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煤矿AI视觉监测系统,同时识别设备、人员、环境异常

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说到煤矿安全生产,大家首先想到的可能是瓦斯、塌方这些大风险。但实际上,日常生产中更多的隐患是慢慢积累的——设备长时间运行出现的小故障、操作人员的一时疏忽、环境参数的细微变化。这些“小问题”如果没能及时发现,往往就会酿成大事故。正因为如此,煤矿企业对于能够同时覆盖设备、人员、环境这三个维度的监测手段,需求变得越来越迫切。

近两年,基于计算机视觉的AI监测系统在煤矿场景中落地得比较快。这类系统的核心思路其实并不复杂:通过部署在井下和地面关键位置的摄像头,采集实时视频图像,再利用深度学习算法对画面内容进行自动分析。换句话说,就是把原来需要人盯着屏幕看监控的工作,交给计算机来24小时不间断地执行。不过,真正有价值的地方在于,这套系统能够同时识别三类不同性质的异常情况。


煤矿AI视觉监测系统,同时识别设备、人员、环境异常.png


先看设备异常识别。煤矿里有大量运转中的机械,比如皮带运输机、破碎机、提升机等。这些设备在长期高负荷运行下,容易出现皮带撕裂、托辊卡死、传送带跑偏、温度过高等问题。传统的监测方式主要依靠传感器,但传感器的布置点位有限,很难做到全覆盖。视觉监测系统则可以通过分析设备的外观形态和运动状态来发现问题。举例来说,当皮带表面出现纵向裂痕时,系统能够通过纹理变化捕捉到这一信息;当设备表面温度超过设定阈值时,热成像摄像头配合视觉算法也能及时发出警报。更重要的是,系统可以记录设备从正常到异常的变化过程,这对于后续的故障原因分析很有帮助。

再看人员行为识别。煤矿井下作业环境特殊,人员违规行为是导致事故的重要诱因。比如未佩戴安全帽、在禁烟区域吸烟、跨越危险区域边界、睡岗、脱岗等。视觉监测系统可以基于人体姿态估计和行为识别模型,对作业人员的动作进行实时解析。当检测到有人未戴安全帽时,系统会立即抓拍并报警;当发现有人员在运行中的设备附近进入危险区域时,系统同样能够快速响应。需要注意的是,这套系统并不替代管理制度的约束,而是作为一种技术辅助手段,帮助安全管理人员更高效地发现问题点位和时段。

最后是环境异常识别。这里说的环境异常,主要是指与安全相关的物理环境变化,比如巷道内的烟雾、火焰、水渍、顶板掉落的矸石堆积等。视觉系统通过对画面中的颜色、纹理、运动轨迹进行综合分析,能够在火灾初起阶段就识别出烟雾或火光信号,也能通过积水区域的形态变化判断是否有突水前兆。另外,对于一些通风设施的状态,比如风门是否正常关闭、风筒是否有破损漏风,视觉监测同样可以给出判断。这些信息与传感器数据形成互补,能够提高环境状态感知的可靠性。

说到这里,可能有人会问,同时识别这么多内容,系统会不会反应很慢或者误报很多?这确实是一个实际挑战。目前比较成熟的做法是在边缘端部署轻量级模型,前端摄像头完成初步的特征提取和异常判断,只有检测到异常时才将关键帧上传到地面服务器做进一步确认。这样一来,既保证了响应速度,也减轻了网络传输和存储的压力。至于误报问题,则需要结合现场实际情况不断调整算法的判定阈值,并且保留人工复核的环节,不能完全依赖机器做最终决策。

从实际应用效果来看,这套系统在多个煤矿已经投入常态化运行。根据一些公开的项目反馈数据,引入AI视觉监测后,现场违章行为的月均发生次数有明显下降,设备故障从出现征兆到被发现的时间间隔也大幅缩短。当然,必须承认,这并不意味着系统已经完美无缺。在光照条件剧烈变化、巷道内粉尘浓度较高的情况下,识别准确率还是会受到一定影响,这也是目前各厂商仍在持续优化的方向。


多模态综合服务系统.png


煤矿AI视觉监测系统的核心价值在于将设备管理、人员监督和环境感知这三个原本分散的环节整合到了一起,通过统一的视频数据流实现多维度的安全监控。虽然技术本身还在迭代之中,但至少从目前的进展来看,它在减少人工巡检盲区、提升隐患发现时效性方面,确实发挥出了实实在在的作用。