智慧煤礦：新基建加速智能化布局，AI助力煤炭產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級

一、行業(yè)背景

1. 行業(yè)發(fā)展

　　1)行業(yè)亟待轉(zhuǎn)型升級：互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興技術(shù)高速發(fā)展，為傳統(tǒng)行業(yè)帶來顛覆性變革，將高新技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)裝備、管理相融合，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級已經(jīng)成為煤礦行業(yè)發(fā)展趨勢。

　　2)多項利好政策引導(dǎo)：國家多部委出臺相關(guān)政策及文件，對礦山自動化、信息化、數(shù)字化、智能化提出了指導(dǎo)要求，為礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型指明了發(fā)展思路。國家著力推動產(chǎn)業(yè)升級，各省助力項目落地。

　　3)新基建戰(zhàn)略布局：借助“新基建”發(fā)展戰(zhàn)略，推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)中心、5G基站等現(xiàn)代化信息技術(shù)在煤炭工業(yè)領(lǐng)域的建設(shè)應(yīng)用，有助于加速“新基建”在煤炭產(chǎn)業(yè)的深度布局。

2. 行業(yè)痛點

　　1)煤礦行業(yè)信息化水平低

　　目前煤礦行業(yè)的信息化程度有待進(jìn)一步提高，生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)與信息無法互聯(lián)互通，無法達(dá)到有效協(xié)調(diào)與聯(lián)控的目的，生產(chǎn)過程控制、安全風(fēng)險防控、生態(tài)環(huán)保等尚未實現(xiàn)智能化管控。

　　2)煤炭行業(yè)面臨的監(jiān)管痛點多

　　煤炭行業(yè)本身具有生產(chǎn)流程復(fù)雜、故障風(fēng)險高、設(shè)備密集、生產(chǎn)條件多變等特點，因此面臨的痛點多，如生產(chǎn)風(fēng)險高、設(shè)備管理難、作業(yè)人員“三違”現(xiàn)象難監(jiān)管、環(huán)境污染大等痛點。

　　3)監(jiān)管不到位導(dǎo)致安全事故多發(fā)

　　近年來我國煤炭安全雖然已經(jīng)取得了較大進(jìn)步，但是由于企業(yè)監(jiān)管手段落后及監(jiān)管不到位，導(dǎo)致礦井作業(yè)工人的安全風(fēng)險較高，安全事故易發(fā)多發(fā)，必須加強(qiáng)智能化監(jiān)管，實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)。

　　4)數(shù)據(jù)不互通，孤島現(xiàn)象嚴(yán)重

　　目前國內(nèi)大多數(shù)煤礦的升級和改造仍處于基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)施升級、設(shè)備升級為主要內(nèi)容的初級階段,各系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)無法互聯(lián)互通，信息不共享、孤島現(xiàn)象嚴(yán)重，進(jìn)一步加劇了監(jiān)管難度。

3. 行業(yè)需求

　　1)新技術(shù)的應(yīng)用需求

　　互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、AI、大數(shù)據(jù)、云計算、邊緣計算、GIS等關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用是智慧煤礦系統(tǒng)的技術(shù)支撐，其應(yīng)用程度決定著智慧煤礦的信息化水平。

　　2)政府監(jiān)管與決策需求

　　我國煤礦分布較分散，監(jiān)管監(jiān)察難度較大，需要借助統(tǒng)一的綜合管理平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)有效融合與共享，為政府應(yīng)急管理與安全生產(chǎn)決策提供數(shù)據(jù)支撐。

　　3)智慧煤礦的發(fā)展需求

　　煤礦智能化既是未來趨勢，更是產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，建設(shè)智慧煤礦已經(jīng)成為煤礦安全生產(chǎn)的必經(jīng)之路，是推動煤炭行業(yè)提質(zhì)增效和安全生產(chǎn)的有效保障。

　　4)產(chǎn)業(yè)鏈信息共享需求

　　煤炭行業(yè)上中下游信息共享需求日益明顯，通過推動互聯(lián)網(wǎng)與煤炭產(chǎn)、運、需各平臺的智能化融合，實現(xiàn)信息共享互通，可帶動上下游企業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展。

二、解

1. 智慧煤礦行業(yè)解決方案

　　將物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、GIS等技術(shù)與煤炭安全生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)深度融合，構(gòu)建企業(yè)安全生產(chǎn)、管理的可視化、智能化綜合性管控平臺，實現(xiàn)對煤炭生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)實時精準(zhǔn)采集、高可靠傳輸、資源集成融合、智能化分析與處理等，滿足多維感知、實時互聯(lián)、協(xié)同控制、智能預(yù)警等需求，覆蓋煤礦安全生產(chǎn)的全流程，提升管控能力，助力煤炭企業(yè)實現(xiàn)精細(xì)化開采、安全化生產(chǎn)、智慧化管理。

2.業(yè)務(wù)架構(gòu)

3.發(fā)展趨勢

　　融合煤礦行業(yè)多場景、多應(yīng)用，平臺向數(shù)字化、綜合化、智能化方向發(fā)展。

三、綜合管理平臺

1.人員管理

1）人臉檢測/識別

　　融合人臉識別、人臉考勤、人臉門禁、實時定位、移動軌跡查詢、人流量統(tǒng)計等功能，對礦區(qū)上的每一位員工進(jìn)行實名制管理，為煤礦管理人員提供人員進(jìn)出限制、考勤作業(yè)、監(jiān)測監(jiān)控等多方面的管理信息，有利于礦區(qū)實現(xiàn)更加智能高效精準(zhǔn)的管理。

　　實名制管理：對礦區(qū)上的每一位員工進(jìn)行實名制管理，快速實名登記、信息一次采集，管理者可通過系統(tǒng)對勞務(wù)人員信息進(jìn)行查詢，實現(xiàn)對員工的精細(xì)化管理。

　　人臉識別門禁：對接人臉閘機(jī)，利用人臉識別進(jìn)出礦區(qū)。在炸藥存儲室、配電室等重要區(qū)域設(shè)置人臉識別系統(tǒng)，通過獲取工單系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，平臺可獲知當(dāng)天允許進(jìn)入該區(qū)域的工作人員的人臉信息。

　　人臉考勤：人臉識別打卡，并實時統(tǒng)計礦區(qū)人員流量，對接考勤系統(tǒng)，可查看人員的上崗/離崗時間、工作時長、工作內(nèi)容是否達(dá)標(biāo)等數(shù)據(jù)，方便管理人員進(jìn)行統(tǒng)計，實現(xiàn)智能考勤與工作考核。

　　實時定位：可對作業(yè)人員進(jìn)行實時跟蹤定位，可隨時查看實時位置、人員動態(tài)、分布熱力圖等信息，便于管理人員及時掌握相關(guān)信息，確保人員安全，同時提高調(diào)度效率。

　　移動軌跡：記錄礦區(qū)人員的歷史活動軌跡，輸入人員信息可查看其活動軌跡、進(jìn)出某區(qū)域的時間、在某區(qū)域停留時長等數(shù)據(jù)，便于監(jiān)督管理，優(yōu)化工作流程。

2.安全監(jiān)測

1）AI智能監(jiān)測

　　平臺可通過礦區(qū)現(xiàn)場監(jiān)控攝像頭采集的數(shù)據(jù)，結(jié)合AI智能算法，實現(xiàn)對人、車、物、危險行為等識別，如：是否佩戴安全帽、煙火、礦車脫軌、禁區(qū)闖入等，一旦識別出異常，立即觸發(fā)警報，及時提醒作業(yè)人員，并通過平臺以及移動端通知相關(guān)管理人員。

　　安全帽檢測：通過將安全帽識別和傳統(tǒng)閘機(jī)結(jié)合聯(lián)動或在通道口部署安全帽識別檢測，對煤礦進(jìn)出人員進(jìn)行安全監(jiān)管，防止有未戴安全帽進(jìn)入生產(chǎn)線現(xiàn)場的情況。

　　未系安全帶檢測：監(jiān)測進(jìn)入煤礦生產(chǎn)區(qū)內(nèi)工作人員是否穿戴安全帶，工人未穿戴安全帶將觸發(fā)系統(tǒng)實時告警并發(fā)出語音提示。

　　睡崗離崗檢測：對在崗執(zhí)勤人員活動進(jìn)行檢測，當(dāng)有人員離崗超出規(guī)定時間或者在相關(guān)崗位睡覺時觸發(fā)告警，并通知相關(guān)人員。

　　煙火識別檢測：對監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行實時煙火識別分析，當(dāng)檢測域出現(xiàn)火焰或者煙霧時，主動觸發(fā)報警，并進(jìn)行聲光提示，通知相關(guān)管理人員及時處理。

　　礦車違規(guī)載人檢測：對礦洞里運行的礦車實時監(jiān)測，對搭乘礦車的危險行為實時監(jiān)測和預(yù)警。

　　異常聚集檢測：對區(qū)域的異常人員聚集活動進(jìn)行檢測，當(dāng)有人員異常聚集則觸發(fā)告警。

　　礦車脫軌檢測：實時檢測運行在軌道上的礦車是否發(fā)生脫離，一旦有，則立即觸發(fā)告警。

　　定期未檢修檢測：實時監(jiān)測需要定期維護(hù)的設(shè)備，當(dāng)在規(guī)定時間內(nèi)未有人員檢修將觸發(fā)告警。

　　人員翻越煤礦傳輸帶檢測：對煤礦傳輸帶周邊人員活動進(jìn)行檢測，人員靠近或試圖翻越傳輸帶時，立即出發(fā)告警，防止安全事故發(fā)生。

　　違反”行車不行人”規(guī)定檢測：在斜坡洞口等區(qū)域，當(dāng)有車輛運行時對活動人員進(jìn)行檢測，如有人員在此作業(yè)活動，則立即觸發(fā)告警，并發(fā)出告警信號通知其避讓。

　　禁區(qū)闖入檢測：實時監(jiān)測煤礦配電房等易發(fā)生事故的危險禁區(qū)，當(dāng)有人員闖入時立即觸發(fā)告警，可聯(lián)動現(xiàn)場語音設(shè)備提醒闖入人員離開。

　　檢修區(qū)域人員危險進(jìn)入：檢修區(qū)域檢修完成前屬于危險區(qū)域，防止非檢修人員誤入場地，發(fā)生安全事故。檢修時間，非檢修人員進(jìn)入本區(qū)域?qū)⒂|發(fā)警報，提醒非法入侵。

2）智能預(yù)警

　　平臺可對礦區(qū)監(jiān)管過程中的異常情況及時智能告警，如設(shè)備異常運行、瓦斯及一氧化碳含量異常、人員危險行為等，并進(jìn)行可視化彈窗提醒與通知，方便管理人員實時查看與處理。預(yù)警消息可通過語音、短信、消息通知、微信等方式推送給管理人員。

3.生產(chǎn)管理

1）能源管控

　　對煤礦的水、電、汽、燃?xì)?、供暖等能耗?shù)據(jù)進(jìn)行在線的數(shù)據(jù)采集、過程監(jiān)控、統(tǒng)計、分析及處理，識別和監(jiān)測重要能耗區(qū)域，實現(xiàn)對能源物料平衡、調(diào)度與優(yōu)化、能源設(shè)備運行與監(jiān)測等進(jìn)行精細(xì)化管理，促進(jìn)煤礦節(jié)能降耗，推動煤礦逐步向低碳轉(zhuǎn)型。

2）設(shè)備監(jiān)測

　　實現(xiàn)煤礦設(shè)備從啟用、建檔、維護(hù)保養(yǎng)、維修、檢定、停用、報廢等全生命周期的管理，對設(shè)備的運行狀態(tài)、執(zhí)行效率、能耗情況等進(jìn)行實時跟蹤與監(jiān)控、分析與優(yōu)化，從而提高設(shè)備的生產(chǎn)能力和綜合效率。

3）環(huán)境監(jiān)測

　　對煤礦周邊空氣、水質(zhì)、土壤及污廢排放等在線監(jiān)測與動態(tài)管控，對環(huán)境污染及超標(biāo)排放等情況進(jìn)行智能報警，做好環(huán)境保護(hù)與治理，實現(xiàn)煤礦智能化綠色開采。

4）安全應(yīng)急指揮

　　融合GPS、GIS、導(dǎo)航定位、電子地圖等技術(shù)與設(shè)備，形成煤礦應(yīng)急指揮監(jiān)控中心，對應(yīng)急救援現(xiàn)場進(jìn)行實時、直觀、綜合監(jiān)控，為指揮調(diào)度中心全局掌握救援現(xiàn)場、統(tǒng)一協(xié)調(diào)指揮提供便利，提高煤礦應(yīng)急調(diào)度管理能力，有效助力煤礦安全生產(chǎn)。

5）車輛檢測/識別/統(tǒng)計

　　在礦區(qū)及礦井出入口部署車輛識別及統(tǒng)計系統(tǒng)，可實時統(tǒng)計出入口的車輛、自動識別車型(特種車、人車、料車)等，不僅可以快速完成車輛出入檢驗、記錄等工作，還可以時刻監(jiān)測車輛數(shù)據(jù)及狀態(tài)，輕松管理礦區(qū)車輛進(jìn)出。

4.數(shù)據(jù)融合管理

　　平臺擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)融合、處理及分析能力，綜合監(jiān)測與管理煤礦生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)的可視化、綜合化、智慧化數(shù)據(jù)融合分析、管理與展示。

　　全面監(jiān)管：監(jiān)管覆蓋生產(chǎn)的各個流程與環(huán)節(jié)，如設(shè)備運行狀態(tài)、安全參數(shù)動態(tài)、關(guān)鍵環(huán)節(jié)視頻、生產(chǎn)進(jìn)度、井下人員生命安全等全面管控，提升煤炭生產(chǎn)監(jiān)督與安全保障能力。

　　多維度統(tǒng)計：自動統(tǒng)計與分析煤礦生產(chǎn)管理的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，如：人員數(shù)量、考勤數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、能耗、環(huán)境等，讓管理者一目了然，快速掌握礦區(qū)當(dāng)前運營狀況。

　　移動協(xié)同：面向多角色提供滿足不同需求的移動端服務(wù)。通過平板、手機(jī)等移動端實現(xiàn)對項目的全面監(jiān)管，如工作人員的出勤情況、設(shè)備、現(xiàn)場環(huán)境、生產(chǎn)運輸?shù)?。多平臺協(xié)同，數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，實現(xiàn)一體化集成及遠(yuǎn)程監(jiān)測控制，管理更加便捷、高效。

四、方案優(yōu)勢

　　通過數(shù)據(jù)化、可視化、智能化、精細(xì)化綜合管理，推動煤礦行業(yè)數(shù)字化、智能化進(jìn)程，形成煤礦全產(chǎn)業(yè)鏈、全場景的智慧礦山發(fā)展體系。

1）AI多維感知與智能分析

　　高度集成礦區(qū)管理功能，并深度融合AI、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)，實現(xiàn)煤礦安全應(yīng)急事件的動態(tài)感知、智能分析與輔助決策，提高煤礦應(yīng)急調(diào)度管理能力，有效保障煤礦安全生產(chǎn)。

2）一體化平臺解決能力

　　平臺整合多項應(yīng)用數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對煤礦設(shè)計、生產(chǎn)、運營等各個環(huán)節(jié)的安全、高效、智能化管控，構(gòu)建全平臺一體化運營模式，實現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度、精細(xì)管理、智能監(jiān)控、協(xié)調(diào)聯(lián)動的能力。

3）助力企業(yè)降本增效

　　覆蓋礦區(qū)考勤、門禁、儲物、車輛識別、出入、采掘、生產(chǎn)、運輸、安防管控等多場景，推動煤礦管理運營向智能化轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)井下“用人少、效率高”的目標(biāo)，助力煤礦企業(yè)降本增效。

4）平臺拓展能力強(qiáng)

　　平臺具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)接入、處理及分發(fā)能力，兼容性強(qiáng)、開放度高，輕松部署，功能可靈活拓展，輕松與第三方集成，滿足更高級的業(yè)務(wù)需求，降低礦井建設(shè)投資，實現(xiàn)礦區(qū)最優(yōu)化管控。

5）數(shù)據(jù)互通，強(qiáng)化監(jiān)督

　　打通各礦區(qū)與政府監(jiān)管部門之間的數(shù)據(jù)互通共享，多方監(jiān)管，實現(xiàn)安全應(yīng)急事件的快速感知，提高煤礦應(yīng)急調(diào)度管理能力，對于提升煤礦安全生產(chǎn)水平、保障煤炭穩(wěn)定供應(yīng)具有重要意義。