因此带宽也不同。在带宽不足，或网络流量较大时，在局域网上同时传输多路的 视频图像就有些力不从心，这样客户端的视频图像质量就会随之下降，并出现动 画现象甚至中断图像显示，同时，如果同时传输的图像较多，会导致视频数据量 太大，造成对计算机网络正常通讯的冲击。 2.6. KJ28 系系统统各各种种证证书书及及获获奖奖情情况况 同煤大唐塔山煤矿工业电视系统 ““KJ28 煤矿井上煤矿井上/下光纤工业电视系统下光纤工业电视系统””煤安标志煤安标志 同煤大唐塔山煤矿工业电视系统
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