煤矿行业AI智能视频分析预警系统

一、背景及意义

煤矿行业是我国国民经济的支柱产业，在全国能源结构和一次能源消费中占有重要比例，2020年我国的一次能源消耗其中煤炭占比达到 57%。目前，由于国家宏观政策产业结构调整和技术进步，我国煤矿安全生产事故总量逐年下降，安全生产整体形势总体稳定好转，但是与欧美等采煤先进的发达国家相比，在煤矿事故发生总数量以及死亡人数上仍然差距十分明显。据数据统计，中国的煤炭开采中的死亡人数超过全世界煤矿死亡人数总和的3倍多，我国依旧是全球发生煤炭事故死亡情况最严峻的国家。煤矿井下是一个环境多变复杂，工作环节较多，作业人员数量较多，设备庞大集中的综合性危险系数较大的产业，每时每刻都可能出现安全隐患，容易发生安全事故。

目前现代化高产高效矿井安装了视频监控系统，在地面设置了调度指挥中心，采取安全管理值班人员实时盯着各重点位置，及时消除隐患。但井下点多面广环节多，难以长时间保持警觉，调度人员不可能 24 小时实时监控，无法进行及时获取相关隐患信息。所以，亟需一套能做到智能预警的系统，改良监控人员实时看视频的情景，实时发现各种事故隐患，立即进行预警和发出控制信息，避免重大事故的发生。

为此，国家能源局等多个部委发布《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，指出煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑，将人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发利用深度融合，形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统，实现煤矿开拓、采掘（剥）、运输、通风、洗选、安全保障、经营管理等过程的智能化运行，对于提升煤矿安全生产水平、保障煤炭稳定供应具有重要意义。通过人工智能赋能煤炭行业，促进煤炭行业生产方式的根本性变革，通过对安全生产过程进行智能识别，实现自动化、高精度、无人值守过程的分析和管控，开创安全生产新局面。同时，提升监管部门管理效率，降低煤矿安全事故，探索在智能化条件下的安全生产管理模式的创新，加快信息反应速度，提升信息共享层次。

二、火眼智能AI智能视频分析系统概述

火眼智能AI智能视频分析预警系统，是一套基于AI智能硬件+5G+大数据平台的智能化系统，该系统能对违规行为或者场景进行智能分析，预警，并将预警信息推送只后端大平台，并且通知负责人员，以实现快速处置的目标。

网络架构

三、系统功能

3.1隐患识别

对各种物的不安全状态、设备的异常情况进行实时识别，比如可实现皮带跑偏、堆煤、撕裂、皮带上的大煤块、锚杆的识别及报警，必要时紧急停车，可避免由于大块煤、锚杆造成的设备损坏、堆煤等事故。可识别工作面支架护帮不到位、风窗风门没有关闭、岔道红绿灯不亮等安全隐患，并进行广播告警。

3.2人员违章违规行为识别

实现井下人员各种常见违章违规行为的视频自动识别、图像抓拍、声音预警、实时自动统计分析，防止各类人员伤亡事故发生。比如违章乘坐皮带、矿车、在轨道上行走、工作期间疲劳操作、打瞌睡、乘车时工具伸出车外，进入危险地点、在危险地点、场所行走、乘车站点拥挤等。

3.3环境的不安全因素

实现巷道、工作面、掘进头等场所变形、偏帮、冒顶、落石、地鼓等环境不安全因素的实时识别检测，当超过规定数值时，及时记录报警，方便相关人员及时采取措施进行维修维护。

四、AI智能监测场景

4.1安全帽检测

系统可对工作日人员的安全帽进行检测，当发现有人没有戴安全帽，系统自动预警。

4.2皮带跑偏检测

煤炭落料无规律的偏向输送带的任意一边，使皮带的重力作用不均，导致皮带两边的张力不同，从而造成皮带向左或向右跑偏。

4.3大煤块检测

当传送带上的煤块超过常规尺寸大小的时候，系统自动预警。

4.4瞄杆检测

当煤炭皮带运输机运送物料时出现锚杆，则立即锚杆检测预警。

4.5携带工具检测

4.6风门检测

风门长时间敞开或关闭不严，就会破坏矿井通风系统，造成风流紊乱，使有害气体聚集，给矿井安全带来危险隐患，瓦斯突出逆流波。当煤矿风窗风门没有关闭，系统可以自动预警。

4.7非法闯入检测

警戒区域有人越位闯入，或有人越位乘车，系统自动预警。

4.8拥挤检测

矿区当人员拥挤时，自动可自动预警，拥挤人员阈值可根据实际情况在系统中设置。

4.9睡岗检测

系统可对值班人员睡觉可智能分析，预警。

4.10缺岗检测

值班人员离岗，不在值班区域，自动可自动预警，离岗时间可在系统内设置。