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未知异物AI检测:保障港口输送系统安全运行

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港口输送系统是散货码头作业的核心环节,煤炭、矿石等大宗货物每天通过输送带源源不断地运往堆场或装船。但在实际运行中,输送带上混入异物的问题始终难以彻底解决——铲车斗齿脱落、维修工具遗留、大块冻煤或超规格矿石混入,这些异物一旦进入输送系统,轻则划伤输送带,重则导致整条线路停机,甚至引发安全事故。

过去,港口主要依靠人工巡检来发现异物。巡检人员沿着输送线来回巡查,用肉眼判断输送带上有没有不该出现的东西。这种方式不仅劳动强度大,而且很难做到全覆盖。一条几公里长的输送线,巡检员走到的时候也许没事,但人刚走过,异物就出现了,等输送到转载点时,已经造成设备损坏。有些港口尝试过金属探测器,但只能识别金属类异物,对橡胶、木头、大块冻煤等非金属异物无能为力。


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现在,越来越多的港口开始部署基于AI视觉检测的异物识别系统。这套方案的逻辑并不复杂:在输送带的关键位置安装工业相机,连续拍摄输送带上的物料图像,通过图像识别算法实时判断其中是否存在异物。一旦发现异常,系统立即发出告警并联动控制设备,让输送带在异物造成破坏之前停机或减速,同时通知中控室人员到场处理。

为什么要强调“未知异物”这个概念?因为输送带上可能出现的异物种类太多了,事先无法穷举。传统的图像识别需要预先标注好“什么是异物”,比如事先录入铲车斗齿、铁块、木条等样本,但现场真正造成事故的往往是意料之外的东西——一段意外脱落的钢丝绳、一块混在矿石中的混凝土、甚至工人掉落的安全帽。AI检测与传统方案的区别在于,它不需要预设异物的具体形态,而是通过学习“什么属于正常物料”,一旦画面中出现偏离正常的物体,系统就能识别出来。这种能力对港口复杂多变的工况尤为关键。

实际部署中,系统通常安装在输送带转载点附近或皮带中部,采用防尘防水的工业级相机,配合补光设备应对夜间作业和粉尘环境。算法模型部署在边缘计算设备上,所有推理计算在本地完成,无需将画面回传云端,保证实时性的同时也避免了数据安全顾虑。从行业实践来看,系统从发现异物到触发停机的全流程时间可以控制在1秒以内,对于以每秒几米速度运行的输送带来说,这个响应速度足以在异物到达关键设备前完成制动。

当然,AI检测系统并非万无一失。粉尘覆盖镜头、光照剧烈变化、物料本身形态多样等因素,都会影响识别准确率。因此,目前港口普遍采用“AI初筛+人工确认”的运营模式——系统发出告警后,中控人员通过监控画面进行二次确认,再决定是否紧急停机。这种模式既能发挥AI全天候不间断监控的优势,又能利用人的判断力避免误报造成的生产中断。

从实际效果来看,已部署该系统的港口普遍反馈异物导致的事故率显著下降,输送带使用寿命延长,因异物停机造成的非计划维修大幅减少。一套系统覆盖一条输送线的改造成本,相较于一次严重设备损坏带来的损失和停产影响,投入产出比是划算的。


多模态综合服务系统.png


随着计算机视觉技术的成熟和算力成本的下降,AI异物检测正在从“试点探索”走向“常态化应用”。对于港口企业而言,这不是一个可以替代人的方案,而是一个帮助巡检人员从重复性劳动中解放出来、把精力集中在处置环节的辅助工具。输送系统的安全运行,最终还是靠人机配合共同保障。