[发明专利]基于彩色图像监测设备的矿井爆炸监控系统

说明书

本发明公开了一种基于彩色图像监测设备的矿井爆炸监控系统，所述矿井爆炸监控系统通过在井下安装彩色摄像机和环境监测设备，采集矿井下现场彩色视频图像和环境数据，通过监测图像中异常高亮区域亮度、面积、环境数据变化等特征识别，并结合设备工作状态判别进行爆炸报警，同时抑爆灭火。所述爆炸监控系统充分考虑了矿井爆炸的特征特点，实施简单，可快速准确地对煤矿井下爆炸进行自动报警和抑爆灭火，为井下遇险人员争取宝贵的救援和逃生时间。

技术领域

本发明涉及一种基于彩色图像监测设备的矿井爆炸监控系统，该系统涉及数字图像处理技术、传感器技术和通信技术等领域。

背景技术

煤炭是我国主要能源，约占一次能源70％。煤炭行业是高危行业，瓦斯、水灾、火灾、顶板、煤尘等事故困扰着煤矿安全生产，我国煤矿重特大事故中瓦斯事故死亡人数占总死亡人数的66.5％。瓦斯爆炸和煤尘爆炸等事故，由于创伤和烧伤造成人员死亡人数不足20％，一氧化碳中毒窒息死亡人数达80％多。因此，能够第一时间对井下爆炸灾害进行报警，是及时进行应急救援，挽救井下遇险人员生命的重要保障。目前，矿井安全监测监控系统主要监测瓦斯浓度、风速、风向等，无爆炸灾害自动报警功能；矿井爆炸事故靠人工发现，发现和处置不及时，耽误了宝贵的逃生和救援时间，造成大量人员伤亡。因此，急需矿井爆炸自动报警系统，快速、准确自动发现爆炸事故并报警，为及时进行灾害处置和应急救援提供技术保障。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于彩色图像监测设备的矿井爆炸监控系统，系统主要包括存储服务器、监控终端、矿用以太网、至少一个彩色摄像机、至少一个爆炸监测报警设备、至少一个环境数据监测设备、至少一个抑爆灭火设备、至少一个声光报警设备；其中彩色摄像机、爆炸监测报警设备、抑爆灭火设备、声光报警设备、环境数据监测设备安装在井下，存储服务器和监控终端安装在井上；存储服务器负责彩色视频图像数据、环境数据监测数据及爆炸报警数据的存储转发；爆炸监测报警设备组成主要包括：主机、视频采集模块、通信接口模块、网络通信模块；爆炸监测报警设备负责监测彩色视频图像数据、环境数据和彩色摄像机工作状态，当监测到彩色视频图像中高亮区域面积、高亮区域面积增长速度、高亮区域最高亮度、高亮区域最高亮度增长速度、高亮区域分布特征、环境数据变化异常、彩色摄像机工作异常符合设定条件，则发出爆炸报警信号，同时控制声光报警和抑爆灭火设备进行抑爆灭火，爆炸报警信号通过矿用以太网传输至井上存储服务器和监控终端；监控终端负责输出报警信息，监控终端通过访问存储服务器获得实时和历史的彩色视频图像数据、环境数据；所述彩色视频图像包括RGB图像。

1.所述爆炸监控系统进一步包括：爆炸监测报警设备监测过程包括：

a.当监测到RGB图像中满足R值大于设定阈值R₁、G值大于设定阈值G₁、B值大于设定阈值B₁的连通像素点的数目M₁超过设定阈值M_A，则进入一级预警状态发出一级预警信号，同时执行步骤h；

b.当监测到RGB图像中满足R值大于设定阈值R₂、G值大于设定阈值G₂、B值大于设定阈值B₂的数目M₂超过设定阈值M_B，则进入一级预警状态发出一级预警信号，同时执行步骤h；其中R₂+G₂+B₂＞R₁+G₁+B₁，M_B＜M_A；

c.当监测到彩色摄像机工作异常，则进入彩色摄像机故障报警状态并发出彩色摄像机故障报警信号，同时执行步骤h；