一、项目背景
煤矿井下绞车提升斜坡坡度大，运输距离长，易发生跑车事故或掉道事故，绞车司机对巷道运行的车辆状态及巷道中是否有行人、斜巷各车场的甩车道岔及车场入口处的人员情况不甚了解。目前传统的视频控制装置只是采用对固定区段安装监控摄像头的方式进行有线传输控制。只能对绞车沿途的重要位置，如井底上下车场、各甩道、岔道和跑车防护装置等处进行实时定点的视频监控，不能对斜坡提升全程进行监控。
二、研究内容
1.组成及功能
该系统由矿用隔爆型机车显示器、矿用隔爆型摄像仪（矿用隔爆型无线车载摄像头）及无线网桥组成。
矿用隔爆型显示器作为系统终端，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、具备定时开关机及无信号自动待机功能。
矿用隔爆型摄像仪是系统的前端装置，将现场情况转换成视频模式。具有高质量图像，摄像机可以根据输入光线的强弱在彩色和黑白之间切换；其中内置有数字式移动检测和超级动态功能，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；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。
无线网桥是中间装置，将矿用隔爆型摄像仪形成的视频信号通过增益后无线传输到系统终端显示器上。为矿用本质安全型产品。供电电压DC:110V、DC:12V；监测距离：>100（m），额定工作电流: ≤500mA； 采用DSSS/OFDM射频方式；内置双极化、天线增益功能，使传输信号不衰减。
2.工作原理
（1）安装位置
无线车载摄像头卡在斜坡提升中的列车头尾矿车的上端沿处，如图1所示。
图1 无线车载摄像头安装示意图
无线网桥安装在斜坡巷道的巷帮上，间距不大于100m，数量由斜坡长度而定。矿用隔爆型显示器安装在绞车房内绞车司机易观察的地点或与操作台并列安装均可。
（2）工作原理
利用安装在矿车两端的矿用隔爆型无线车载摄像头将矿车运行的图像传输给安装在巷道内的无线网桥，通过无线网桥将画面传达到安装在绞车房内的矿用隔爆型显示器上，整个流程如图2所示。
图2 无线视频监控系统流程示意图
3.技术改进
因单个无线网桥接收距离不大于100m，斜坡长度较长时要安设多个无线网桥接力才能将信号传输到显示屏上，且会出现多个画面分屏显示的情况。技术人员对装置系统进行了技术改进。首先把无线网桥传输的画面传送到绞车控制系统的寄存器内，设置继电器控制无线网桥发回到寄存器的视频信号；然后在绞车PLC程序设置中，在IN段输入所需范围值（无线网桥的接收信号能力值）后接入一个继电器，在OUT段输入另一个继电器并设置好所需范围值，数量与整个斜坡安设的无线网桥相同；由于每段只有一个继电器动作输出，系统寄存器就只能输入一路视频信号到显示屏，因此通过PLC程序检测到矿车运行到斜坡某段就只能输入这一段的视频信号到显示屏；从而实现显示器只显示一个画面，同时也保证了视频传输信号的质量。
4.系统特点
（1）实用性
无线视频监控系统在斜坡中的运用能够使绞车司机看到列车运行的动态情况，并根据实际情况对绞车做出正确的操作，真正实现了斜坡“行人不行车，行车不行人”的安全目标。因采用无线传输，减少了有线传输缆线中的信号衰减，传输质量高；也取消了线缆的巷道安设和日常维护工作。
（2）先进性
无线传输的视频监控系统采用无线数字网桥信号传输方式，以高速数据处理能力进行视频采集和处理；能够利用显示器的高分辨率大大提高了图像质量，同时具有抗干扰性强，不易失真，传输无延时等优点，避免斜坡提升事故发生。同时摄像仪的电源采用高容量可充放电镍氢电池，能持续工作10小时，以保证正常生产需要。
三、应用效果
通过无线视频监控系统在多个矿井斜坡提升中的成功应用情况来看，其性能可靠稳定，效果显著。
无线视频监控系统和绞车PLC装置、斜坡防跑车装置、斜坡司控道岔等配合构成联动机制，实现与绞车联动的功能。绞车司机在绞车房内可通过无线视频监控在显示屏上实时观察斜坡运行车辆运行和警戒范围内的人员情况，选择准确的操作方式，提高了斜坡安全运输的可靠性。通过井下工业以太网将视频信号传输至地面，可以实现井下斜坡的远程监控。该成果可在斜坡提升矿井中广泛推广应用。
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