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1 方案背景與目標(biāo)

作為我國主體能源，煤炭發(fā)揮著國家能源安全“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(zhuǎn)型升級(jí)、實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的新路徑。近年來，國家高度重視把推動(dòng)煤礦智能化建設(shè)作為煤炭轉(zhuǎn)型升級(jí)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(xiàn)煤礦生產(chǎn)的“減人、增安、降本、提效”，實(shí)現(xiàn)煤炭行業(yè)安全高效生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展。

在煤礦智能化建設(shè)中，主要面臨幾大問題與挑戰(zhàn)，首先，在煤炭開采與運(yùn)輸流程中，設(shè)備故障頻發(fā)且難以預(yù)測，作為煤炭運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備皮帶機(jī)系統(tǒng)，撕裂、堆煤、跑偏等異常情況常有發(fā)生，導(dǎo)致設(shè)備損壞和停產(chǎn)損失，存在嚴(yán)重安全隱患；其次，安全生產(chǎn)管理存在明顯漏洞，如違規(guī)進(jìn)入限制區(qū)域、工人作業(yè)不規(guī)范等，這些違規(guī)行為不僅增加了安全事故風(fēng)險(xiǎn)，也嚴(yán)重威脅了人員的生命安全；第三，傳統(tǒng)的人工監(jiān)管模式效率低下，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)全過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和精準(zhǔn)管理，導(dǎo)致監(jiān)管盲區(qū)頻現(xiàn)，無法有效預(yù)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(jí)建設(shè)方案，以實(shí)現(xiàn)煤炭生產(chǎn)流程的智能化和安全管理的精細(xì)化。

九思易公司推出的易控天地管控?cái)?shù)字化平臺(tái)，廣泛應(yīng)用于智能裝備、生產(chǎn)制造、智慧城市和安防指控領(lǐng)域，幫助用戶實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級(jí)，打造涵蓋數(shù)據(jù)采集與控制、數(shù)據(jù)管理和分析、現(xiàn)代人機(jī)交互、過程控制、流程管理、生產(chǎn)管理和企業(yè)管理等功能的管控系統(tǒng)。近年來，易控天地融合更多智能化技術(shù)，支持設(shè)備、視頻、算法等層面的智能化應(yīng)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(shè)注入不竭動(dòng)能。

2 方案詳細(xì)介紹

由易控天地打造的智能化煤礦生產(chǎn)管控系統(tǒng)是集煤礦生產(chǎn)設(shè)備監(jiān)控、開采運(yùn)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(tǒng)。該系統(tǒng)將自動(dòng)化管控與AI技術(shù)相結(jié)合，提供了皮帶運(yùn)輸異常檢測、煤量分析統(tǒng)計(jì)、區(qū)域入侵防范、人員行為監(jiān)管、罐籠超員檢測等智能化識(shí)別和報(bào)警功能，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)皮帶傳送的堆煤、危險(xiǎn)區(qū)域的人員闖入、人員作業(yè)不規(guī)范等現(xiàn)象；并能及時(shí)采取規(guī)避措施，避免設(shè)備停機(jī)引起的工期延誤、設(shè)備過載燒毀造成的經(jīng)濟(jì)損失，減少安全事故造成的人員傷害，形成了識(shí)別、報(bào)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(tuán)獲得廣泛應(yīng)用。

智能化煤礦生產(chǎn)管控系統(tǒng)應(yīng)用在煤礦的生產(chǎn)作業(yè)過程，針對(duì)皮帶運(yùn)輸、區(qū)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)過程的正常，減少危險(xiǎn)和事故的發(fā)生。

（1）皮帶運(yùn)輸?shù)姆治鲎R(shí)別

煤炭運(yùn)輸作業(yè)過程中，皮帶機(jī)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(duì)皮帶產(chǎn)生撕裂；物料卸載不均勻或超出煤倉儲(chǔ)存量時(shí)發(fā)生堆煤現(xiàn)象，造成皮帶卡死、設(shè)備燒毀；皮帶安裝時(shí)的誤差致使運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生跑偏，對(duì)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(jī)停產(chǎn)檢修，給煤礦帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，甚至可能引發(fā)安全事故。

傳統(tǒng)的皮帶檢測手段是使用傳感器、控制器等儀器，檢測運(yùn)輸煤量的異常或電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)的異常。但是這種方式受復(fù)雜環(huán)境因素和儀器精度的影響，往往不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，對(duì)危害的控制效果十分有限。

本案例利用AI分析和識(shí)別技術(shù)，及時(shí)精準(zhǔn)地發(fā)現(xiàn)和定位皮帶運(yùn)行異常。系統(tǒng)使用攝像機(jī)獲取皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)的視頻影像，通過集成的AI識(shí)別算法及時(shí)檢測到異物混入、堆煤、皮帶跑偏等異常現(xiàn)象，并自動(dòng)或通知生產(chǎn)人員進(jìn)行排除。該系統(tǒng)所采用的AI識(shí)別算法集成了眾多煤礦生產(chǎn)和行業(yè)專家的經(jīng)驗(yàn)，準(zhǔn)確識(shí)別99%以上的皮帶異常現(xiàn)象，且識(shí)別迅速，同時(shí)將分析識(shí)別結(jié)果和視頻疊加顯示。

圖：經(jīng)AI識(shí)別算法處理后的實(shí)時(shí)視頻影像，標(biāo)注了皮帶異物識(shí)別的位置和類型

（2）區(qū)域入侵的分析識(shí)別

違規(guī)進(jìn)入限制區(qū)域可能引發(fā)安全事故，需要嚴(yán)格防范。傳統(tǒng)的巡檢和視頻監(jiān)控等人工防范措施都存在監(jiān)管漏洞。本案例通過視頻分析算法，可以準(zhǔn)確、及時(shí)地識(shí)別出人員、車輛等防范目標(biāo)和進(jìn)一步信息，能顯示被限制目標(biāo)和相關(guān)信息、自動(dòng)報(bào)警和進(jìn)行防范處理。該系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)人工檢測漏報(bào)的問題，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(tǒng)主要界面

（3）人員行為的分析識(shí)別

煤礦生產(chǎn)過程中的任何違規(guī)行為都可能造成嚴(yán)重的安全事故，輕則帶來財(cái)產(chǎn)損失，重則導(dǎo)致人員傷亡。需要監(jiān)管的違規(guī)行為包含工人吸煙、接打電話、沒有正確穿戴安全用品、睡崗離崗等。傳統(tǒng)的監(jiān)管方式主要采用人工監(jiān)控，經(jīng)常會(huì)有誤報(bào)漏報(bào)的情況發(fā)生。

本案例實(shí)時(shí)對(duì)采集到的視頻中的人員行為進(jìn)行智能解析，準(zhǔn)確及時(shí)識(shí)別出是否存在違規(guī)現(xiàn)象，并對(duì)識(shí)別結(jié)果進(jìn)行區(qū)分、歸類、整合，同時(shí)保存影像截圖，以便在歷史追溯時(shí)能夠調(diào)取出全面清晰的記錄，提高了對(duì)人員違規(guī)行為識(shí)別的準(zhǔn)確性和管控的效率。

圖：AI識(shí)別結(jié)果以滾動(dòng)刷新的形式顯示在報(bào)警通知窗口

圖：識(shí)別結(jié)果形成報(bào)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(tǒng)以易控天地的融合能力為基礎(chǔ)，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(shí)別在傳統(tǒng)煤礦生產(chǎn)管理過程中無法檢測到的生產(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)過程智能化。

本案例針對(duì)傳統(tǒng)依賴人工檢測手段存在的問題和漏洞，內(nèi)置了建立在大量煤礦生產(chǎn)和行業(yè)專家經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上的視頻AI分析和識(shí)別算法，能夠準(zhǔn)確有效地識(shí)別出傳統(tǒng)生產(chǎn)管理過程中無法檢測到的異常或危險(xiǎn)工況。同時(shí)，將智能識(shí)別分析技術(shù)與煤礦自動(dòng)化生產(chǎn)管控的各環(huán)節(jié)無縫融合，基于智能化分析識(shí)別的結(jié)果產(chǎn)生報(bào)警、觸發(fā)預(yù)案、聯(lián)動(dòng)處理手段、形成記錄，最終呈現(xiàn)出了一套全新的、完整的、可靠的智能化生產(chǎn)管控系統(tǒng)。得益于易控天地的擴(kuò)展性，該系統(tǒng)還支持集成各類前沿智能算法，實(shí)現(xiàn)更多功能，滿足未來生產(chǎn)管理的多樣化需求。

智能化煤礦生產(chǎn)管控系統(tǒng)是一項(xiàng)將自動(dòng)化管控、行業(yè)經(jīng)驗(yàn)、智能分析識(shí)別技術(shù)相融合的應(yīng)用案例成果，強(qiáng)調(diào)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(yīng)用中的范本。該系統(tǒng)獲得了用戶的充分肯定和市場高度評(píng)價(jià)，為煤炭行業(yè)提供了智能化轉(zhuǎn)型的最佳范本，具有極大的行業(yè)推廣價(jià)值。未來，九思易將持續(xù)在煤礦智能化領(lǐng)域深耕細(xì)作，緊跟政策指引和行業(yè)發(fā)展需求，用強(qiáng)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(hù)航！