視頻指揮調(diào)度系統(tǒng)在汾西煤礦的應(yīng)用分析
2010/11/17
為預(yù)防一些惡性事故的發(fā)生，煤礦企業(yè)建設(shè)一個綜合的應(yīng)急視頻指揮調(diào)度平臺是確保安全生產(chǎn)的必然條件，也是實現(xiàn)綜合治理方針的必要工具。本文從視頻指揮調(diào)度系統(tǒng)在汾西煤礦中的應(yīng)用來分析其特點和優(yōu)勢。
項目建設(shè)背景
國內(nèi)煤炭企業(yè)生產(chǎn)效率低，環(huán)境污染較嚴(yán)重，安全事故較多;勘探開發(fā)秩序比較混亂，礦區(qū)缺少統(tǒng)籌規(guī)劃，越界開采等情況時有發(fā)生�！笆濉逼陂g，國家計劃用三年時間，通過兼并重組減少煤炭企業(yè)數(shù)量煤炭，增加煤炭企業(yè)平均生產(chǎn)量，提高煤炭資源回收率，技術(shù)水平明顯提升，環(huán)境保護和治理能力加強。小煤礦的整頓，一方面為煤炭大集團提供了跨越發(fā)展的契機;另一方面，提高了煤炭行業(yè)的集中度，有利于行業(yè)長遠(yuǎn)有序的發(fā)展。伴隨著煤炭業(yè)內(nèi)部的重組整合，行業(yè)內(nèi)的安全生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)也要得到全面的升級，以達到相互兼容，資源共享，全面提升煤礦安全生產(chǎn)的水平和管理效率。
目前視頻指揮調(diào)度系統(tǒng)在煤炭行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，完全實現(xiàn)日常生產(chǎn)調(diào)度與應(yīng)急指揮調(diào)度的整合，有線通信與無線通信的整合，視頻應(yīng)用與語音呼叫的整合，不同品牌產(chǎn)品之間的整合，并與構(gòu)建成與智能聯(lián)動報警與一體的綜合性解決方案。
汾西礦業(yè)集團營運公司采用視頻指揮調(diào)度系統(tǒng)搭對其通信系統(tǒng)進行升級改造，通過該平臺不僅可實現(xiàn)營運公司對下屬各煤廠的秤房、煤道、倉儲等地的實時監(jiān)控圖像集中上傳管理，對各煤廠的煤運情況進行實時音視頻雙向指揮調(diào)度，還可以兼容旗下收購的煤礦已建設(shè)的不同廠家的通信系統(tǒng)平臺，同時可召開企業(yè)日常的管理工作的視頻會議，并通過該平臺兼容形成了集團大規(guī)模應(yīng)急視頻通信平臺，真正達到資源共享、同一管理。
汾西煤礦視頻指揮調(diào)度的建設(shè)目標(biāo)
本次方案內(nèi)的營運公司綜合視頻指揮調(diào)度系統(tǒng)體系是由營運公司指揮調(diào)度中心和下屬各煤廠的調(diào)度室這兩級構(gòu)成，營運公司指揮調(diào)度中心負(fù)責(zé)對各煤廠調(diào)度室進行調(diào)度，并實現(xiàn)對遠(yuǎn)程煤廠各個區(qū)域的監(jiān)控，煤廠調(diào)度室內(nèi)可以實現(xiàn)對本煤廠的日常生產(chǎn)調(diào)度和應(yīng)急指揮調(diào)度。集團指揮中心所發(fā)布的工作指示能夠在第一時間下達給指定單位，在突發(fā)事件的情況下，上級單位也能夠針對現(xiàn)場狀況，實時插入到下級的指揮工作中，為應(yīng)急救援提供更加強有力的決策支持。
通過系統(tǒng)級聯(lián)擴展，日后可升級到整個礦業(yè)集團的視頻指揮調(diào)度平臺的建設(shè)應(yīng)用�？筛鶕�(jù)集團規(guī)模的擴展需求，隨時增加指揮調(diào)度點、監(jiān)控點，還可以兼容不同廠家的通信系統(tǒng)平臺，并可以與市、省應(yīng)急指揮中心互通，進行系統(tǒng)大規(guī)模指揮平臺。系統(tǒng)還可以在擴建的時候通過增加系統(tǒng)模塊實現(xiàn)與現(xiàn)有電話語音系統(tǒng)平臺的互聯(lián)互通，做到真正的綜合通信平臺。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與方案部署
根據(jù)汾西煤礦的整體結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境對該系統(tǒng)進行整體部署，系統(tǒng)共分為營運公司指揮調(diào)度中心子系統(tǒng)、煤廠調(diào)度室子系統(tǒng)、監(jiān)控現(xiàn)場子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)部署在汾西礦業(yè)的不同位置，完成不同的功能。
系統(tǒng)中交換控制設(shè)備為整個系統(tǒng)的核心設(shè)備，一般布置在網(wǎng)絡(luò)中心機房，進行統(tǒng)一管理;營運公司指揮調(diào)度中心子系統(tǒng)布置在總部的指揮中心，具有最高的級別和權(quán)限，可以對集團內(nèi)部所有煤廠調(diào)度室進行指揮調(diào)度;領(lǐng)導(dǎo)辦公室布置在集團其它各部門，完成對煤廠各處的現(xiàn)場圖像的瀏覽功能;二級指揮調(diào)度中心子系統(tǒng)布置在下屬各煤廠的調(diào)度室，負(fù)責(zé)對該煤廠的實際工作現(xiàn)場的指揮調(diào)度;監(jiān)控現(xiàn)場子系統(tǒng)布置在煤廠的秤房、軌道房、煤廠、倉儲等處的現(xiàn)場，負(fù)責(zé)將現(xiàn)場的信息采集上傳到相應(yīng)的各指揮中心，供上級決策使用。
營運公司指揮調(diào)度中心子系統(tǒng)
營運公司指揮調(diào)度中心子系統(tǒng)布置在企業(yè)總部指揮大廳和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備機房中，是系統(tǒng)的核心，該指揮中心擁有最高的級別和權(quán)限，可以任意指揮下屬的任何煤廠和單位。
營運公司指揮調(diào)度中心子系統(tǒng)由交換控制設(shè)備、用戶終端設(shè)備及音視頻輸入輸出設(shè)備等組成。
交換控制設(shè)備包括核心綜合視頻交換機、流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器、視頻錄像服務(wù)器。核心綜合視頻交換機主要負(fù)責(zé)來自下級的多個綜合視頻交換機的級聯(lián)，并能夠?qū)崿F(xiàn)對整個系統(tǒng)的信令控制、指揮調(diào)度等業(yè)務(wù)的控制;流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器主要負(fù)責(zé)局域網(wǎng)內(nèi)所有音視頻數(shù)據(jù)流的轉(zhuǎn)發(fā);錄像服務(wù)器主要負(fù)責(zé)局域網(wǎng)內(nèi)煤廠調(diào)度室，指揮終端、監(jiān)控前端的實時錄像、指揮調(diào)度過程的錄像及錄像文件的播放。
用戶終端設(shè)備包括網(wǎng)絡(luò)視頻矩陣、多分屏解碼器、指揮調(diào)度終端。主要作用是：實現(xiàn)終端雙向、單向音視頻編解碼，提供用戶數(shù)據(jù)交互和功能操作界面，實現(xiàn)視頻指揮、遠(yuǎn)程視頻瀏覽、電視墻顯示等功能。
煤廠調(diào)度室子系統(tǒng)
煤廠調(diào)度室子系統(tǒng)布置在各個煤廠的機房以及調(diào)度室內(nèi)，該系統(tǒng)擁有二級指揮中心的級別和權(quán)限，可以對其管轄范圍內(nèi)的煤廠現(xiàn)場和其他部門進行指揮調(diào)度，接受營運公司指揮調(diào)度中心的指揮調(diào)度等。
煤廠調(diào)度室子系統(tǒng)由用戶終端設(shè)備及音視頻輸入輸出設(shè)備等組成。根據(jù)本次項目的需求，還將配備二級的綜合視頻交換機設(shè)備(內(nèi)嵌流媒體轉(zhuǎn)發(fā)模塊)在煤廠的機房內(nèi)，這樣實現(xiàn)煤廠內(nèi)系統(tǒng)的獨立運行能力，用戶終端設(shè)備包括指揮調(diào)度終端。主要作用是：實現(xiàn)終端雙向、單向音視頻編解碼，提供用戶數(shù)據(jù)交互和功能操作界面，實現(xiàn)視頻指揮、遠(yuǎn)程視頻瀏覽等功能。音視頻輸入輸出設(shè)備包括一體化攝像機、高保真音響系統(tǒng)、大屏幕電視等。根據(jù)實際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境要求實現(xiàn)視頻錄放像。根據(jù)需要可增加網(wǎng)絡(luò)視頻矩陣與電視墻、大屏幕系統(tǒng)配合使用。
監(jiān)控現(xiàn)場子系統(tǒng)
監(jiān)控現(xiàn)場子系統(tǒng)布置在秤房、軌道房、煤廠、倉儲等重要位置，負(fù)責(zé)將現(xiàn)場的圖像及時上傳到營運公司的指揮調(diào)度中心以及本煤廠的調(diào)度室，接受指揮調(diào)度。監(jiān)控現(xiàn)場子系統(tǒng)包括監(jiān)控音視頻采集設(shè)備、音視頻編碼壓縮設(shè)備、控制設(shè)備組成。音視頻采集設(shè)備包括攝像機、拾音器、揚聲器。音視頻編碼壓縮設(shè)備包括數(shù)字硬盤錄像機、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器�？刂圃O(shè)備包括云臺、云臺解碼器、云臺護罩。
其它通訊系統(tǒng)接入
目前，企業(yè)已經(jīng)建設(shè)了一些基于視頻、音頻的通訊系統(tǒng)，但各系統(tǒng)之間彼此獨立，信息資源不能共享，給企業(yè)的應(yīng)急工作帶來了極大的不便，為了提高系統(tǒng)的工作效率，便于應(yīng)急指揮工作的進行，擴大通訊的范圍，可以將已經(jīng)建設(shè)的通訊系統(tǒng)，如視頻監(jiān)控系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)、電話系統(tǒng)等接入綜合應(yīng)急視頻指揮調(diào)度系統(tǒng)中，進行統(tǒng)一指揮調(diào)度。
系統(tǒng)建設(shè)原則
綜合應(yīng)急視頻指揮調(diào)度系統(tǒng)是煤礦信息化建設(shè)的重要部分，考慮到煤礦業(yè)務(wù)的需求不同，在系統(tǒng)設(shè)計上要和煤礦進行充分溝通，確保系統(tǒng)建成真正滿足煤礦的應(yīng)急指揮調(diào)度。
系統(tǒng)采用先進、成熟的音視頻編碼技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，核心技術(shù)具有多項國家專利，視頻編碼采用先進的MPEG.4/H.264標(biāo)準(zhǔn)，壓縮比高、圖像質(zhì)量好、容錯能力強、網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性強。系統(tǒng)軟件設(shè)計采用C/S架構(gòu)，穩(wěn)定性好，監(jiān)控前端采用嵌入式設(shè)計，采用專用芯片，結(jié)構(gòu)緊湊、功耗低、可靠性高，能夠適應(yīng)各種惡劣環(huán)境。
系統(tǒng)的核心設(shè)備和主要設(shè)備由公司自主研制生產(chǎn)，核心系統(tǒng)軟件全部為自有知識產(chǎn)權(quán)，有效地控制產(chǎn)品成本，并可兼容多種音視頻相關(guān)外圍設(shè)備，充分保護用戶投資，使系統(tǒng)建設(shè)成本大大降低。分布式結(jié)構(gòu)設(shè)計，使得核心設(shè)備綜合視頻交換機具有大容量的處理能力并支持級聯(lián)，方便系統(tǒng)容量的平滑擴展;業(yè)務(wù)功能采用模塊化設(shè)計，可以根據(jù)用戶需求，方便地與可選的增強功能系統(tǒng)進行集成，拓展系統(tǒng)功能。
對已經(jīng)安裝的部分視頻監(jiān)控系統(tǒng)，視頻會議系統(tǒng)、小靈通電話系統(tǒng)，借助綜合應(yīng)急視頻指揮調(diào)度系統(tǒng)強大的兼容性，可以將原有系統(tǒng)接入新建的企業(yè)綜合視頻指揮調(diào)度系統(tǒng)，統(tǒng)一管理、統(tǒng)一應(yīng)用。
綜合視頻指揮系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性受多方面影響，建議有條件的建設(shè)單位，為指揮系統(tǒng)劃設(shè)VLAN，并在網(wǎng)絡(luò)交換機上設(shè)定QoS機制。如果建設(shè)規(guī)模較大，可以配置多臺綜合視頻交換機分布實施處理。為提高可靠性，可采用雙機熱備份方式。現(xiàn)場監(jiān)控前端設(shè)備采用嵌入式設(shè)計，系統(tǒng)的接入外設(shè)(攝像機、云臺、各類防護罩、傳感器、報警設(shè)備)等應(yīng)選擇質(zhì)量較好的品牌設(shè)備，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
方案中值得關(guān)注的技術(shù)亮點
整合已建模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)
在“不破壞、不改變原有已建監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)”的原則下，可以無縫兼容主流廠家各品牌的矩陣等系統(tǒng)控制設(shè)備，只需增加視頻分配器設(shè)備，即可將原有模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)平滑接入到大型多級視頻指揮調(diào)度系統(tǒng)中。
整合已建視頻會議系統(tǒng)
目前各單位已有采用H.323架構(gòu)視頻會議系統(tǒng)，視頻指揮調(diào)度系統(tǒng)通過 H.323互通網(wǎng)關(guān)與已有H.323視頻會議系統(tǒng)互連互通�；ネňW(wǎng)關(guān)的一側(cè)實現(xiàn)指揮終端功能;另一側(cè)實現(xiàn)H.323標(biāo)準(zhǔn)會議終端功能，可以作為主叫或被叫加入H.323視頻會議系統(tǒng)。指揮終端側(cè)接收系統(tǒng)的視頻流，并轉(zhuǎn)發(fā)給H.323標(biāo)準(zhǔn)會議終端側(cè)，作為其輸入視頻流，供H.323視頻會議系統(tǒng)中的其它終端調(diào)用。H.323標(biāo)準(zhǔn)會議終端側(cè)接收H.323視頻會議系統(tǒng)的視頻流，并轉(zhuǎn)發(fā)給指揮終端側(cè)，作為其輸入視頻流，供系統(tǒng)中的其它終端調(diào)用。
整合數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)
在“不破壞、不改變原有已建監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)”的原則下，通過設(shè)備代理服務(wù)器集成SDK二次開發(fā)包，將原有數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)無縫接入到大型多級視頻指揮調(diào)度系統(tǒng)中。對于暫時無法實現(xiàn)軟件兼容的產(chǎn)品，可通過增加硬件設(shè)備如視頻分配器，將原有數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)平滑接入到大型多級視頻指揮調(diào)度系統(tǒng)中。當(dāng)前，我國已經(jīng)有越來越多的生產(chǎn)型企業(yè)開始意識到利用視頻通信系統(tǒng)提高自身調(diào)度和安全生產(chǎn)能力的重要性，類似于汾西這樣的大型煤礦企業(yè)紛紛建立監(jiān)控系統(tǒng)進行輔助生產(chǎn)，而部分更加有遠(yuǎn)見，對安全生產(chǎn)調(diào)度需求更加明確，認(rèn)識更加深刻的企業(yè)開始采用視頻指揮調(diào)度的解決方案構(gòu)建指揮平臺。
結(jié)語
可視化指揮調(diào)度系統(tǒng)在各行業(yè)實際應(yīng)用相結(jié)合的過程中已有大量的成功應(yīng)用案例，在軍工、化工、煤礦、煙草制造、機械制造等領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的作用。
國際煤炭網(wǎng)
相關(guān)閱讀: