CC BY
30
© В.В. Демьянов, С.М. Простов, С. В. Сидельцев, 2006
УДК 622.271.333
В.В. Демьянов, С.М. Простов, С.В. Сидельцев
ПРИНЦИПЫ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО ПРОГНОЗА УСТОЙЧИВОСТИ БОРТОВ КАРЬЕРОВ *
в ш ри проведении открытых горных
Л. А. работ большое значение имеет устойчивость бортов карьеров, напрямую связанная с напряженно-
деформированным состоянием приоткос-ных массивов, с его трещиноватостью, перемещением элементов в пространстве. Поэтому контроль за состоянием борта карьера имеет существенное значение как для обеспечения нормального технологического режима, так и предотвращения возможных обрушений со значительным экономическим и социальным ущербом.
Достаточно длительное время для наблюдения за деформациями бортов карьеров и отвалов используется стереофото-грамметрическая съемка на базе стандартной аппаратуры, выпускаемой в Германии [1]. Кроме этой аппаратуры предлагается использовать фотоаппараты любой конструкции, позволяющие с помощью дополнительных приспособлений сфотографировать выбранный участок борта карьера и далее по полученной фотографии провести фотопланиметрическое определение трещиноватости его откоса [2].
При всех достоинствах фотометрических методов перед другими методами, следует отметить, что они имеют существенные недостатки, т. к. достаточно трудоемки и не позволяют проводить оперативный непрерывный контроль устойчивости борта карьера. Для этих целей более приемлемыми являются оптикоэлектронные методы дистанционного непрерывного
Семинар № 2
контроля, например, с использованием передающих телевизионных камер, которые уже нашли применение при оперативном контроле транспортных потоков (система “Поток” и др.). Такие системы можно отнести к так называемым промышленным системам видеонаблюдения, применение которых в автоматизированных системах контроля и прогноза устойчивости бортов карьеров требует решения нескольких технических проблем.
1. Передача и прием телевизионной информации с использованием беспроводных технологий.
2. Компьютерная обработка изображений объектов, полученных в электронном виде.
3. Автоматизированное определение степени трещиноватости откоса борта карьера.
4. Прогнозирование устойчивости борта карьера.
Первая проблема с технической точки зрения является наиболее важной и наименее разработанной, т. к. требует применение специальных подходов для передачи телевизионного изображения. Вторая и последующие проблемы тоже не менее важные, однако, для их решения уже имеется электронный вариант контролируемого объекта.
Выбор стандарта для передачи телевизионного изображения определяется типом беспроводной связи телеком-мутационной системы горного пред-
*Работа выполнена при поддержке РФФИ грант № 05-05-64100 84
Рис. 1. Структурная схема передачи видеоизображения в стандарте MPT1327: 1 - видеокоммуникатор; 2 - радиостанция; 3 - видеокамера; 4 - цифровая фотокамера; 5 - видеомагнитофон; 6 - персональный компьютер
приятия. Для этих целей может быть использован радиоканал, сотовая связь (GSM, NMT-450i), транкинг MPT 1327 [3].
В среде транкинговой сети стандар-та MPT 1327 передача видеоизображения возможна с помощью видеокоммуникатора, например, KENWOOD VC-H1 через мобильный комплект на базе радиостанции MOTOROLA GM 1200 (рис. 1).
Видеокоммуникатор VC-H1 запоминает в памяти, хранит и выбирает для передачи до десяти видеоизображений от внешних устройств (фотокамеры, видеомагнитофона, видеокамеры, компьютера), а также преобразует видеосигналы в сиг-
налы телевизионного изображения с медленной разверткой стандарта SSTV, необходимые для передачи видеоинформации в транкинговой системе стандарта MPT 1327, как непосредственно между двумя радиостанциями в пределах прямой связи, так и через базовые станции, при значительном удалении между радио-
станциями.
При отсутствии транкинговой сети радиосвязи в пределах района контролируемого объекта, передачу видеоизображений можно вести в сетях региональных операторов сотовой связи, например стандарта GSM через радиомодемы Siemens MC35i
Рис. 2. Функциональная схема телекоммуникационной системы с компьютерной системой цифрового видеонаблюдения
Terminal фирмы “Siemens” [4]. Эти радиомодемы в отличие от Siemens TC35 Terminal позволяют производить обмен информацией на неограниченном расстоянии в режимах как голосовых, так и текстовых SMS- и GPRS- сообщений (рис. 2).
В данной телекоммуникационной системе возможна установка до 32 видеокамер на одну цифровую систему видеонаблюдения, например, типа EWCLID, которая позволяет произво-дить захват кадра с последующей его передачей, оперативное управление записью по каналу, времени и детектору движения. Модульное построение позволяет производить наращивание системы и создавать распределенные системы с неограниченным соединением серверов по сети.
В цифровых системах видеонаблюдения возможно использование как цветных,
1. Демин А.М. Проблемы контроля устойчивости приоткосных массивов и пути ее реше-ния//Горный журнал. - 1997. - №1. - С. 21-24.
2. Львов А.Д. Автоматизированное определение степени трещиноватости откоса уступа карье-ра/А.Д. Львов, Д.М. Потресов, Л.А. Бахвалов // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: Изд-во МГГУ. - 2002. - №12. - С. 2024.
3. Демьянов В.В. Методологические основы создания автоматизированной системы комплексного геоконтроля устойчивости бортов карьеров /
так и черно-белых видеокамер с термокожухами в широком диапазоне температур (-40...+40 °С и более), а также програмно-аппаратных комплексов видеоконтроля “Инспектор+”, “АсеСор” и др.
В заключении следует отметить, что новые телекоммуникационные технологии позволяют резко сократить время на получение электронного изображения объекта, т.к. убирают из этого процесса процедуры ручного фотографирования и его сканирования при вводе в компьютер. Дальнейшая же автоматизированная обработка электронных изображений, разработанная авторами работы [2], может быть применена в данной системе для прогнозирования устойчивости борта карьера по оценке степени трещиноватости его откоса.
--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
В.В. Демьянов, С.М. Простов, Р.Ю. Сорокин // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: Изд-во МГГУ. - 2003. - №7. - С. 109110.
4. Демьянов В.В. Система автоматизированного геоконтроля и прогноза физических процессов в техногенных массивах карьеров / В.В. Демьянов, С.М. Простов, С.В. Сидельцев, Р.Ю. Сорокин // Горный информационно-аналитический бюллетень. - М.: Изд-во МГГУ. - 2004. - №10. - С. 156-158.
— Коротко об авторах ---------------------------------------------------------------------
Демьянов В.В. - кандидат физико-математических наук, доцент кафедры электропривода и автоматизации,
Простов С.М. - доктор технических наук, профессор кафедры теоретической и геотехнической механики,
Сидельцев С.В. - старший преподаватель кафедры электропривода и автоматизации,
Кузбасский государственный технический университет.
