礦山安全監(jiān)控新趨勢：AI 替代人工巡檢，實(shí)現(xiàn) 24 小時(shí)智能預(yù)警

在我國能源結(jié)構(gòu)中，煤炭等礦產(chǎn)資源長期占據(jù)著基礎(chǔ)性地位，而礦山安全生產(chǎn)則是行業(yè)發(fā)展的底線與紅線。隨著礦山開采深度的不斷增加，井下作業(yè)環(huán)境日趨復(fù)雜，瓦斯、水害、頂板垮塌等安全風(fēng)險(xiǎn)防控難度持續(xù)攀升，傳統(tǒng)的安全監(jiān)控模式已經(jīng)越來越難以滿足新時(shí)代的監(jiān)管需求。在此背景下，以AI視頻分析為核心的智能化監(jiān)控技術(shù)正在加速落地，推動(dòng)礦山安全管理從“事后處置”向“事前預(yù)警”、從“人工盯防”向“智能感知”的深刻轉(zhuǎn)型。

傳統(tǒng)監(jiān)控的瓶頸：看得見，管不住

長期以來，我國礦山安全監(jiān)控系統(tǒng)主要依賴于傳統(tǒng)的傳感器監(jiān)測與人工視頻巡檢模式。這種模式在過去很長一段時(shí)間內(nèi)為礦山安全提供了基礎(chǔ)保障，但隨著行業(yè)發(fā)展，其局限性日益凸顯。

首先是監(jiān)測能力的不足。傳統(tǒng)的安全監(jiān)控系統(tǒng)大多僅能實(shí)現(xiàn)對瓦斯、風(fēng)速、溫度等環(huán)境參數(shù)的簡單采集與超限報(bào)警，傳感器本身存在誤報(bào)率高、抗干擾能力弱等問題，據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，部分傳統(tǒng)瓦斯傳感器的誤報(bào)率甚至高達(dá)15%-20%，嚴(yán)重影響了預(yù)警的有效性。同時(shí)，這些系統(tǒng)大多功能單一，各個(gè)子系統(tǒng)之間相互獨(dú)立，形成了典型的“信息孤島”，安全監(jiān)控、人員定位、設(shè)備管理等數(shù)據(jù)無法有效融合，難以形成統(tǒng)一的安全態(tài)勢感知能力。

其次是人工巡檢的效率瓶頸。為了彌補(bǔ)傳感器的不足，礦山企業(yè)不得不投入大量人力進(jìn)行井下巡檢與視頻監(jiān)控值守。但井下環(huán)境復(fù)雜，人工巡檢不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、危險(xiǎn)性高，而且受限于人的生理極限，很難做到24小時(shí)無死角監(jiān)控。而視頻監(jiān)控室的值守人員，面對動(dòng)輒上百路的監(jiān)控畫面，很容易出現(xiàn)視覺疲勞，漏檢率居高不下，很多安全隱患往往要等到事故發(fā)生后才能通過回放視頻發(fā)現(xiàn)，完全失去了預(yù)警的意義。

AI視頻分析：讓監(jiān)控會(huì)“思考”，讓預(yù)警更及時(shí)

隨著人工智能技術(shù)的成熟，AI視頻分析正在成為破解傳統(tǒng)監(jiān)控瓶頸的關(guān)鍵鑰匙。通過將計(jì)算機(jī)視覺、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)與礦山場景深度融合，AI系統(tǒng)能夠直接對監(jiān)控?cái)z像頭采集的視頻流進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，自動(dòng)識別人員違規(guī)行為、設(shè)備異常狀態(tài)與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，真正實(shí)現(xiàn)了從“被動(dòng)監(jiān)控”到“主動(dòng)預(yù)警”的轉(zhuǎn)變。

圖1: 空間維特AI智能監(jiān)測系統(tǒng)

在具體的應(yīng)用場景中，AI視頻分析的價(jià)值已經(jīng)得到了充分驗(yàn)證。在人員安全管理方面，AI系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)識別作業(yè)人員是否佩戴安全帽、是否違規(guī)進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域、是否存在睡崗脫崗等違規(guī)行為，一旦發(fā)現(xiàn)異常，能夠在秒級時(shí)間內(nèi)觸發(fā)報(bào)警，提醒現(xiàn)場人員及時(shí)整改。在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測方面，AI可以實(shí)時(shí)監(jiān)測皮帶運(yùn)輸機(jī)是否跑偏、堆煤，刮板輸送機(jī)是否斷鏈，掘進(jìn)工作面是否有人員闖入等，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障隱患，避免重大設(shè)備事故的發(fā)生。在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)識別方面，AI還能夠識別井下的明火、煙霧等異常情況，為火災(zāi)等災(zāi)害的早期預(yù)警提供了新的手段。

以北京空間維特科技發(fā)展有限公司為例，作為一家深耕可視化與數(shù)智科技領(lǐng)域17年的高新企業(yè)，其推出的智能AI核心平臺正是這一技術(shù)的典型落地成果。該平臺支持深度學(xué)習(xí)平臺本地化部署，具備強(qiáng)大的算法訓(xùn)練與實(shí)時(shí)推理能力，能夠針對礦山不同場景的感知信息進(jìn)行智能分析、自學(xué)習(xí)與決策，并且具備持續(xù)迭代強(qiáng)化算法的能力。通過與礦山現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)的對接，該平臺能夠快速賦能傳統(tǒng)攝像頭，讓普通監(jiān)控升級為智能感知節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)不同場景的智能預(yù)警與聯(lián)動(dòng)控制，助力礦方實(shí)現(xiàn)無人值守與減員增效。

圖2: 空間維特智能AI平臺實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)監(jiān)控到主動(dòng)預(yù)警的轉(zhuǎn)變

除了AI視頻分析能力之外，空間維特還構(gòu)建了覆蓋礦山全業(yè)務(wù)鏈的智慧礦山解決方案，包括礦山三維底座、數(shù)字孿生、地質(zhì)保障、綜合管控、災(zāi)害綜合防治等多個(gè)模塊。例如其災(zāi)害綜合防治系統(tǒng)，整合了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，將六大災(zāi)害監(jiān)測子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，構(gòu)建了具備隱患精準(zhǔn)感知、自動(dòng)識別、動(dòng)態(tài)預(yù)警能力的智能化管控體系，為礦山安全提供了全方位的保障。

圖3: 空間維特智能AI核心平臺

行業(yè)需求爆發(fā)，智能監(jiān)控市場迎來黃金期

礦山安全監(jiān)控的智能化升級，并非只是企業(yè)的自發(fā)選擇，更是政策驅(qū)動(dòng)與市場需求共同作用的必然結(jié)果。2024年4月，國家礦山安監(jiān)局等七部門聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于深入推進(jìn)礦山智能化建設(shè)促進(jìn)礦山安全發(fā)展的指導(dǎo)意見》，明確提出要推動(dòng)礦山安全生產(chǎn)和智能化轉(zhuǎn)型，到2026年，煤礦、非煤礦山危險(xiǎn)繁重崗位作業(yè)智能裝備或機(jī)器人替代率要不低于30%和20%。這一政策的出臺，為礦山智能化建設(shè)指明了方向，也為AI視頻分析等技術(shù)的落地提供了強(qiáng)大的政策推力。

在政策與需求的雙重驅(qū)動(dòng)下，礦山智能監(jiān)控市場正在迎來爆發(fā)式增長。根據(jù)行業(yè)研究數(shù)據(jù)，我國智慧礦山行業(yè)正以年均超10%的速度增長，預(yù)計(jì)2025年市場總額將突破670億元，到2030年，整個(gè)礦山智能化市場空間將超過2.3萬億元。其中，AI視頻分析作為智能化建設(shè)的基礎(chǔ)剛需，更是成為了市場競爭的熱點(diǎn)。尤其是在內(nèi)蒙古等多地的智能化驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)中，已經(jīng)明確將AI視頻分析的10類應(yīng)用場景、85%以上的識別準(zhǔn)確率作為必考項(xiàng)，這進(jìn)一步加速了行業(yè)的普及速度。

對于像空間維特這樣的企業(yè)而言，這既是巨大的市場機(jī)遇，也是沉甸甸的責(zé)任。憑借著多年來在可視化、人工智能、數(shù)字孿生等領(lǐng)域的技術(shù)積累，以及在內(nèi)蒙古、山西、陜西等多個(gè)產(chǎn)煤大省的項(xiàng)目實(shí)踐，空間維特已經(jīng)形成了成熟可復(fù)制的智慧礦山解決方案，能夠幫助不同規(guī)模的礦山企業(yè)快速完成安全監(jiān)控系統(tǒng)的智能化升級。

圖4: 軟件核心競爭力企業(yè)（技術(shù)研發(fā)型）

從人工巡檢到智能預(yù)警，從被動(dòng)處置到主動(dòng)防控，礦山安全監(jiān)控的智能化轉(zhuǎn)型已經(jīng)不可逆轉(zhuǎn)。隨著AI視頻分析等技術(shù)的不斷深入應(yīng)用，我們有理由相信，未來的礦山將變得更加安全、高效、智能，為我國能源安全與行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的保障。