【摘要】视频智能分析技术在当下各行业中均有应用，对生产与生活的开展有着极大的积极作用。视频智能分析技术有效的结合通信技术、网络技术等相关技术的优势，就煤矿安全生产来讲，能够有效对生产全过程进行可视化监管，进而保障煤矿生产安全，提高煤矿安全管理工作质量，降低煤矿安全事故的发生几率。基于此文章就视频智能分析技术背景下煤矿安全生产可视化系统进行了设计与研究。
【关键词】视频智能分析技术 煤矿安全生产可视化系统 系统设计
煤矿生产工作具有一定的危险性，为保障煤矿生产工作安全，煤矿要不断就安全生产系统进行创新与完善，以实现对煤矿安全生产监管的全方面覆盖。视频智能分析技术伴随科技的发展得到了不断的创新，利用视频智能分析技术开发安全生产可视化系统已经成为当下视频智能技术应用的主要途径。视频智能分析技术在煤矿安全生产可视化系统设计能够有效的增强煤矿生产安全性，优化监控覆盖面，实现煤矿安全生产。
一、系统设计思路与目标
1.1系统设计思路
煤矿生产环境一般含有瓦斯、粉尘等物质，其对煤矿生产安全有着一定的威胁，且煤矿生产管理存在很多管理盲区，容易造成安全事故。为此，有必要建立煤矿安全生产可视化系统，对井下所有作业的区域及危险区域实现无死角视频监控，并且对部分岗位操作工的工序、井下危险区域识别等进行优化与设计，使井下视频智能分析判断功能融合通信技术，完成自动上传报警，实现井下安全生产。
该系统设计内容分为集团级可视化平台建设、矿级可视化平台建设、矿级万兆工业以太网建设、矿级各类摄像头安装等。
1.2设计目标
该系统设计要求符合以下设计目标。
(1)符合安全规程。设计要符合新版《煤矿安全规程》《煤矿安全生产标准化基本要求及评分方法(试行)》基本要求。
(2)实现实时监测。能够实时动态掌握安全生产现场，实现对现场出现的问题及时调度指挥，做到事前预防、过程控制、事后反演。
(3)进行智能分析。通过智能视频检测矿井口进出人员，进行人员流量自动计数；矿内主要通道口自动报警，实时掌握矿内人员信息。实现对异常事件及其过程的实时检测、报警、记录、传输等；可以将在本地发生事件的区域视频图像及报警区域图像自动切换到主监控画面，及时向工作人员传送相关信息；提高处理各种突发事件的反应速度。
(4)提高管理效率。提升矿井安全生产管理效率，各级管理人员可以下载手机可视化APP，实现移动端随时随地在线查看。
二、系统方案与实施
2.1基于管理层面系统设计
从管理者的角度来讲，管理者需要对煤矿生产情况进行细致的分析，在管理层面系统设计中，中心机房采用虚拟化技术，部署可视化系统管理平台、视频存储平台、移动端平台。
管理平台采用分层设计方式，具有多级多域的逻辑结构，实现统一调度和管理。平台选用模块化云平台结构，每个节点要求至少配置2台设备做堆叠(3台及以上可以做集群)。平台可视化平台界面示。
在该平台通过录像回放，能播放保存在平台、本地或者前端设备中的录像文件，方便对发生的事件进行分析定位。同时通过智能视频检测分析图系统，监测矿井口进出人员，进行人员流量自动计数、矿内主要通道口自动报警、实时掌握矿井内人员信息。
平台实现了对异常事件及其过程的实时检测、报警、记录、传输等；可以将在本地发生事件的区域视频图像及报警区域图像自动切换到主监控画面，及时向工作人员传送相关信息；提高处理各种突发事件的反应速度。对井下职工的行为、动作、工序进行预定设置，如果出现与规定不符的情况，系统立即抓拍并报警，提醒该职工存在误操作或者“三违”等情况。
2.2基于矿井安全生产层面系统设计
2.2.1井下部署前端摄像机
前端摄像机采用高清网络摄像机采集视频图像，分辨率要求达到1080 P (1 920 x 1 080)，考虑到井下现场环境，对摄像机光学变倍、低照度、宽动态、强光抑制、红外补光夜视等参数指标进行量化要求。传输接口采取光纤、网线、双绞线等多种方式，方便各类场景接入。针对特殊环境下的应用，要求部分摄像机具备无线传输、全向云台、语音对讲等功能。
2.2.2建设井下万兆工业以太网
安全生产可视化系统采用以太网通信协议为传输标准，各生产矿井建设工业以太网传输平台，网络采用3层(接入层、汇聚层、骨干核心层)架构设计，其中骨干核心层采用环网结构，传输带宽达到10 GB，地面核心交换机使用2台3层万兆交换机实现双机热备，井下核心万兆交换机需具备3层交换功能，数量根据现场情况配置。
2.2.3开发矿端可视化平台系统
开发独立的矿井可视化平台，与集团公司可视化平台[#]实现上下级域的方式对接，分级管理。
2.2.4设置大屏显示系统
在各矿调度大厅建立各矿大屏显示系统，采用55寸3.5 mm拼缝高亮液晶拼接屏。井下可视化数据实时上传该屏幕，调度值班人员通过该屏幕即可实现对井下所有点的实时查看，并且结合各类报警系统实现精准指挥与调度，极大地提高了指挥的及时性、有效性。
2.2.5开发融合通信系统
在矿井调度中心部署融合通信系统，实现了对井下所有摄像头的音视频调度，并且融合调度通信系统、应急广播系统、人员定位系统，实现系统互联互通。调度员在地面即可对井下所有点实现精准调度。
三、系统设计不足与改进
通过开发和使用该系统，可以从地面直接管理井下现场，消除现场人员的不安全操作和物的不安全状态，提高安全管理水平，做到事前预防、过程控制、事后反演，有效防止事故发生，为煤矿安全生产提供了有力保障。同时井下部分地段实现可视化后，能够用无线移动视频代替人工巡检，起到减人提效作用。
目前主要存在的问题是井下摄像头部署数量过多，维护量大、维护成本高，同时摄像头与井下重要的信息系统没有形成有效的联动机制，下一步主要研究和设计方向是优化摄像头的部署位置，同时井下重要的作业场所摄像头要与信息系统建立联动机制，这样能最大限度地发挥其作用。
四、结论
视频智能分析技术背景下煤矿安全生产可视化系统设计与应用能够极大的保障煤矿安全生产，系统在运行过程中取得了良好的预期效果，为煤矿的智能化发展奠定了基础。同时系统设计存在部分问题，需要系统设计人员不断的对设计进行创新与完善，以优化系统使用效率。
【参考文献】
[1]张志超.智能分析技术在煤矿井下钻场监控系统中的应用探究[J].河北企业,2020(04):157-158.
[2]郑磊.煤矿井下钻场打钻监控视频系统应用智能分析技术研究[J].能源与环保,2019,41(09):107-110.