1 方案背景與目標

作為我國主體能源，煤炭發(fā)揮著(zhù)國家能源安全“壓艙石”的關(guān)鍵作用，煤炭產(chǎn)業(yè)智慧化發(fā)展也逐漸成為轉型升級、實(shí)現高質(zhì)量發(fā)展的新路徑。近年來(lái)，國家高度重視把推動(dòng)煤礦智能化建設作為煤炭轉型升級的重要抓手，加快推進(jìn)煤炭行業(yè)改革，推動(dòng)智能化技術(shù)與煤炭產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，提升煤礦智能化水平，促進(jìn)煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，實(shí)現煤礦生產(chǎn)的“減人、增安、降本、提效”，實(shí)現煤炭行業(yè)安全高效生產(chǎn)和可持續發(fā)展。

在煤礦智能化建設中，主要面臨幾大問(wèn)題與挑戰，首先，在煤炭開(kāi)采與運輸流程中，設備故障頻發(fā)且難以預測，作為煤炭運輸的主要設備皮帶機系統，撕裂、堆煤、跑偏等異常情況常有發(fā)生，導致設備損壞和停產(chǎn)損失，存在嚴重安全隱患；其次，安全生產(chǎn)管理存在明顯漏洞，如違規進(jìn)入限制區域、工人作業(yè)不規范等，這些違規行為不僅增加了安全事故風(fēng)險，也嚴重威脅了人員的生命安全；第三，傳統的人工監管模式效率低下，難以實(shí)現對生產(chǎn)全過(guò)程的實(shí)時(shí)監控和精準管理，導致監管盲區頻現，無(wú)法有效預防事故的發(fā)生。為尋求解決之道，迫切需要一種新型的煤礦智能升級建設方案，以實(shí)現煤炭生產(chǎn)流程的智能化和安全管理的精細化。

九思易公司推出的易控天地管控數字化平臺，廣泛應用于智能裝備、生產(chǎn)制造、智慧城市和安防指控領(lǐng)域，幫助用戶(hù)實(shí)現數字化轉型和智能化升級，打造涵蓋數據采集與控制、數據管理和分析、現代人機交互、過(guò)程控制、流程管理、生產(chǎn)管理和企業(yè)管理等功能的管控系統。近年來(lái)，易控天地融合更多智能化技術(shù)，支持設備、視頻、算法等層面的智能化應用，使AI技術(shù)與生產(chǎn)制造充分融合、高效聯(lián)動(dòng)，為煤礦智能化建設注入不竭動(dòng)能。

2 方案詳細介紹

由易控天地打造的智能化煤礦生產(chǎn)管控系統是集煤礦生產(chǎn)設備監控、開(kāi)采運輸、選洗煤、通風(fēng)、配電、排水等于一體的綜合性管理和控制系統。該系統將自動(dòng)化管控與AI技術(shù)相結合，提供了皮帶運輸異常檢測、煤量分析統計、區域入侵防范、人員行為監管、罐籠超員檢測等智能化識別和報警功能，能及時(shí)發(fā)現皮帶傳送的堆煤、危險區域的人員闖入、人員作業(yè)不規范等現象；并能及時(shí)采取規避措施，避免設備停機引起的工期延誤、設備過(guò)載燒毀造成的經(jīng)濟損失，減少安全事故造成的人員傷害，形成了識別、報警、處理的智能化管控，極大提高了煤礦生產(chǎn)效率并大幅降低成本，本方案已經(jīng)在眾多大型能源集團獲得廣泛應用。

智能化煤礦生產(chǎn)管控系統應用在煤礦的生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程，針對皮帶運輸、區域入侵、人員行為等可能造成的生產(chǎn)故障和安全隱患進(jìn)行及時(shí)的檢測、AI分析、控制及防范，保障生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程的正常，減少危險和事故的發(fā)生。

（1）皮帶運輸的分析識別

煤炭運輸作業(yè)過(guò)程中，皮帶機可能發(fā)生一系列異常情況。比如皮帶上混入大矸石等異物會(huì )對皮帶產(chǎn)生撕裂；物料卸載不均勻或超出煤倉儲存量時(shí)發(fā)生堆煤現象，造成皮帶卡死、設備燒毀；皮帶安裝時(shí)的誤差致使運行時(shí)產(chǎn)生跑偏，對皮帶造成損害等。發(fā)生這些異常情況后，往往需要緊急停機停產(chǎn)檢修，給煤礦帶來(lái)嚴重的經(jīng)濟損失，甚至可能引發(fā)安全事故。

傳統的皮帶檢測手段是使用傳感器、控制器等儀器，檢測運輸煤量的異?；螂姍C運轉參數的異常。但是這種方式受復雜環(huán)境因素和儀器精度的影響，往往不能及時(shí)發(fā)現問(wèn)題，對危害的控制效果十分有限。

本案例利用AI分析和識別技術(shù)，及時(shí)精準地發(fā)現和定位皮帶運行異常。系統使用攝像機獲取皮帶運轉的視頻影像，通過(guò)集成的AI識別算法及時(shí)檢測到異物混入、堆煤、皮帶跑偏等異?，F象，并自動(dòng)或通知生產(chǎn)人員進(jìn)行排除。該系統所采用的AI識別算法集成了眾多煤礦生產(chǎn)和行業(yè)專(zhuān)家的經(jīng)驗，準確識別99%以上的皮帶異?，F象，且識別迅速，同時(shí)將分析識別結果和視頻疊加顯示。

圖：經(jīng)AI識別算法處理后的實(shí)時(shí)視頻影像，標注了皮帶異物識別的位置和類(lèi)型

（2）區域入侵的分析識別

違規進(jìn)入限制區域可能引發(fā)安全事故，需要嚴格防范。傳統的巡檢和視頻監控等人工防范措施都存在監管漏洞。本案例通過(guò)視頻分析算法，可以準確、及時(shí)地識別出人員、車(chē)輛等防范目標和進(jìn)一步信息，能顯示被限制目標和相關(guān)信息、自動(dòng)報警和進(jìn)行防范處理。該系統解決了傳統人工檢測漏報的問(wèn)題，同時(shí)提高了入侵防范處理的效率。

圖：煤礦智能綜合管控系統主要界面

（3）人員行為的分析識別

煤礦生產(chǎn)過(guò)程中的任何違規行為都可能造成嚴重的安全事故，輕則帶來(lái)財產(chǎn)損失，重則導致人員傷亡。需要監管的違規行為包含工人吸煙、接打電話(huà)、沒(méi)有正確穿戴安全用品、睡崗離崗等。傳統的監管方式主要采用人工監控，經(jīng)常會(huì )有誤報漏報的情況發(fā)生。

本案例實(shí)時(shí)對采集到的視頻中的人員行為進(jìn)行智能解析，準確及時(shí)識別出是否存在違規現象，并對識別結果進(jìn)行區分、歸類(lèi)、整合，同時(shí)保存影像截圖，以便在歷史追溯時(shí)能夠調取出全面清晰的記錄，提高了對人員違規行為識別的準確性和管控的效率。

圖：AI識別結果以滾動(dòng)刷新的形式顯示在報警通知窗口

圖：識別結果形成報警歷史記錄可供追溯

3 代表性及推廣價(jià)值

九思易的智能化煤礦生產(chǎn)管控系統以易控天地的融合能力為基礎，以人工智能算法為價(jià)值點(diǎn)，創(chuàng )新性地使用了先進(jìn)的AI技術(shù)，可以有效地識別在傳統煤礦生產(chǎn)管理過(guò)程中無(wú)法檢測到的生產(chǎn)異常狀態(tài)，并且將智能化分析技術(shù)與自動(dòng)化管控進(jìn)行了深度融合，使煤炭生產(chǎn)過(guò)程智能化。

本案例針對傳統依賴(lài)人工檢測手段存在的問(wèn)題和漏洞，內置了建立在大量煤礦生產(chǎn)和行業(yè)專(zhuān)家經(jīng)驗基礎上的視頻AI分析和識別算法，能夠準確有效地識別出傳統生產(chǎn)管理過(guò)程中無(wú)法檢測到的異?；蛭ｋU工況。同時(shí)，將智能識別分析技術(shù)與煤礦自動(dòng)化生產(chǎn)管控的各環(huán)節無(wú)縫融合，基于智能化分析識別的結果產(chǎn)生報警、觸發(fā)預案、聯(lián)動(dòng)處理手段、形成記錄，最終呈現出了一套全新的、完整的、可靠的智能化生產(chǎn)管控系統。得益于易控天地的擴展性，該系統還支持集成各類(lèi)前沿智能算法，實(shí)現更多功能，滿(mǎn)足未來(lái)生產(chǎn)管理的多樣化需求。

智能化煤礦生產(chǎn)管控系統是一項將自動(dòng)化管控、行業(yè)經(jīng)驗、智能分析識別技術(shù)相融合的應用案例成果，強調人工智能與核心業(yè)務(wù)融合的重要性，可以成為更多人工智能技術(shù)扎根到實(shí)際應用中的范本。該系統獲得了用戶(hù)的充分肯定和市場(chǎng)高度評價(jià)，為煤炭行業(yè)提供了智能化轉型的最佳范本，具有極大的行業(yè)推廣價(jià)值。未來(lái)，九思易將持續在煤礦智能化領(lǐng)域深耕細作，緊跟政策指引和行業(yè)發(fā)展需求，用強大創(chuàng )新的產(chǎn)品為礦山智慧、綠色、安全高質(zhì)量發(fā)展保駕護航！