安全监测设计

安全监测设计（精选12篇）

安全监测设计 篇1

摘要：露营的舒适性、安全性问题日益受到广大露营者的关注。露营帐篷安全监测仪用于露营帐篷环境的监测,采用太阳能供电,具有监测温湿度、烟雾及热释电信号的功能,通过单片机及采集系统能够实时监测露营帐篷环境信息,并通过液晶屏进行显示。当环境信息异常时,产品将及时进行语音及短信报警,必要时启动自动防护措施。报警信息发送给监测人,迅速处理危险情况,有效地保障露营帐篷内人员的生命健康和安全。文章设计了露营帐篷安全监测系统。

关键词：安全监测,露营帐篷,短信报警

0 引言

随着科技水平的提高,生产生活产品越来越自动化、智能化,但是国内帐篷智能安全化领域还是空白。因此,本文设计了露营帐篷安全监测仪,该监测仪能够监测帐篷环境是否安全,同时通过液晶屏进行环境信息的显示。对环境异常信息发出警报,以便及时处理出现的险情,阻止事故发生。

1 露营帐篷安全监测系统构成与工作原理

1.1 露营帐篷安全监测系统构成

露营帐篷安全监测系统以STM32F103CBT6为控制器,采用太阳能供电,通过单片机I/O口读取传感器信息,控制器再将收到的数据解析后显示在显示屏上,同时判断是否达到报警状态,一旦达到报警状态,监测系统将发出短信报警、语音报警直至危险警报解除。智能帐篷安全监测系统结构如图1所示。

主控制器:露营帐篷安全监测系统采用ST意法半导体公司的STM32F103CBT6作为主控器。该单片机使用高性能32位ARM微控制器,具有高达128 K系统可编程Flash存储器。工作电压范围在2~3.6 V,包含1个12位的ADC、3个通用16位定时器和1个PWM定时器,另外包含标准和先进的通信接口,片内硬件资源丰富,处理速度快。其丰富的片内资源能够替代很多外设硬件,大大简化、缩短了设计周期。

本系统需要采集露营环境中温湿度、安防、烟雾参数值,采集环境信息的传感器种类很多,本设计中考虑测量的稳定性、使用方便、体积、功耗及价格等因素,选择温度传感器DS18B20、热释电红外传感器HC-SR501、烟雾传感器MQ-2进行环境信息的采集。MQ-2烟雾传感器,利用气敏电阻,感测室内的烟雾信息,可以在火灾初期阶段,及时检测到烟雾信息,并及时通知露营者,实现早期预警的目标。温度传感器DS18B20,是单总线芯片,由DALLAS公司生产,只需要一条线来连接传感器与单片机。热释电红外传感器HC-SR501,利用移动物体产生的红外信号,使得物理信号转变为电信号,技术成熟。

本系统采用语音报警和短信报警技术。语音报警采用ISD1820语音录放芯片,当环境信息异常时,播报语音报警信息。GSM短信报警模块采用SIM800L远距离无线通信模块,本系统中,只用到该模块的短信息功能,当环境信息异常时,向预设手机发送报警信息。

本系统显示模块用于实时显示帐篷中烟雾传感器值、温湿度值、安防信息和各个传感器的预警值。采用2.8寸240×320,ST7789V,全视角8/9/16位并口,16/18位RGB,3/4线串口PS液晶显示模块。该模块响应速度快,可视角度大,最大可视角度达到178°,低电压供电节能环保,价格低廉,性价比高。

本系统具有露营帐篷环境监测安全保护启动功能,在接收到烟雾、温度采集信号并经过处理判断后,如果超出报警值时,一方面进行语音和短信报警,另一方面则会控制继电器常开触点吸合进而驱动露营营帐门打开,减少火灾发生的可能性。

1.2 露营帐篷安全监测系统工作原理

露营帐篷安全监测系统采集露营帐篷的温湿度、安防及烟雾信息送给控制器分析处理,当温度值和烟雾值超过预设值,危害到人的生命安全时,语音报警模块发出“火灾”的报警语音,并通过GSM短信模块SIM800L向预设手机号发送“huozai!”报警短信,同时启动安全保护功能,降低火灾发生的可能性,最大限度保障露营者人身安全。当热释电红外传感器检测到热释电信号时,语音报警模块发出“外来者”的报警语音,并通过SIM800L向预设手机号发送“wailaizhe”报警短信,以及时通知相关人员,最大限度保障露营者人身安全。

2 太阳能供电系统

露营帐篷主要应用于野外场合,考虑节能环保、安全等因素,露营帐篷安全监测系统采用太阳能电池作为系统的主要能源供给。太阳能具有储量丰富、使用安全、开发清洁、节能环保的特点。露营帐篷安全监测仪使用的太阳能供电系统由太阳能电池板、蓄电池、太阳能充电控制器三部分构成,如图2所示。

太阳能电池板:将太阳能转化为电能,送往蓄电池储存起来或推动负载工作。

太阳能充电控制器:用于保护蓄电池,避免过度充电及负载运行造成的过度放电。

蓄电池:在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来,在需要的时候再释放出来。

露营帐篷安全监测系统选择12 V的太阳能供电系统,再经过后续电源处理电路得到露营帐篷安全监测系统工作所需的+5 V和+3.3 V工作电压。+5 V电源为烟雾传感器模块、GSM短信模块、热释电红外传感器模块、温湿度传感器模块供电,+3.3 V电源为控制器、显示模块、报警模块供电。

3 露营帐篷安全监测系统软件设计

露营帐篷安全监测系统的软件设计部分采用C语言进行编程,控制器接收信号采集电路采集到的烟雾、温度、热释电红外的信息,采集到的数据经处理后,通过显示电路进行环境信息显示,对异常环境信息进行报警,必要时启动安全控制保护电路。

系统通电运行后,首先进行系统初始化,然后从单片机端口读取各参数的测量值;单片机将读取的参数值传输给液晶屏进行显示,同时将测得的值与预设值进行比较,如比较结果超出所设定的安全范围,马上启动报警程序,进行语音报警及短信报警,必要时启动安全保护控制电路。露营帐篷安全监测系统主程序流程如图3所示。

4 结语

本文从节能、经济、实用的角度出发,设计了露营帐篷安全监测系统。该系统以STM32F103单片机为主控制器,采用太阳能供电,外围包括环境信息采集电路、显示电路、短信报警电路、语音报警电路、安全保护控制电路,相互配合实现露营帐篷安全监测。该系统能够实时采集露营帐篷环境信息,并通过液晶屏进行环境信息显示,对异常环境信息进行报警,同时启动安全保护控制电路。本监测仪通过短信及语音报警提高露营帐篷的安全性能。

参考文献

[1]黄欣荣.基于GSM短信模块的家庭防盗报警系统的设计[J].中国新通信,2010(9):83-85.

[2]赵明旺,王杰.智能控制[M].武汉:华中科技大学出版社,2010.

[3]童晓渝,房秉毅,张云勇.物联网智能家居发展分析[J].移动通信,2010(9):16-20.

安全监测设计 篇2

监测简报 [厂房]2017-105 号（岩锚梁爆破振动监测）

批准：

审核：

编写：

中水东北勘测设计研究有限责任公司 荒沟蓄能电站监测项目部 二○一七年十一月二十九日

-1 1、、岩锚梁爆破 振 动监测

本次爆破振动监测是在厂房第Ⅲ层开挖过程中开展的。在开挖前，在临近开挖面）岩锚梁上按设计要求布置 5 个测点，通过监测岩锚梁质点振动速度来检验厂房第Ⅲ层爆破参数的合理性。

本次爆破测试于 2017 年 11 月 28 日进行，测点距爆心分别为 30m、18m、7m、31m、55m，各测点观测的波形见图 1.1～图 1.5，质点振动速度整理成果见表 1-1。

图 1-1

1#测点典型振动波形图

图 1-2

2#测点典型振动波形图

图 1-3

3#测点典型振动波形图

-图 1-4

4#测点典型振动波形图

图 1-5

5#测点典型振动波形图

表 表 1-1

爆破质点振动速度测试结果整理表 编号 测点 高程（（m）

爆心距（m）

振速 V

（（cm/s）

RQ3 / 1 

备注 #1 165.35 30

2.24 0.121 竖直垂向 #2 165.353.57 0.202 竖直垂向 #3 165.35

14.31 0.519 竖直垂向 #4 165.35

2.34 0.117 竖直垂向 #5 165.35 55 2.62 0.066 竖直垂向

2、、结论

（1）爆破振动波形图显示，各段振动影响未见叠加，其时间间隔与实际爆破分段相符，说明网络连接正常。

（2）爆破振动的持续时间约为 0.5s；各测点主振频率不尽相同，一般随着爆心距的增大而呈递减趋势变化，爆破振动频率衰减正常。

（3）各测点的质点振动速度随爆心距的增大而逐渐减小，符合正常的衰减规律。本次测得#3 测点质点振速最大，测值为 14.31cm/s，大于爆破质点振动速度安全允许标准值（7.0cm/s），其他 4 个测点振速值均小于爆破质点振动速度安全允许标准值（7.0cm/s）。3、、建议

安全监测设计 篇3

【关键词】煤矿；安全；监测监控；系统；设计方案

0.引言

煤矿安全监测监控系统是以计算机网络及通信技术为基础，并与煤矿井下作业的实际情况有效结合而建立的一套集信息采集、传输、管理、控制等为一体的综合信息管理系统。随着计算机技术、电子技术、传感器技术以及信息传输技术的快速发展，煤矿的安全监测监控系统已逐渐由对单一参数的监测发展为多参数单方面的监控系统。

1.煤矿安全监测监控系统设计的原则及依据

1.1设计的原则

设计时需要根据煤矿井的实际情况，比如煤矿井的井田范围、井型、服务年限、煤层的厚度、倾角、顶板及底板情况、矿井通风方式及井田开拓方式、采煤区的布置及采煤方法、采煤及掘进工作面的布置及生产情况，以及矿井的瓦斯、粉尘、自然发火、地压、水等的情况，而选择不同的设计思路及设计方法。

1.2设计依据

煤矿安全监测监控系统的设计要严格依据国家的相关法规进行，比如《煤矿安全规程》及相关煤矿安全生产法规、《矿井通风安全装备标准》、《矿井通风安全监测装置使用管理规定》以及有关煤矿的安全装备产品手册等。

2.煤矿安全监测监控系统的分类及组成

2.1系统的分类

由于煤矿安全监测监控系统可以根据监控目的、使用环境及网络结构等的不同而有不同的分类，比如按照监测监控的目的可以将其分为轨道运输监测监控系统、环境安全监测监控系统、提升运输监测监控系统、排水监测监控系统、人员位置监测监控系统、火灾监测监控系统、煤与瓦斯突出监测系统等。

2.2系统的组成

煤矿监测监控系统主要组成部分有：传感器、执行机构、电源控制箱、监控分站、主站、主机、打印机、多屏幕、模拟盘、LYS电源、网络接口电及接线盒等。

2.3系统的功能

概括地说，矿井的安全监测监控系统的功能主要有：监测矿井状态（包括整个矿井系统的各种状态参数）、矿井参数超限报警及自动控制、手动遥控断电及通电、自检、数据存储、列表显示、模拟量实时曲线及历史曲线显示、统计分析、短信报警及检测等。

3.监测监控系统的选型及布置

3.1系统选型的原则

一般煤矿安全监测监控系统由传感器、地面中心站、井下分站及通信电缆等组成，在对这几部分进行选择应遵循以下的原则：（1）瓦斯传感器的类型一般有传统的黑白元件与红外线两种，黑白元件的瓦斯传感器虽然价格便宜，但是寿命短而且量程有限；红外传感器使用寿命长、安全可靠、量程长、耐冲击，适宜在高瓦斯的矿井使用，且在使用过程中为避免灰尘影响应定期更换探头过滤器；（2）断电方式的选择：一般选用智能型传感器中心分站控制断电及就地断电双重方式，配置用于断电的控制单元来就地断电；（3）地面中心站应选用最新配置的工控机；（4）井下分站的选择：对于高瓦斯矿井，应选用本安型的井下分站；而对于低瓦斯矿井则可选用隔爆型分站；（5）通信选择：通信方式的选择可选用现场总线的方式，其采用了数字通信的方式，可根据使用地点的不同而选用多种拓补结构；通信协议可采用国际标准的护寻址，并与管理信息网进行无缝连接。

3.2系统设备的布置

3.2.1传感器的布置要点及工作面传感器的布置

传感器的布置要点：

在布置传感器时，应该严格按照使用说明书进行操作。比如，根据甲烷由于密度小而上方甲烷浓度较大的特点，将甲烷传感器安置在粉尘较小的环境，且距离煤壁、顶板及巷道侧壁的距离大于3米；温度传感器布置在巷道中随意的位置或煤壁温度偏高处；风速传感器布置在巷径、风速均匀且温度相对较低的环境，且进风口距离巷道顶部2米左右。

工作面传感器的布置：

采煤工作面甲烷传感器的布置：在进行布置采煤工作面甲烷传感器时，必须在低瓦斯、高瓦斯及煤与瓦斯突出的矿井的回风巷及工作面均设置甲烷传感器；当采煤工作面采用串联通风时，必须在被串联的工作面设置甲烷传感器；采煤机则需设置便携式的甲烷检测报警仪或者机载式的甲烷断电仪。

长壁采煤工作面甲烷传感器的布置：对于U型采煤工作面甲烷传感器的设置，在低瓦斯、高瓦斯及煤与瓦斯突出的矿井均需设置甲烷传感器，甲烷传感器的类型根据工作面的实际情况而定。

用两条巷道回风的采煤工作面甲烷传感器的布置：甲烷传感器的设置方式与U型采煤工作面的方式一致，在工作面混合回风流处及采用三条巷道回风的工作面，设置另一个甲烷传感器；而采用三条巷道回风的采煤工作面与采用第二条回风巷甲烷传感器的设置与第二条相同。

在专用排瓦斯巷的采煤工作面设置甲烷传感器，瓦斯与煤和瓦斯探井采煤的工作面回风巷的长度大于1000米，则在回风巷中不可增设甲烷传感器。

非长壁甲烷传感器的设置可按照相关规定执行，但是在低瓦斯矿井的采煤工作面至少设置一个传感器，高瓦斯采煤工作面至少设置2个甲烷传感器。

掘进工作面在进行地面甲烷传感器的设置时，应该在瓦斯矿井的煤巷、半煤岩巷及瓦斯涌出的岩巷进行甲烷传感器的设置；高瓦斯及煤与瓦斯突出的矿井设置甲烷传感器。

在进行掘进机的布置时，均要设置机载式的甲烷断电仪或者便携式的甲烷检测报警仪。

3.2.2电缆的选用及使用方法

一般根据井筒之间的距离选用电缆，距离较长的可选用MHY32主输电缆，距离较短者可选用MHYBV钢丝恺装井筒电缆，并将电缆延到较干燥通风的环境，且用绝缘胶布带封固线头；当井下的巷道呈现出斜坡或平巷时，选用MHY32主传输电缆；监控分站的出线部门则选用MHYVR的通信电缆。另外，电缆使用时注意提升井筒的电缆放到位之后将其固定到井壁，以免由于长时间垂挂而拉断电缆线。

3.2.3调度监控室的布置

地板铺设时应选用“抗静电材料”；各种电线电缆尤其是信号传输电缆严谨拧绞在一起；现场220伏的线路布线须先出草图；整个系统应单点接地，即地线从机房引出连接到室外地线坑，而不与其他设备共用地线。

3.2.4系统接地装置施工

于距离建筑物底部3米多的地方挖2米见方的土坑，底部均匀撒上6-8千克的工业用盐，并在其上铺设铜丝网，然后埋土30多厘米厚浇水，最上方则可保留60-80厘米的土，最后将系统的地线与地线坑引线相连接。

4.煤矿安全监测监控系统的应用

煤矿安全监测监控系统的选择设计需要根据煤矿井的实际情况选择合适的监控设备，比如某矿井根据自身条件选择了KJ95N型的煤矿安全监测监控系统。该系统采用了时分制分布式的结构，主要由地面中心站、网络终端、通信接口、图形工作站、系统监控分站以及各种传感器及控制执行器等组成，是一种集矿井的安全监控、生产工况监控、多种检测子系统以及网络信息管理为一体的综合性煤矿监测监控系统，具有较强的先进性、功能性及实用性，已经在煤炭行业进行了大量的推广及应用。 [科]

【参考文献】

[1]李小孩.煤矿安全生产监测监控系统设计[J].科技与企业，2012，23（15）：112-115.

基坑安全监测方案设计 篇4

关键词：基坑,安全监测,方案设计

0 引言

城市用地日趋紧张,大力开发空中资源和地下资源成为人们解决这一矛盾的重要方法。随着地下工程的不断发展,基坑开挖深度不断加大,从几米至十几米。基坑工程是一个由挡土、支护、防水、降水、挖土等环节构成的系统工程。地下土体性质、地质条件以及开挖施工方法等多因素的影响,使得基坑工程具有安全稳定上的复杂性和不确定性。单纯依据施工前的地质勘探和室内土工试验参数等来确定设计和施工方案是远远不够的,因此基坑的安全监测成为工程中的重要课题。在施工过程中随时监测围护结构、周围建筑物、构筑物以及地下管线的变形、应力、水位等,为施工提供及时的反馈信息,以正确指导施工,实现安全施工、信息化施工。

1 一般基坑安全监测方法概述

基坑工程监测工作主要包括两个方面:支护结构的监测和周围环境的监测。主要监测内容包括:地下管线、地下设施、地面道路和建筑物的沉降、位移;围护桩顶的沉降和水平位移;围护桩、水平支撑的应力变化;基坑外侧的土体侧向位移;坑外地下土层的分层沉降;基坑内外的地下水位监测;地下土体中的土压力和孔隙水压力;基坑内坑底回弹监测等。

上述监测方法是基坑安全监测的常规方法,监测面宽,在大量的工程实例中得以应用。其施工过程要求高;监测结果影响因素多;查找问题较为复杂。若发生异常现象需进行大量辅助量测措施以确定处理方法,工作量大。所以适用于一般基坑开挖工程,要求地势较为平坦开阔、土质较好、地下水情况不是特别复杂。对于复杂的地形,土体还需要增加多道工序来完成监测工作。

2 对基坑安全监测的新方案设计

上述基坑安全监测采用的一般方法,在当今大量的工程实例问题中广泛应用。但在科技迅速发展的今天,我认为可以利用摄影测量的相关知识对基坑进行模拟分析,以实现基坑安全监测。

主要思想:通过对基坑进行全方位投影获得基坑多视角图;利用有限元分析软件对基坑图进行分析处理,得到基坑内各点的应力和应变情况。同时在支护结构和周边土体中埋设传感器以了解其相应的应力变化情况。

具体操作方法:1)对基坑开挖处及周边土体进行详细的地质勘探,依据分析结论对基坑分区进行控制。2)在远离基坑较为安全的几个较高点架设高精度摄影设备,确保能拍摄到基坑四周及较浅处的全景。同时,根据测点的位置布设,在基坑内部相应位置安置反光挡板,以通过反射辅助摄影设备拍摄基坑深处图像。总之,采用多方位覆盖的方式,以确保观测到整个基坑各部分的适时变化图像。3)在基坑支护结构和基坑周边埋设传感器,并进行地区编号,对基坑各个方位各时刻的受力情况进行数据输出。4)将摄影设备拍摄图像和基坑各方位应力情况适时传输汇总至计算机系统,每个分区的图像和应力情况由一台计算机来进行有限元分析,并根据土体性质进行位移分析,通过有限元分析的小格放大处理,便可读出各方位位移和变形情况。

地下水的监测主要是利用四周埋管,通过地下水对管壁的压力来判定地下水的状态。同时,四周建筑物的监测采用与基坑相同的方式,利用测力计测应力,利用图像分析变形和裂缝等。

3 方法比较

这种基坑安全监测方法与一般的基坑安全监测方法相比,充分利用高科技资源,采用数值模拟现场的方式,实现了信息化施工,省去了许多繁杂的步骤,监测过程简单、方便。同时它的监测范围包含整个基坑及周边,全面而准确。但是它对地质勘探工作的要求比一般做法高,受勘探结果影响大,并且设备要求也提高不少,工程造价可能会相应的高一些。

普通的安全监测方法操作简单,易于掌握,造价可能会相应较低些。但是它的监测范围有限,观测误差较大,受自然因素影响大,而且不能全面的了解基坑的变形情况,分析过程复杂繁琐。

4 结语

基坑监测作为基坑工程质量保证的三大基本要素之一,能够为施工提供及时的反馈信息,准确预报基坑内部、支护结构及周边环境的安全情况,作为设计与施工的重要补充手段,便于及时采取相应措施,在基坑的施工过程中是必不可少的。传统的一般基坑安全监测方法操作简单,易于掌握,但监测范围有限,误差较大,分析过程繁杂。通过联系所学的有限元分析方法,结合摄影测量知识,提出新的基坑安全监测方法,采用数值模拟现场的方式,简单方便,全面准确。

参考文献

[1]何春保,黄菊清,徐醒华.深基坑安全监测技术及其应用[J].广东土木与建筑,2008(6):9.

[2]郑美田,陈乐求.建筑基坑信息化施工和安全监测技术[J].工程建设,2007(11):10.

[3]徐寒,岳东杰.基坑工程安全监测及其数据处理分析[J].现代测绘,2004(10):12.

安全监测工操作规程 篇5

一、安全规定：

1、高瓦斯煤矿、瓦斯突出矿井必须装备矿井安全监控系统。

2、必须对安全监控设备的种类、数量和位置，信号电缆和电源、电缆的安设，控制区域等绘制监控系统布置图和接线图。

3、煤矿安全监控设备之间必须使用专用阻燃电缆或光缆连接，严禁与电话电缆或动力电缆等共用一条线路；防爆型煤矿安全监

控设备之间的输入、输出信号必须为本质安全型信号。

4、安全监控设备必须具有故障闭锁功能：当与闭锁控制有关的设备未投入正常运行或故障时，必须切断该监控设备所监控区域的全部非本质安全型电气设备的电源并闭锁，当与闭锁控制有关的设备工作正常并稳定运行后，能够自动解锁。

5、每天对监控设备及电缆进行安全检查，对各类传感器的准确性要用便携仪进行核实、比较，发现问题及时处理、汇报。安全

监控设备必须定期进行调试、校正，每月至少一次。甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪等采用载体催化元件的甲烷检测设备，每7天必须使用校准气样和空气调校1次。

二、操作准备：

1、上机前的准备工作：

（1）必须严格执行交接班制度和填报签名制度。

（2）交接班内容包括：

①设备运行情况和故障处理结果。

②井下传感器工作状况、断电地点和次数。

③瓦斯变化异常区及其他有害气体的变化异常情况的详细记录。

（4）计算机的数据库资料。

2、地面检修前的准备工作：

（1）、备齐必要的工具、仪器、仪表，并备有说明书和图纸。

（2）、按规定准备好检修时所需要的各种电源、连接线、仪表通电预热，并调整好测量类型和量程。

3、井下安装前的准备工作：

（1）、根据要求确定安装位置和电缆长度。

（2）、设备各部件应齐全、完整，电缆应无破口，相间绝缘及电缆导通应良好，并备足安装用的材料。

（3）瓦斯校准气样的配制应采用煤炭工业技术监督主管部门确认的装置和方法制备甲烷与空气的混合气体，不确定度应小于5%

。制备所用的原料气样应选用浓度不低于99.9%的高纯甲烷气体。

三、正常操作：

（一）机房操作

1、接班后，首先和通风科、调度室取得联系，接受有关指示。

2、每隔30分种检查1次各种仪表的指示、机房温度、机身温度和电源、电压波动情况。

3、应将本班的瓦斯变化情况于当天打印成报表送通风技术主管审查签字。

4、与井下监测员协调配合进行传感器的校正。

5、停电的顺序是：主机→显示器→打印机等外围设备→不间断稳压电源→配电柜电源。

6、送电顺序是：配电柜电源→不间断稳压电源→打印机显示器等外围设备→主机。送电前应将所有设备的电源开关置于停止位

置，严禁带负荷送电。

7、进入机房要穿洁净的工作服、拖鞋，不得将有磁性的带静电的材料、绒线和有灰尘的物品带进机房。要经常用干燥的布擦试

设备外壳，每班用吸尘器清扫室内。

（二）地面检修操作：

1、隔爆检查的步骤是：

（1）按国际“GB3836.1-1983爆炸性环境用防爆电气设备”检查设备的防爆情况。

（2）检查防爆壳内外有无锈皮脱落、油漆脱落及锈蚀严重现象，要求应无此类现象。

（3）清除设备内腔的粉尘和杂物。

（4）检查接线腔和内部电器元件及连接线，要求应完好齐全，各连接插件接触良好，各紧固件齐全、完整、可靠，同一部位的螺母螺栓规格应一致。

（5）检查设备绝缘程度。水平放置兆欧表，表线一端接机壳金属裸露处，另一端接机内接线柱，匀速摇动表柄，若读数为无限

大，表明绝缘合格。

（6）接通电源，对照电路原理图测量电路中各点的电位，判断故障点，排除故障。

2、通电测试各项性能指标的内容包括：

（1）新开箱或检修完毕的设备要通电烤机，经48小时通电后分三个阶段进行调试：

①粗调。对设备的主要性能做大致的调整和观察。

②精调。对设备的各项技术指标进行调试、观察和测试。

③检验。严格按照设备出厂的各项技术指标进行检验，如发现问题则按本工种前一条的方法处理，通电要从问题处理完后重新开

始计算。

（2）烤机完毕，拆除电源等外连接线，盖上机盖，作好记录，入库备用。

（三）地面传输电缆敷设与检查。

1、登高3米以上要扎好安全带，戴好安全帽，并有专人监护，安全带必须拴在确保人身安全的地方。

2、使用梯子时，梯子与地面之间角度以60度为宜，在水泥地面上用梯子要有防滑措施，梯脚挖坑或拴牢，并设专人扶梯子，人

字梯挂钩必须挂牢。

3、2人同杆、同点工作时，先登者必须等另一人选好工作位置后，方准开始工作，同时要注意协调。

4、高空使用的工具、材料必须装在工具袋内吊送，不准抛扔，杆下不准站人。

5、架设的传输电缆，如与原有高压线交叉或邻近，必须先将原有高压线停电，并验电、放电、接地、短路，为防止中途送电，必须挂临时接地线后，方可进行架线作业。

6、雷雨大风等恶劣天气时，不得从事高空架线作业。

7、架设楼顶与楼顶之间的传输电缆，必须先测量楼与楼之间的距离，把传输电缆用扎线扎在钢丝绳或铁丝上，一头在一楼顶固

定好，然后另一头用2台不低于1吨的手拉葫芦，卡好扣环后循环上吊传输电缆，直至吊平拉直后，固定在另一楼顶上，手拉葫芦

必须固定在确保1吨以上拉力的固定点上。

8、楼顶如无护栏，操作时工作人员必须拴好安全带。

9、严格执行《煤矿安全规程》露天部分电气高空作业规定。

（四）井下安装操作：

1、设备搬运或安装时要轻拿轻放，防止剧烈振动和冲击。

2、敷设的电缆要与动力电缆保持0.3米以上的距离，固定电缆用吊钩悬挂，非固定电缆用胶带或其他柔性材料悬挂，悬挂点的间

距为3米。

3、井下传输电缆在大巷敷设或检查时，如果有车辆行驶，敷设或检查人员要躲到躲避硐中，严禁行车时敷设或检查传输电缆。

4、在有架空线的大巷中敷设传输电缆时，要确保传输电缆与架空线有300-500毫米的距离，横跨架空线时必须停架空线的电后，方可进行工作，严禁带电作业。

5、在暗斜井架设或检查传输电缆时，要和管辖单位联系好，并要慢慢下行敷设或检查，并时刻留意脚下台阶，以防地滑摔人。

6、在轨道上山或下山检查传输电缆时，首先要和下车场扒钩工、上车场司机联系好，明确不准提车或松车后，方准进入轨道上

山（或下山）敷设或检查传输电缆，严禁行车时工作。

7、所设的传输电缆要：

（1）将所携带盘好的电缆放在一个固定地点，慢慢放出，并设专人看管。

（2）敷设人员要听从统一指挥，严禁各行其事，传输电缆通过巷道顶底板危险区段时，要首先观察顶底板有无危险，无危险方

准操作，否则暂停敷设待处理好后再敷设。

（3）巷道中敷设传输电缆时，要指派一人在前面对所要敷设传输电缆放入电缆钩中，以免敷设后和其他通讯线不能形成统一。

（4）敷设电缆时要有适当的张弛度，要求能在外力压挂时自由坠落，电缆悬挂高度应大于矿车和运输机的高度，并位于人行道

一侧。

8、电缆之间、电缆与其他设备连接处，必须使用与电气性能相符的接线盒。电缆不得与水管或其他导体接触。

9、吊挂完毕后，方可与原有的电缆进行连接。

10、电缆进线嘴连接要牢固、密封要良好，密封圈直径和厚度要合适，电缆与密封圈之间不得包扎其他物品。电缆护套应伸

入器壁内5—15毫米。线嘴压线板对电缆的压缩量不超过电缆外径的10%。接线应整齐、无毛刺，芯线裸露处距长爪或平垫圈不大

于5毫米，腔内连线松紧适当，符合机电设备安装连线要求。

11、安装分站时，严禁带电作业，严禁带电搬迁或移动电器设备及电缆，并严格执行谁停电谁送电制度。

12、调试操作人员必须经培训考试合格取得井下电工操作资格证书，持证上岗。

13、所停电的高压开关馈电处，必须派人看管，并挂上“有人工作，严禁送电”的标志牌。

14、停电范围影响到其他单位的，要取得联系，做好协调工作。

15、处理分站高压侧时，严禁一人单独作业。

16、安装断电控制系统时，必须根据断电范围要求，接通井下电源及控制线。

17、安全监控设备的供电电源必须取自被控制开关的电源侧，严禁接在被控开关的负荷侧。

18、传感器在安装时，必须用梯子或木马，并扶牢后，再上人安装。具体安装位置：距顶大于或等于20厘米，距帮大于或等于30

厘米。若巷道中有带式输送机或刮板输送机时，必须和所辖单位的主要负责人联系安装时间，安装时必须和带式输送机或刮板输

送机司机联系好，停下运输机后，不安装完毕不准开机。严禁在输送机运转中安装传感器。拆除传感器时也应遵守此规定。

19、传感器或井下分站的安设位置要符合《煤矿安全规程》第169条等规定。安装完毕，在详细检查所用接线、确认合格无误后，方可送电。井下分站预热15分钟后进行调整，一切功能正常后，接入报警和断电控制并检验其可靠性，然后与井上联机并检验

调整跟踪精度。

20、甲烷传感器报警浓度、断电浓度、复电浓度和断电范围必须符合《煤矿安全规程》第169条规定。

21、拆除或改变与安全监控设备关联的电气设备的电源线及控制线、检修与安全监控设备关联的电器设备、需要安全监控设备停

止运行时，须报告通风科、调度室，并制定安全措施后方可进行。

（五）井下维护操作：

1、每七天对监测设备进行一次调试校正。

2、在给传感器送气前，应先观察设备的运行情况，检查设备的基本工作条件，应反复校正报警点和断电点。

3、送气前要进行跟踪校正，应在与井上取得联系后，用偏调法在测量量程内从小到大，从大到小反复偏调几次，尽量减少跟踪

误差。

4、先用空气气样对设备校零，再通入校准气样校正精度，锁好各电位器。给传感器送气时，要用气体流量计控制气流速度，保

证送气平稳。

5、定期更换传感器里的防尘装置，清扫气室内的污物。当载体催化元件活性下降时，如调正精度电位器，其测量指示值仍低于

实际的甲烷浓度值，传感器要上井检修。

6、设备在井下运行半年后，要上井进行全面检修。

（六）便携式仪器的维护操作

1、必须按产品使用说明书的规定对仪器进行充电。

2、每隔7天对仪器的零点、精度、报警点进行一次调校。

3、检查仪器的完好性，确保仪器正常。

七、特殊操作：

1、排除故障时应注意以下问题：

（1）应首先检查设备电源是否有电。

（2）可用替换电路板的方法，逐步查找故障。

（3）应1人工作，1人监护。严禁带电作业。并认真填写故障处理记录表。

2、瓦斯断电仪投入正常使用后，严禁随意进行试验。若需试验必须有试验报告与所断电范围的单位管理人员协商好，方准进行

试验。

3、断电试验完毕后，要等所断电范围内电源全部恢复正常时，试验人员方准离开现场。

睡眠管家：监测睡眠的安全卫士 篇6

怎么想到做这款产品？

2009年创始人宋军在日本时，母亲突发疾病，但因为没有及时了解到病因，直至他2010年回国，母亲的健康状态也一直不太理想。

这促使宋军决心去做一款监测睡眠状况的产品，让众多像他这样不在父母身边的子女可以远程监测到父母在夜间睡眠时的身体状况，预防夜间突发性健康事件的发生或恶化。

技术壁垒是什么？

睡眠管家的医学专家通过其服务器端采集、分析、统计的实时生理数据建立了睡眠呼吸障碍症、心脏健康诊断、早期冠心病等疾病的早期诊断预警模型。用户的亲属通过手机、电脑等客户端系统便能够及时掌握老人的健康状况。

睡眠管家的传感器并不与使用者直接接触，而是置放在床垫下。系统会自动上传自动检测到的数据，人离开后系统则自动停止工作。

监测到的数据是否精准有效是个关键点。“这对传感器的灵敏度就提出了很高的要求。”宋军说，他在一些众筹网上也看到有人在做监测睡眠、心率等类似产品，借助同样的技术原理貌似大家都可以做，但这里面存在诸多难点：

首先是，人在平和状态下和活动状态下的检测会存在区别。在睡眠时有人会平躺，侧躺，还有人会趴着睡，那么，他的呼吸状况等生理信息是否可以被准确采集到？还有，床体周围比如地板传来的信号，周围环境的各种冲击波，如何过滤掉这些干扰的信号也是一个难题。此外是心率变异度问题。人的情绪高低、是否有饮酒等对于检测的准确性同样是挑战。

产品优势是什么？

宋军告诉《创业邦》，他们是将以上问题解决得比较好的一家公司。“很多可穿戴设备采用的都是压力敏感传感器，在静止条件下测量呼吸、心跳，根据行为分析判断睡眠深浅，数据缺乏可靠性。”睡眠管家为此研发了Active控制技术，目的是消除家庭、周围环境的噪音干扰影响，确保数据的稳定性与准确性。

宋军本人在生理信息采集领域有十年以上的研究经历。同时，在他们的团队里还有在老人护理领域研究逾20年的专家渡边嘉二郎担任技术顾问一职。

除了睡眠状态推定、睡眠呼吸障碍症预警等基础功能外，睡眠管家的主要特征为：老人无需主动介入起居信息的采集和传输，也就是说，它不会对使用者产生干扰；对睡眠中的异常情况，比如心率变异度、入离床异常，会以短信形式及时对其亲属、监护人发出告警；对于远程监护者，它会提供日/月/年健康分析报告。

产品如何商业化？

欧美、日本研究睡眠监控技术的时间已上十载。但在国内，宋军看到这样的产品对于大多数人而言还很陌生。目前，睡眠管家选择的是一个B2B的模式，老年人是他们的目标人群，而干休所、养老院等机构则是他们现阶段的主要目标客户。

安全监测设计 篇7

随着港口经济的快速发展,货运港口吞吐量逐渐提升,港口物流仓库的建设规模逐步扩大,仓库安全灾难频繁发生。比如由于仓库中的物资本身的性质,容易产生物资易燃、易爆等不安全因素;又如管理上面的松懈可能导致盗窃行为的发生等等,所以加强仓库及其物品的安全管理十分必要。目前物流仓库的安全监测主要是防止火灾和盗窃事件。考虑到港口仓库受所处地理条件影响温湿度变化相对较大,较易引起库存物资的霉变、失效,对港口物流仓库的物品管理,除防火、防盗外,加强仓库温湿度的监控也尤为重要。

因此本文设计了一种基于Zig Bee无线传感网络的港口物流仓库安全无线监测系统,能够实现在复杂环境中实时采集现场火情、盗情和温湿度数据,对可能出现的险情进行远程手机安全预警。Zig Bee无线传感网络是近年来新兴的短距离无线网络,它具有低功耗、低复杂度、低成本等优点[1,2,3],在工业生产等领域有广泛的应用前景[4,5]。利用Zig Bee技术可以在节省人力资源的同时,能有效地实现港口物流仓库安全远程自动监测,从而避免物流货物存储中可能发生的危险,具有良好的实用价值和现实意义。

2 港口物流仓库安全无线监测系统概述

本文设计的港口物流仓库安全无线监测系统包括火情监测、盗情监测、温湿度监控和险情报警功能。火情监测通过对仓库内火焰和烟雾浓度是否超标的监测,判断是否发生火灾。盗情监测通过红外线传感器对仓库室内及周边进行监控,实现防盗警戒。港口由于温湿度条件多变,为了保证货物存储的温湿度要求,本系统增加温湿度监控功能,对仓库内的温度和湿度进行实时监测,并且根据实测温湿度数据控制空调通风系统,防止仓库内温湿度异常给货物带来的损害。险情报警分为仓库现场蜂鸣器报警和远程手机报警两部分,其中手机报警利用GSM(Global System for Mobile communication,全球移动通信系统)移动通信网络及时给仓库工作人员手机发送信息。系统功能图如图1所示。

根据港口物流仓库安全无线监测系统的功能,本系统由Zig Bee无线传感器网络和GSM模块两大部分组成。系统结构图如图2所示。

Zig Bee无线传感器网络由Zig Bee终端节点和协调器节点组成[6]。Zig Bee终端节点通过多路传感器完成仓库安全环境信息的数据采集任务。本监测系统采用的传感器包括温湿度、烟雾、红外和火焰传感器。在监测仓库是否有人入侵或发生火灾的同时,实时监测仓库内的温湿度。Zig Bee终端节点通过无线通讯网络,将采集的仓库安全和环境信息数据,以及仓库内部蜂鸣器报警状态信息传递给协调器节点。

协调器节点负责组建无线传感网络,处理整个仓库安全监测系统的实时数据,同时具备仓库内温湿度显示和安全报警功能。如果仓库内温湿度不利于货物的存储,可以发送控制命令给空调通风系统进行降温处理。协调器同时与GSM模块连接。协调器节点在接收到Zig Bee终端节点发来的报警信息后,能够将报警信息通过GSM模块发送给仓库工作人员的手机,实现远程无线监测,以便快速处理可能出现的仓库险情。

3 仓库安全无线监测系统主要硬件设计

3.1 Zig Bee终端节点硬件设计

Zig Bee终端节点以CC2530中的8051CPU为核心,主要完成物流仓库火情、盗情、温湿度环境参数的检测与无线传输。传感器终端采用RFD设备,只需很少的资源和存储容量,因此供电方式使用电池供电。为了节省电能,Zig Bee终端节点工作方式采用定时唤醒的间歇工作方式,每隔1分钟将终端的各传感器从休眠状态唤醒,开始数据采集,并向协调器节点发送信息,发送完成后再次进入休眠状态。本系统采用的传感器包括人体红外传感器HC-SR501、火焰传感器、烟雾传感器MQ-2、以及数字温湿度传感器DHT11。上述四种传感器分别与Zig Bee的P0_4~P0_7连接。各传感器性能汇总如表1所示。

3.2 协调器节点硬件设计

与GSM模块相连的CC2530作为Zig Bee的协调器来使用,是网络各节点信息的汇聚点,负责组建物流仓库安全无线传感器网络、存储节点和管理节点的任务[7,8]。协调器节点接受Zig Bee终端各传感器节点的数据,通过OLED(Organic Light Emitting Display,有机发光显示器)显示火情、盗情警报信息和仓库温湿度环境参数。并且如果物流仓库发生险情,通过串口发送AT指令到GSM模块,实现警报短信的发送。

3.3 GSM模块硬件设计

系统采用的GSM模块为SIMCom公司生产的SIM900A。该模块采用工业标准接口,工作频率为GSM/GPRS850/900/1900MHz,可以低功耗实现语音、数据和传真信息的传输[9]。其优点如下[10]:

①尺寸小,操作方便,只需在卡槽中插入SIM即可使用,通电后向模块发送AT便能控制其工作,完全能够满足系统功能的需要;

②省电,在SLEEP模式下最低耗流只有1m A;

③内嵌TCP/IP协议,方便用户进行数据传输。

根据GSM07.07协议标准,对SMS的控制共有三种途径:最初的Block Mode、基于AT命令的Text Mode和基于AT命令的PDU Mode[11]。因现在手机和GSM Modem都支持PDU模式,支持中文,为满足系统的通用性,本无线监测系统中均采用PDU Mode。对SIM900A采用标准的AT命令写入。实现与中心服务器的TCP连接,从而将Zig Bee网络汇聚的数据经GSM网络发送至服务器。

以物流仓库盗情监测为例,Zig Bee协调器与SIM900A以串口通信方式连接,当人体红外传感器检测到入侵信号时,结合AT指令,报警的具体过程如下:

①发送AT+CMGF=0//PDU方式发送短信;

②发送AT+CSCS="UCS2"//短信编码方式为UCS2;

③发送AT+CMGS=2D//短信长度;

④识别返回>后发送下列字符串:6709 4EBA8FDB 5165 FF01 FF01 FF01;

⑤发送十六进制“0x1a”结束此次短信发送过程。

4 仓库安全无线监测系统软件设计

4.1 协调器节点软件设计

协调器是Zig Bee无线传感网络的核心,同时也是整个港口物流仓库安全监测系统的主控制器。协调器节点的程序基本流程如下:设备上电后,进行系统初始化操作。设备根据其网络配置文件选择设备类型为协调器,协调器首先进行能量检测和信道选择(默认信道为11),然后申请网络建立。网络层根据设备64位IEEE地址给设备分配一个16位的网络地址和PAN标识符来启动网络。网络建立成功后,等待Zig Bee终端节点加入网络,对终端节点发出的加入网络申请进行响应,反馈给终端节点确认信息,并且分配16位的网络地址。随后协调器侦听所有无线信道,若有数据,则接受数据并进行分析处理,同时通过OLED显示屏显示信息。若接收数据中存在报警信息,协调器将报警信息反馈给GSM模块,由GSM模块将此信息发送至仓库工作人员的手机。

4.2 Zig Bee终端节点软件设计

Zig Bee终端节点的启动过程和协调器启动过程类似,但两者的网络配置文件不同。终端节点上电进行初始化,扫描信道寻找网络,若发现网络则请求加入网络。协调器收到加入请求后经网络层向应用层发送加入确认信息,终端节点启动且已经加入网络。

本系统包括四种不同类型的传感器,根据其检测数据可以判断是否有险情发生。其中温湿度传感器采集仓库内温湿度数据,通过Zig Bee终端将数据发送给协调器,如果温湿度超过设定阈值,则启动空调通风系统,保证存放货物有一个适宜的温湿度条件。烟雾传感器检测采集到烟雾含量值,若超过阈值则向协调器节点发送报警信息。人体红外热释电传感器则检测输出的电平信号,若为低电平,表明有人入侵,向协调器节点发送报警信息,如图3所示,协调器的OLED显示器显示“some to enter”短语,并且发送短信提醒物流仓库的工作人员。火焰传感器同样通过传感器输出的电平信号判断是否发生火灾,若为低电平则向协调器节点发送报警信息,否则继续等待信号采集。终端节点发送成功则进入休眠状态,等待定时器唤醒;若发送失败,则继续发送,直到发送成功为止。

4.3 GSM模块软件设计

在设计GSM短信模块的时候,主要是对RXT、TXD、GND三个引脚对模块进行读写控制,通过协调器与短信模块进行UART通信。短信息的发送流程如图4所示。

5 结束语

本文设计了基于Zig Bee技术和GSM的港口物流仓库安全无线监测系统。该系统实现了对港口物流仓库火情、盗情和环境参数的实时采集,而且将仓库内网通过串口连接GSM网络,使仓库工作人员能够通过手机监控仓库环境,实现了港口物流仓库安全无线监测系统的远程监测。该系统安装方便、使用简单、容易扩展,物流仓库管理人员可根据自己的需要设置不同的传感器节点。系统满足了低功耗、低成本的需要,有效提高了港口物流仓库管理的现代化水平。

摘要：介绍了基于ZigBee技术的港口物流仓库安全无线监测系统设计。该系统利用ZigBee CC2530的无线传感器网络,通过GSM手机,对物流仓库盗窃、失火突发事件以及温度、湿度等环境参数进行重点监测。系统基于高精度数据采集平台,除现场蜂鸣器报警之外,还可以实时传送数据,实现手机远程报警。该设计功能齐备,结构小巧,具有良好的实用价值。

关键词：ZigBee,无线传感器网络,安全监测,GSM

参考文献

[1]梁绒香.基于无线传输的粮仓多参数综合监测系统设计[J].自动化技术与应用,2014,33(8):43-47.

[2]冉彦中,曹婧华.Zigbee协议星型组网实验的设计与实现[J].实验技术与管理,2013,30(2):101-102.

[3]章伟聪,俞新武.基于CC2530及Zig Bee协议栈设计无线网络传感器节点[J].计算机系统应用,2011,20(7):184-187.

[4]赵悦,程跃,张宏坤等.基于Zig Bee的温室测控系统设计[J].实验室研究与探索,2014,33(12):131-134.

[5]常艳星,刘成忠.基于Zig Bee技术的小型粮库突发火情监控系统的设计[J].甘肃农业大学学报,2014,(6):175-180.

[6]李艳,葛年明,陈杰.基于Zig Bee的多传感器物联网无线监测系统设计[J].自动化技术与应用,2015,34(1):47-51.

[7]李新.基于CC2530的Zig Bee网络节点设计[J].PLC&FA,2011:97-99.

[8]CC253X User’s Guide[EB/OL].http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/cc2530.html.2010-06-25.

[9]沈华东,周义,张坤.基于GSM网络的柔性制造车间安防报警系统设计[J].机械设计与制造,2009,8(8):252-253.

[10]张增林,郁晓庆.基于GSM网络的家庭智能监控器[J].微计算机信息,2012,28(9):8-10.

安全播出监测系统的设计与实现 篇8

关键词：监测,安全播出,网络化管理,故障智能综合定位报警系统

0引言

广播电视监测工作是广播电视事业的重要组成部分, 是广播电视安全播出的重要保障, 是确保播出效率和覆盖效果的重要手段, 是广播电视自我监督的重要环节。为确保播出安全, 需要全面有效地对广播电视节目各环节播出情况进行监测, 实现对信源、传输及发射播出整套链路各监测点和设备状态的掌握, 及时准确发现并判断故障点位置。

1天津卫视监测系统

1.1多环节信号监测

天津卫视播出系统分为4条相同的播出链路进行节目的传送, 1条为主链路, 其余3条为备用链路。每路信号包括1套电视与5套广播节目, 所有信号均为未加扰信号。播出信号首先通过SDI信号 (共2路相同的SDI信号, 转为4路SDI信号进入到每条播出链路中) 进入到编码器, 再到复用器和调制器, 经QPSK调制, 最后将70MHz中频信号进行传送。

监测系统平台进行多环节信号监测, 包括对ASI信号的码流监测和内容监测, 以及70MHz中频信号的信道、码流、内容的多级监测和SDI信号的内容监测。监测系统以语音、文字等多种形式自动报警;监测数据记录、查询。全面监测节目传输过程, 实时自动监测所有信源码流及视音频内容故障, 为保障安全播出发挥重要作用。

监测系统主要的监测信号点为每条链路中编码器、复用器输出的ASI信号、上变频后L波段QPSK已调制信号。同时对2路SDI信号进行实时的监测, 以及1路下变频L波段QPSK信号。需要对2个SDI信号, 8个ASI信号和5个QPSK信号共15个监测点进行监测。系统链路如图1所示。

1.2多画面监测

为了直观查看各环节节目的状态, 搭建了多画面显示监测系统, 由监测前端、监测主机和1块等离子屏幕组成。系统监测图如图2所示。

监测前端:直接接入所需监测的广播电视信号。采用高集成度板卡的解决方案, 系统基于嵌入式结构, 模块化设计, 支持冗余电源, 支持热插拔。板卡同时具有信号传输信道监测、码流监测、解扰及TS over IP流的输出等功能。板卡可通过WEB管理方式, 能访问网页的计算机便可进行管理。监测前端把监测信息和IP打包后的TS流数据最终通过以太网传送给监测主机。

监测主机:通过交换机接收监测前端实时发送的组播TS流, 完成视音频内容的解码, 进行多画面显示和实时监测信息显示。多画面显示监测主机可支持高清节目显示。对于所有屏幕上显示的节目, 在不调整线路情况下, 频道的位置及大小可任意调整。提供彩色音频VU表, 双声道音频显示, 以叠加在画面边缘实时变化的彩色音量柱来指示音量的大小, 可实现任意一路音频输出, 具备无伴音报警。对节目内容实时监测有伴音静帧、无伴音静帧、黑场、静音、音量过高、音量过低等故障, 并进行实时监测报警。对监测到的故障和异常提供多种方式的报警, 监测主机可全程24小时录像功能, 也可进行时段录像或故障提前30秒触发录像功能, 通过数据库对监测信息和录像文件进行存储、管理和查询, 具备成熟的多级用户管理功能, 支持远程访问和操作。

1.3设备的网络化管理

天津卫视播出链路由哈雷DIVICOM MV100编码器、哈雷DIVICOM MN20复用器、RADYNE DM240调制器和NEWTEC NTC2277调制器等设备组成。这些硬件设备自身受NMX网管系统的集中管理, NMX通过SNMP协议对外提供服务, 将设备发生的故障信息以Trap形式发送给故障智能综合定位报警系统。如图3所示。

在监测点、设备元素区域, 可以通过拖拽方式向链路配置区域添加监测点、设备。设备以树型结构显示。可以方便选取设备, 根据开放的协议, 对设备进行相关信息的录入, 每个设备设立独立编号, 可以方便的进行设备查询。设备故障录入数据库, 可以生成数据报表, 方便后续的统计分析、为维护提供依据。

对于需要进行控制的设备, 可以直接链接到NMX页面, 进入设备详细状态设置及控制界面。

1.4故障智能综合定位报警系统

利用设备的网络管理, 该系统可根据各个前端上报的故障收集起来做综合的归并, 生成准确的报警, 快速定位故障, 并以状态灯报警、链路报警、日志报警、多画面报警、语音报警、短信报警、数据库报警查询等多种方式完成报警的展现, 同时可支持一些控制过程, 如节目多画面查看、码流分析、码流录制等。主界面如图4所示, 副界面如图5所示。

1.4.1系统主界面

图4为Alarm Center主界面, 在界面左上方显示当前选中的频点, 其面板上显示了该频点包含的节目天津卫视, 通过点击节目按钮可打开Alarm Center的副界面, 显示该节目的机房实际链路中各监测环节的实时视频、详细故障状态灯、节目链路等信息。

所有已分组频点显示在Alarm Center主界面的下半部分区域, 根据天津卫视的播出特点进行所有频点展示, 共分为四个模块:SDI、编码器输出ASI、复用器输出ASI和调制后QPSK。所有已分组频点展示区某个频点发生故障 (包括信道故障、码流故障和该频点下任意节目的视音频故障) 时, 对应频点按钮的频点别名 (或真实频点值) 会以红色字体显示。

当Alarm Center接收到前端上报的故障后生成归并报警时, 报警日志的报警灯会变成红色, 表示当前有报警发生。日志区域显示具体可细分为正在发生的报警 (归并后的报警) 日志、已恢复的报警日志、手动忽略的报警日志、自动忽略的故障日志、历史发生的报警和报警恢复日志。

1.4.2系统副界面

监测节目的实时画面展示区展示当前节目在各个监测点的实时视频。节目所属频点的信道指标、一级二级错误状态灯展示区显示对应频点的信道指标 (包括信号锁定状态、场强、MER值和BER值) 、六个一级错误 (Sync Loss、Sync Err、PAT、Continuity、PMT、PID) 和五个二级错误 (Transport、CRC、PCR、PTS、CAT) 对应的故障等状态。

节目链路和链路报警展示区展示当前天津卫视的实际机房链路图, Alarm Center在接收到前端上报的故障或归并生成报警时, 链路会展示出相应的报警提示, 分别提示为:接收前端上报的信道和码流故障时, 链路中相应环节的链路 (码流) 会变红报警;归并生成设备报警时, 链路中相应设备会展示报警 (设备图标的背景变成红色) ;归并生成码流报警时, 链路中相应环节的链路 (码流) 会变红报警。在进行链路报警时, 报警环节的后续链路环节都变成“灰色”状态, 表示监测无效。

副界面的日志报警区域结构与主界面报警日志区域一致, 与主界面日志不同的是, 副界面的日志区域只显示当前链路相关的几个码流的日志信息。

2监测系统的特点

1.统一平台、高度集成

集成各个监测环节, 统一调度, 方便进行码流定点分析、码流定点录制、节目状态查看、历史故障查询。集中分组展现各个环节所有传输流的状态, 一目了然。

2.节目链路查询

可以方便查询到节目在机房中的传输链路, 并在链路上展现具体不同环节上的码流状态及视音频比对查看, 方便定位问题环节。

3.智能报警

对故障进行监测点内部、监测点之间的逻辑比对、归并, 并结合设备状态, 生成智能报警, 同时滤除干扰项。

4.通过码流和图像的触发录制功能, 可以对故障进行记录, 便于对故障原因进行详细的分析, 从而排除隐患, 保证系统安全运行。

5.可扩展性

通过简单的二次开发, 可以兼容不同的第三方设备厂商的设备报警协议, 实现综合设备网管。结合实际工作流程, 引导值班人员逐层深入的发现问题、分析定位问题、处理问题, 提高播出质量。

3结束语

浅谈煤矿安全生产监测监控设计 篇9

该系统符合AQ6201-2006标准并取得安全标志证书的安全监控系统 (安全标志编号:20011032) 。

一、网络结构

由于KJ110N煤矿安全监控系统采用先进的分布式处理模式, 系统主干连接为树型结构, 安装扩展简单, 具体组成如下:

1. 地面监控中心站及网络终端等, 是整个监控系统的核心。

2. 系列化智能监控分站。主要完成对所监测的传感器数据采集、数据预处理、分类显示、报警、断电控制、与地面监控中心站的数据通讯、所接传感器的集中供电等;

3. 各类模拟量传感器、开关量传感器及断电控制器等设备, 是整个监测系统最前沿的终端设备, 负责对各监测点的物理数据采集、就地显示、超限报警、信号传输、对监控分站控制指令的执行等。

二、系统构成

设计在工业场地办公楼的监控中心设置矿井自动化安全监测调度系统地面中心站, 设计在地面设2个JF-F8型监控分站;在井下设8个JF-F8型监控分站, 井下设置的各种传感器均接入各分站, 分站与地面中心站的信号传输由计算机KJ110-J1和KJ110-J2传输接口完成。

三、井下安全监测监控传感器布置

甲烷传感器设置:采煤工作面上隅角1台, 报警浓度≥1.0%CH4, 断电浓度≥1.5%CH4, 复电浓度<1.0%CH4, 断电范围为工作面及回风巷非本安设备;

采煤工作面回风巷1台, 报警浓度≥1.0%CH4, 断电浓度≥1.5%CH4, 复电浓度<1.0%CH4, 断电范围为工作面及回风巷非本安设备;

采煤机瓦斯报警仪1台, 报警浓度≥1.0%CH4, 断电范围为采煤机及刮板机电源;

其它传感器设置:采煤工作面上隅角设CO传感器, 报警浓度≥0.0024%CO;

采煤工作面上隅角设T传感器, 报警浓度≥30℃;

采煤工作面回风巷设V传感器, 报警浓度≤安全规程值。

1. 回采面传感器的布置。

30101综采工作面回风巷测风站共设置CH4 (甲烷) 、T (温度) 、V (风速) 、CO (一氧化碳) 、P (负压) 5个传感器, 在上隅角设置1个CH4传感器, 在工作面设置T、CH4、CO共3个传感器, 设置4个电气设备的KP (馈电) 传感器, 并设置7个FM传感器监测附近的风门状态。

2. 掘进面传感器的布置。

(1) 大巷炮掘分站一、大巷炮掘分站二共设置2个KT (局部扇风机开停) 、1个FK (风筒) 、4个FM (风门) 、1个CH4 (进风巷瓦斯) 、1个CH4 (回风巷瓦斯) 、1个YW、CO (可伸缩胶带机滚筒烟雾和瓦斯) 、5个电气设备的KP (馈电) 共16个传感器。

(2) 巷道综掘分站一、巷道综掘分站二共设置2个KT (局部扇风机开停) 、1个FK (风筒) 、1个FM (风门) 、1个CH4 (进风巷瓦斯) 、1个CH4 (回风巷瓦斯) 、2个YW、CO (可伸缩胶带机滚筒烟雾和瓦斯) 、5个电气设备的KP (馈电) 共15个传感器。

3. 其它地点传感器的布置。

(1) 在井下爆破材料库、井下主变电所各设1个CH4和1个T传感器。

(2) 在集中煤仓30101综采工作面可伸缩胶带机机头各设1个CH4传感器。

(3) 在中央回风大巷设置1个CH4、1个CO、1个V (风速) 传感器。

(4) 在主要通风机风硐设2台P (负压传感器) 。

(5) 在每台井下局部扇风机设1个KT传感器, 井下主要风门每个设1个FM (风门) 传感器, 在每个工作面装设1台T (温度) 传感器, 井下每条胶带机机头装设1台YW (烟雾) 、CO传感器。

(6) 要求在采煤机、综掘机和运输机车上安装机载瓦斯报警仪。

(7) 全矿井共设置监控分站10台。

四、矿井安全监测系统运行可靠性分析

为提高麻黄梁矿井的现代化水平, 保证安全生产, 根据该矿的具体情况, 通过比较, 选用国产KJ110N型矿井安全生产监测系统。

KJ110N型矿井安全监测系统借鉴了国内外先进的技术和经验, 经不断的完善和改进而形成。该系统是集监测监控、通讯、光缆传输于一体的综合性煤矿监控系统。运行可靠, 使用方便, 维护简单, 深受煤矿用户欢迎。

系统配置严格按照《煤矿安全规程》规定要求设计, 对井下采、掘工作面以及总回风巷等主要部位布置有监测瓦斯、温度、风速、一氧化碳传感器及设备开/停状态传感器, 该系统最多可配置64个分站, 因此该系统具有系统接入信号量大、配置灵活、技术先进和运行可靠等优点。

设计认为麻黄梁矿井安全生产监测系统的运行是安全可靠的。

参考文献

[1]于不凡, 王佑安.煤矿瓦斯灾害防治及利用技术手册[M].北京:煤炭工业出版社, 2000.

[2]国家安全生产监督管理总局, 国家煤矿安全监察局1煤矿安全规程[M].北京:煤炭工业出版社, 20091.

[3]李继林1煤矿安全监控系统的现状与发展趋势[J].煤炭技术》, 2008, (11) .

煤矿安全网络化监测系统的设计 篇10

1 煤矿监测网络系统的总体架构

系统分为地面部分与井下部分, 两者通过光纤和光纤调制解调器系统连接。井下部分为CAN总线网络, 由子系统和CAN总线构成, 子系统由具有通信功能的智能传感器构成, 用以监测矿井里的CH4, CO, O2, 其数据通过CAN总线及光纤传给主控系统。地面部分由主控系统 (ARM系统) 、无线Modem、GPRS、以太网控制接口、主控PC等组成, 整个网络架构如图1所示。其中主控系统以ARM9芯片为核心, 负责对井下部分的测试数据进行处理, 根据数据处理的结果于现场发出声光报警, 将报警信息通过GPRS发送到政府安全监管部门的相关人员;其中GPRS和以太网控制器设计在ARM主系统的电路板上。主控系统可以将CAN网络监测到的信息通过以太网传输给监控机房的主控PC, 由主控PC通过电话通知安全管理人员, 政府安全管理部门可以通过GPRS或互联网查询煤矿的安全生产数据, 方便政府部门加强安全监管工作。主控PC用来记录网络监管的数据, 若监控室装1个LCD大屏幕显示器, PC机应用程序可以将现场数据显示在LCD上, PC机与电话线连接, 可以通知安全管理人员。为系统添加语音图像输入输出器件, 系统能传输语音和图像, 在事故发生时可以作为救生通信系统用。

2 系统地面部分的设计

主系统控制芯片选用ST公司生产的ARM9芯片:STR912FW44×6, 具有三相电感式电机的控制功能, 支持DSP指令。片内集成了544 kB的闪存及96 kB的SRAM, CPU内部工作频率是96 MHz, 支持以太网, USB, UART, I2C和CAN通信, 有10个输入输出 (GPIO) 口, 分别为P0, P1, …, P9口, 其P4口支持8路10位逐次逼近模数转换的模拟信号输入, 可以实现8种参数的测量, 因而也可以用在井下部分的CAN总线网络上实现测量与控制功能。所选用的ARM9 CPU芯片有3个URAT口, 但只有UART0支持全双工模式, 而GPRS和光纤调制解调器都是需要有握手信号的, 因此需要扩展1个全双工的UART口。用1片UART收发芯片如ST公司的ST16C550或TI公司的TL16C550将GPRS连接到ARM CPU的GPIO口, P6口接16C550的数据口, P8口接16C550的地址口, 这样16C550就成为GPRS接入的扩展UART口, 扩展的UART用来连接GPRS (明基公司的M23无线Modem) 。UART0通过1对光纤调制解调器与井下部分离井口最近的节点的CPU (MCU0) 的UART口相连, 见图2。

MCU0接收井下系统所有节点的报文, 并将数据通过光纤调制解调器转发给ARM系统。光纤调制解调器选用SEMTECH公司的ACS102A, 也可以选用ACS103, ACS104A, ACS102A连接距离可达25 km, 数据传输速率达162 kb/s, 可以通过单光纤或双光纤进行全双工通信。如果要求更高的速度, 可以选用高速的光纤Modem。对于小煤矿, 单位时间内需传输数据量不大, 也可以使用普通的贺氏Modem进行传输。ARM系统与主控PC以太网MAC的连接用以太网控制芯片STE100P (或CS8900) 和网络变压器YL18-2050S, RJ45插座实现, STE100P通过CPU的P0口, P1口与CPU通信, STE100P的以太网收发信号通过网络变压器耦合到RJ45插座上, 通过5类UTP与主控PC的网卡连接。GPRS、光纤Modem、以太网接口都集成在ARM系统的电路板上。主控PC用来处理和记录ARM系统转发的井下系统监测的数据, 并将数据显示在LCD屏幕上, 主控PC通过程序将监测数据及报警信息通过电话通知安全监管人员。语音输入通过CPU的P4口输入, P4.0脚作为语音信号输入脚, 语音信号用于紧急救生时井下与地面通信用。

3 井下CAN总线监测网络方案

3.1 井下特殊环境因素的考虑

井下环境特殊, 湿度高, 空气中粉尘含量高, 采掘爆破会产生NO2等腐蚀性气体, 这些因素对井下监测网络的电器装置有损害作用, 对气体传感器的精度也有影响。因此电器装置的导电部件如元件、接线端子、电路板等要与环境空气有良好的隔离。为了防止粉尘对测量结果的影响, 进入气体传感器测量气室的气体应有过滤装置。另一方面, 煤矿井下一般都是巷道纵横, 长达几千米, 大煤矿的巷道总长达到几十千米。标准的CAN总线是直线型的, 其最大传输距离小于10 km;传输距离越长, 传输速度下降越快。要在煤矿安全监测中使用CAN总线, 就必须对CAN在应用层进行一些定义, 同时对CAN的物理层进行合理的改进, 也就是采用中继的方法延伸总线的传输距离, 采用网桥的方法改变CAN总线网络的拓扑结构, 将CAN总线分成若干个子网。

3.2 CAN总线网络物理层的设计

井下安全监测网络由CAN总线、CAN总线中继器或网桥, 以及接入CAN总线的各种智能传感器组成。中继器、网桥和传感器是从功能上对井下系统的划分, 实际设计的网桥和传感器是井下系统的子系统。二者在物理实体上是合一的, 即传感器是智能传感器, 具有CAN通信和CAN网桥的功能。它是采用支持CAN通信和ADC的嵌入式CPU设计, 如前述的STR912FW44×6, 或ADI公司的ADSP-BF537, 或者支持CAN的单片机, 如Phillip公司的P87C591。这些嵌入式的MCU片内集成CAN控制器和模数转换器, 支持多个CAN通信端口, 具有多路ADC输入口和丰富的I/O口。通过软件设计可以同时具有CAN的桥接功能和智能传感器的功能。智能传感器的功能设计框图见图3。

图3中传感器电路只画出一路红外气体传感器, 上述的CPU一般支持6~8路, 在1个子系统上实现多种安全参数的监测。每个智能传感器还接有现场的声光报警电路。从CPU的1路时钟输出信号经过触发器分频电路产生音频的波形信号, 信号通过三极管输出给喇叭和LED, 由1个I/O脚输出信号给相应的三极管的基极控制三级管的导通, 当传感器监测到险情时, 就向报警输出脚输出信号, 启动报警电路。如监测到O2浓度低于8%时, 红色LED闪烁, 喇叭发出啸叫, 提醒矿工不要走近缺氧区;当监测到CH4浓度超标时黄色的LED闪烁, 喇叭同样发出声音。

当标准的直线型的CAN总线某1点断路时它就会瘫痪, 因此它不适宜于井下纵横交错的巷道[1] , 必须改变其拓扑结构, 方可应用于煤矿安全监测网络。这就需要采用CAN中继器 (Repeater: RP) 和CAN网桥 (Bridge) 。其基本功能是延伸CAN物理总线的长度, 增强和转发CAN报文信号。二者的区别是中继器不理解报文, 不具有报文滤波和校验的功能, 错误的信号和干扰信号也会被中继器转发;而网桥则相反。如前所述, CAN的网桥是子系统的附加功能, 通过对网桥CAN应用程序的设计, 可以实现报文缓冲转发, 报文滤波, 报文校验和报文路由的功能。定义由中继器连接的CAN总线的不同部分为CAN的网段, 被CAN网桥桥接的CAN总线的不同部分为CAN的子网。CAN的中继器可以采用商用的中继器, 也可以按井下环境的特殊要求设计。另一中继方法是使用CAN光纤调制解调器 (如3One Data Commuication的MODELL211 ) , MODELL211可以将CAN总线物理层延伸几千米到几十千米, 可以自动侦测信号速率, 传输速率可高达1 Mb/s, 零延时转发, 节点掉线保护。使用中继器联接的网段必须具有相同的通信工作状态, 即具有相同的波特率、相同的总线状态, 同1组彼此相邻的中继器联接的网段在同一时候只能有1个发送节点。而由网桥桥接的子网则相反, 如果采用缓冲转发的方式, 相邻的子网可以以不同的波特率进行, 实时转发则否。不相互邻接的子网可以有不同的总线状态。如前所述基于STR912FW44×6的智能传感器支持3个CAN口, 可以接3个子网, 网桥功能是由智能传感器应用程序所增加的附加功能, 不需增加硬件。CAN报文滤波, CAN报文收发的串并转换, 报文校验等由CPU片内集成的CAN控制器实现。CAN寄存器的配置, 报文ID的设置, CAN端口的映射由CPU的应用软件实现。通过应用软件, 设置报文接收滤波的ID屏蔽码, 网桥可以通过接收报文滤波实现报文路由。通过网桥的报文滤波的, 选择报文的转发路由, 可以减少冗余报文的传送, 提高网络的通信效率。井下系统综合使用中继器和网桥来构建CAN总线的拓扑结构, 其结构如图4所示。

CAN的子网通过网桥联接, 子网之间呈树型结构, 子网内的网段用中继器 (RP) 联接, 每个网段及只有单一网段的子网均接成环型结构, 亦即双总线结构[2] , 但双总线在空间上分开布线, 这样当总线某处出现断点时, 总线变成直线型, 依然正常工作。使CAN总线以树型的方式扩展到矿井每个巷道, 其中由井口到主要工作面的主巷道由子网直线型连接, 构成井下系统CAN总线的主干线。靠近井口节点的CPU MCU0的UART0口接光纤调制解调器ACS102A。

4 数据处理

将传输的数据分为上行数据和下行数据。由井下节点向地面系统方向传输的数据为上行数据, 包括监测结果、报警报文以及节点的状态数据;反之则为下行数据, 包括系统发给各节点的控制命令, MCU0发送给各节点的远程帧。上行数据的流量大于下行数据。井下系统可按照CAN规范V2.0A和V2.0B进行通信, 由于系统监测的数据类型不多, 基于成本要求, 监测站点不能设得很多, CAN报文的帧格式采用V2.0 B的标准帧, 即所有帧的ID采用11位基本ID。11位ID可表示的数据达211个。报文识别符ID映射报文的数据类别及源节点地址, 报文的路由通过报文接收滤波实现。所选用的ST CPU片内CAN控制器报文RAM有256 B的ID屏蔽码, 报文的优先权设置是按报文ID码的大小从高到低增大的, 报文的滤波是以ID码从小到大顺序进行, 意即从ID码的高位开始。所以最小的ID码分配给报警报文, 其次分配给命令字, 即ID码0D—3D作为报警报文, 4D—11D作为命令字, 其余的ID码分配给网络的各站点, 其中最小的ID分配给MCU0。报警报

文和命令字报文的数据域的后2个字节用来表示数据源地址, 不足部分以0填充, 其余正常的帧按CAN规范的标准格式编码。通过应用软件有规划地配置报文ID和各个节点的用于接收滤波的ID屏蔽码, 使报文ID既能映射报文的数据类型和数据源站, 又能减少网桥不必要的报文的转发, 这样能提高通信效率, 方便地面系统追溯数据源, 便于安全管理。井下系统的每一节点的智能传感器从其模数转换端口读取要测量的参数, 并与应用程序设定的值进行比较, 一旦超过警戒值, 就在现场发出相应的报警信号。正常情况下, 由MCU0以轮询的方式发送远程帧, 依次读取各节点的数据, 并将数据通过光纤Modem转发给ARM系统。除有报警信号之外, 各节点不需竞争总线, 各个节点只接收MCU0的远程帧和发送数据帧。网桥的ID屏蔽码向下行方向包括其下辖的所有子网的节点的ID码, 以便将其下辖的所有子网的节点数据转发给MCU0和将MCU0的报文转发给下辖的子网的节点, 子网基本节点则按各自的ID进行接收滤波和应答。地面系统的ARM系统根据报警报文启动报警系统, 将CAN报文转换成以太网数据, 发送给PC机, PC将数据按照节点的ID对应的矿井位置和数据分类绘制数据表, 添加时间信息, 显示在屏幕上, 并保存文件, 遇有报警报文时, 报告相关人员。

5 结论

采用网络化、智能化的煤矿安全监控与检测系统, 能及时发现安全隐患, 该监控系统分为地面和井下两部分, 地面部分负责数据处理和报警, 井下部分负责检测井下安全数据。井下部分由测量各种参数的智能传感器组成, 这些传感器用CAN总线网络联接起来。CAN总线网络采用局部环型整体星型的拓扑结构以适应煤矿的特殊环境要求, 采用智能中继器是延伸总线长度并将CAN的直线型结构变为星型结构的合理办法。

摘要：论述了以网络化的系统实时监测煤矿多种安全环境条件以及灾难救生的安全系统方案, 并详述各部分的设计。监测系统分为地面部分和井下部分。地面部分由ARM系统、PC系统及安全管理相关部门组成, 地面部分是对井下部分监测结果作出响应、报告和执行的部分;井下部分由CAN总线连接的智能传感器组成, 各智能节点实时监测煤矿的安全因素, 并具有现场声光报警功能。井下部分与地面部分通过高速的光纤调制解调器系统连接。重点论述了井下监控的CAN总线网络硬件设计。

关键词：煤矿安全监测系统,CAN网络,ARM,单片机

参考文献

[1]Robert Bosch GmbH..[S].BOSCH.CAN Specifiication Version2.0.1991, Postfach300240, D-70442Stuttgart.

浅谈大坝安全监测的特点 篇11

关键词大坝；安全监测；管理；安全运行

中图分类号TV文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)081-0207-01

20世纪30年代后，国际上相继发生了圣佛西斯、马尔巴赛这样一些著名的垮坝事件，造成惨重的灾害及巨额的损失，给人们鼓响了警钟，各国专家、工程技术人员纷纷对大坝安全监测的各个环节进行研究与开发。70年代后，由于微电子技术、计算机技术及通讯技术等相关学科的飞速发展，给大坝安全检测技术的发展创造了良好的外围条件。到90年代，大坝安全监测技术已有长足的进步。这期间，大坝安全检测的使命得到了进一步的认同和加强，进而大坝原型观测进入了大坝安全检测新阶段。

大坝安全监测的物质基础是硬件，即在施工阶段所建成的大坝安全监测系统。而硬件的好坏，取决于设计、施工和运行维护管理，其中设计、施工最为重要，运行期测值的基准值常常在施工阶段就要确定，首次蓄水阶段是大坝第一次经受库水考验的重要时期，在荷载的作用下，大坝和坝基可能会发生一些调整，这个阶段的监测尤为重要，运行期的监测是掌握大坝运行工况的重要手段，监测数据是判断大坝安全与否的重要依据。

1大坝安全监测的特點

大坝安全监测工程虽是整个水电工程的一部分，但是有其自身的规律和特点，这些特点主要有以下几方面：

1）安全监测的专业性强，且涉及多门学科。从事者除了应有水工、地质等专业知识外，还应具备有关安全监测的知识和经验，如各种监测仪器仪表及设备的工作原理和性能、量测技术、监测资料的处理方法等。

2）大坝安全监测是一门新兴的学科，监测理论、监测技术、监测仪器设备和自动化监测系统等正在蓬勃发展，这使监测设计者有广阔的选择空间，但也可能由于技术不成熟而造成无所适从的麻烦。

3）判断安全监测的效果具有隐蔽性和长期性的特点。所谓隐蔽性是指监测仪器设备安装后的效果不能直接看到，而要通过观测、计算和分析才能判断。所谓长期性是指监测仪器设备安装后要长期运行下去，要经得起长时间的考验，要经过一两年，甚至更长的时间的观测、分析才能确定其效果。因此对监测仪器的埋设过程必须严加控制和管理，确保埋设质量。

4）大部分监测仪器，如应变计、测缝计、渗压计、钢筋计、位移计、温度计等属于内埋式仪器，一旦埋入就不可更换，所以对这些仪器的质量要求更高，施工前对仪器选择和检验管理工作尤其重要。

5）全监测自动化等新的监测技术发展迅速，但某些理论、手段还不成熟，需要更多工程的实践与检验。

6）到目前为止，大坝安全监测工程还没有定额，使工程预算、标底制定、投标报价和评标等存在许多不确定因素，给业主单位管理上造成困难。

安全监测项目从设计、施工到运行期的管理，各阶段均有其自身的特点，是一个复杂的系统工程。大坝安全监测项目既不是一般意义上水利建设工程，也不能算是纯粹学术上的科研项目，应该说是二者的一个混合体。从宏观上讲，大坝安全监测主要包含仪器埋设及资料数据观测、整理、分析评价。仪器埋设跟随大坝主体土建工程施工而进行，有水利工程施工的特征，如涉及大量人力、物力以及仪埋设施，工作面条件艰苦，人员安全问题应重视；而资料数据分析评价则科研项目的属性较重，涉及专业面广、技术环节多且技术含量高，属于复杂的脑力劳动。

由于大坝安全监测工作的重要性、复杂性以及作为一门新兴的和不断发展中的学科，研究、探讨安全监测工程的管理，对规范、完善、发展安全监测工作，确保水工建筑物的安全运行具有重要的意义。

2国内大坝安全监测现状

根据有关文献统计分析，虽然近些年大坝安全监测专业取得了很大的进展，但在某些质量管理方面仍存在许多薄弱环节，有待加强与改进：

1）承包商缺乏建立大坝安全监测系统的实际经验，埋设安装队伍无工程现场施工经验，缺少必要的仪埋保护措施。

2）仪器安装粗糙，未能满足施工技术要求，某些仪器安装前未做检定。

3）仪器选型量程不合适，某些仪器本身存在质量问题，以致观测数据资料无法利用。

4）安全监测设计不当，包括测点布设和仪器量程选择。

5）管理维护不力。

目前国内承接大坝安全监测项目施工的承包商多为水利行业的科研院所（或大专院校）以及土建承包商的下属单位，项目部组建一般由科研院所单位自营或与土建主体施工单位联营组建两种基本型式。大坝安全监测承包商很少有专业的安全监测施工公司，因此普遍存在着“重技术、轻管理”，“重仪器安装、轻数据分析”的弱点。

3大坝安全监测工程项目管理总体思路

为达到安全监测工程的预期目的，确保主体工程的安全运行，水电站大坝安全监测工程应加强各阶段各环节的全过程管理：在工程招标设计阶段应对大坝安全监测系统进行专题设计和审查：工程竣工验收时应将大坝安全监测系统列入枢纽工程进行专项验收；运行后，大坝安全监测系统一般应每隔5年进行一次定期检查，对监测系统工作状态进行全面鉴定并提出评价意见对存在问题的监测系统应进行完善和更新改造；监测资料应及时进行整理、分析，长期资料分析应每隔5年至少进行一次。全过程管理应以质量管理为核心，兼顾进度控制和成本控制，以信息化为手段提升管理能力和管理成效。

4结束语

针对当前安全监测工程存在的问题，本文结合个人工作实践经验和体会，主要提出以下几个方面建议：

1）大坝安全监测工程质量管理的范围、项目组织机构及建立质量保证体系的方法和程序。

2）大坝安全监测项目质量控制的基本要求以及质量控制的内容、特点和方法。

3）大坝安全监测工程全面过程管理的原则、要求和方法，包括安全监测设计、监测仪器、仪埋安装、数据观测分析评价及完工验收移交等各环节的管理。

参考文献

[1]魏德荣.大坝安全监测及其特征浅析.大坝观测与土工测试,1997.

[2]牛运光.我国大坝安全监测工作的现状与发展.大坝观测与土工测试,1996.

[3]赵志仁.大坝安全监测设计.郑州:黄河水利出版社,2003.

安全监测设计 篇12

在当前复杂的背景下, 安全播出工作日益重要。随着数字化、网络化、信息化技术的迅猛发展, 各种高新技术的广泛应用, 为建立集广播电视安全监测、质量监测、内容监测、可视与语音指挥调度、预警信息发布和综合管理等功能于一体的安全播出指挥监测中心提供了条件。

2 总体结构和组成

安全播出指挥监测中心由广播电视监测系统、可视与语音指挥调度系统、文件信息发布和短信息发布系统等组成。广播电视监测系统为省、地市两级结构, 通过网络安全技术、地理信息系统技术、数据库技术、数据传输技术、流媒体技术等信息工程技术, 实现对有线电视播出前端的节目和无线覆盖的节目进行监管, 整个系统由广播电视监测设备、传输设备、存储设备、数据处理设备等组成, 主要完成安全监测、质量监测和内容监测功能。可视与语音指挥调度系统以电视电话会议为基础, 结合内部语音网络, 实现指挥调度手段的多样化, 提高应急响应处理能力。文件信息发布与短信息发布系统通过计算机网络和移动短信息平台, 提高了信息传递效率, 完成预警发布、文件管理规范化等功能。系统总体结构示意图如图1所示。

3 系统组成及功能

3.1 广播电视监测系统

广播电视监测系统由监测监管中心平台、存储系统、显示系统和监测前端四大部分组成。

3.1.1 监测监管中心平台

监测监管中心平台主要由服务器群组成, 完成设备管理、配置管理、数据管理、告警管理和视音频内容管理等功能。

在省监测中心局域网内, 任意主机可以通过浏览器访问WEB服务器, WEB服务器通过权限认证后提供相应显示界面, 完成对数据库服务器、流媒体服务器、存储的录像文件的查询、访问, 以及通过应用服务器对监管前端下达指令任务。W E B服务器, 作为客户端对监测系统进行访问的门户, 支持多用户的同时操作;可以提供不同内容的页面, 包括监测系统各模块的访问、查询界面, 以及监测中心综合信息平台的访问界面;通过WEB服务器, 对重要的数据库服务器、网络存储设备、应用服务器进行后台访问操作, 有利于用户管理, 提高对数据的保护, 有利于增加新内容, 提供新功能, 便于扩展。

为满足监测中心对多个回传视音频的实施监听监看, 使用2台服务器作为流媒体服务器, 完成对监测前端回传视音频的分发和点播。在省监测中心的局域网内, 网络用户通过浏览器可以访问流媒体服务器, 通过选择相应地市的监测前端的节目参数, 对回传节目进行点播, 多个网络用户可以观看同一回传节目, 对于节目的选择是按照访问用户的级别高低进行控制, 在通过媒体播放器进行播放的时候, 可以对视音频画面进行录制。

在省监测中心的数据库服务器, 完成对监测前端回传的质量监测参数、异态报警、门限报警、节目运行起止时间、报表的分析结果等的处理。数据库使用Oracle 10G标准版。数据库服务器支持多个网络用户的同时访问, 按照权限的高低访问不同的数据库内容, 由于采用Oracle数据库, 所以数据库的运行效率很高, 支持用户的同时读取与写入。通过省中心工作站对数据库的各项数据统计, 把检索数据结果通过开放的接口输出到相应报表中, 方便高效的处理数据。

省监测中心对地市前端设备的控制、监测门限参数设置、监测时段任务下达、录像数据回传设置、质量测量任务、实时视音频回传等操作, 都通过应用服务器把相关指令转发到地市前端的监管主机中, 并且接收前端监管主机发回的数据与应答指令。省中心局域网中的工作站, 可以通过WEB服务器查看到由应用服务器生成的地理信息 (GIS) 显示, 按照广东省各监测分前端在地图中的地理位置, 显示监测的状态信息、报警信息。

3.1.2 存储系统

存储系统主要用于各种监测数据、告警信息、故障时段的录音录像的存储, 保证各种数据和码流能快速准确地被监测监管中心平台检索和提取。监测中心存储系统采用IP SAN结构, 采用双64位存储处理器、64位硬件体系和64位专用存储操作系统, 配置企业级SATAII硬盘, 在采用RAID5保护机制情况下, 有效存储空间达到36TB。

每台I P S A N设备能提供4 1 0 M B/s的带宽吞吐量和54, 000 IOPS的处理能力, 具备4G缓存、以太网管理接口、千兆以太网业务接口以及64个主机连接数量;具备链路聚合和故障切换;具备电源自动故障切换, 支持多种型号的外接UPS, 避免电源故障带来的系统异常;支持RAID容量的在线动态扩展、在线RAID级别转换和热备盘 (Hotspare Disk) 等多种数据安全保护机制。

3.1.3 显示系统

显示系统由显示服务器组成, 通过监测监管中心平台对各监测前端设备的控制, 可以选择各地市任意九套以上电视节目组成的多画面图像进行实时回传。在2M带宽下, 提供高质量、清晰的回传画面质量。在监测中心的电视墙上, 通过显示系统, 能同时监看19个地市监测前端实时回传的节目画面。另外, 显示系统也实现对19个地市每个地市8套无线广播节目监测的信号音柱的显示。

显示系统示意图如图2所示。

3.1.4 监测前端

监测前端包括模拟监测前端、数字监测前端和广播监测前端, 是由信道码流解扰监测终端、有线电视频谱场强测量仪, 网络交换机, 数字电视监测主机等组成组成, 如图3所示。信道码流解扰监测终端输入有线射频信号, 通过对射频信号进行解调, 对加密码流进行大卡解扰, 对解扰后的清流进行网络IP组播, 对码流参数进行实时监测, 完成数字信号的安全监测、质量监测。数字电视监测主机接收网络传送的码流包和质量监测参数。数字电视监测主机, 利用主机CPU的高性能的运算能力对码流进行解码, 同时进行H.264格式的转码存储与网络回传, 完成内容监测。数字电视监测主机, 除了支持PSI/SI数据解析回传的功能, 还可以通过网络和SMS/CAS系统连接, 可对SMS/CAS数据进行采集回传。监测中心通过SNMP设备管理协议, 对数字电视监测主机进行设备管理。数字电视监测主机可以将设备运行状态参数反馈到中心, 用于实时掌握设备的运行情况。

3.2 可视与语音指挥调度系统

系统主要由MCU (多点控制单元) 和分会场终端组成, 各个分会场以2M速率接入到MCU, 可以组织双视频流会议, 音频电话和可视电话可通过内部语音系统加入会议内一并进行指挥调度。系统支持H.320、H.323等协议, 具备开放性和良好的可扩展性, 系统稳定可靠, 操作维护管理方便。结合内部语音程控交换机的功能和计算机技术, 能够实现组呼、通播、多路自动收发传真等功能, 使得指挥调度方式和手段非常灵活。系统结构图如图4所示。

3.3 文件信息发布与短信息发布系统

该系统是以计算机网络和移动短信平台为基础, 通过WINDOWS SERVER和IIS+FTP应用进行搭建, 对广播电视播出、传输等环节出现的任何故障或突发事件、异常现象, 可通过该系统向相关地级市发送预警、调度指令, 可以有效预防重大故障或事故的发生, 缩短应急事件的处理时间。随着业务的深入开展, 也可在此平台上搭建综合管理系统和办公系统。

4 技术要点描述

4.1 合理的体系结构

针对广播电视监测系统规模大、覆盖范围广的特点, 系统选用基于HTTP协议的B/S体系结构构建, 监测中心与监测前端设备之间使用开放的XML接口进行通信, XML接口格式标准、规范、可扩展。B/S架构的监测网系统是现在监测网系统发展的新形态。由于在通讯上采用HTTP协议, 并采用了成熟的WEB服务器和中间件软件, 使得系统的性能和稳定性大大提高, 可同时控制多台监测前端和多个客户端并发, 克服了以前数量限制的缺点, 也为将来的网络整合提供基础。

4.2 高效压缩

目前, 广电系统的网络带宽有限, 分配到每个地级市的带宽为4M。采用H.264的压缩方式对数字化的视音频数据进行压缩, 压缩后的数据传输时只占用约1M的带宽, 保证了文件能清晰、顺畅地传输。

4.3 应用层多播技术

在有限带宽的网络条件下, 不足够让每个需要接收监测前端流媒体的客户端都向监测前端请求一路实时视频。为满足监测中心同时多用户观看实时流媒体的需求, 需要使用多播技术。采用应用层多播技术后, 监测中心的多个用户可以同时接收监测前端播出的流媒体, 又将多播限制在局域网内, 不会造成全网的广播风暴。

4.4 录像文件的无缝拼接技术

在系统中, 使用了顺序流的方式进行历史录像的回放。在Web Server上开发了录像点播Filter程序, 重新解析了HTTP传输协议, 将对多个录像文件的查询操作虚拟为对一个大录像文件的查询操作, 在后台实现了各个录像文件之间的剪切和拼接, 保证了数据的安全性, 可以准确定位录像查询时间, 保证各文件间无接缝。

4.5 系统远程维护

针对监测前端多、覆盖面广、维护较困难的情况, 应用软件远程升级、远程断电重启功能、软硬件看门狗等功能, 使分布在全省的监测前端能快速的完成升级, 并实现无人值守, 自动按照任务列表的要求24小时不间断自动监测。远程维护功能的应用, 在保证高稳定性的前提下, 极大地减少了监测网系统的维护费用。

4.6 合理利用网络带宽

在统一规划下, 利用三层交换机VLAN技术, 有机融合广播电视监测系统、可视与电话指挥调度系统和信息发布系统, 令各系统在同一网络环境下可靠运行, 节约带宽的占用。

5 结束语