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智能盒子+硬盤錄像機NVR+AI智能識別系統(tǒng)在煤礦行業(yè)應用

  結(jié)合目前現(xiàn)代化高產(chǎn)高效礦井都安裝了視頻監(jiān)控系統(tǒng),在地面設置了調(diào)度指揮中心,采取安全管理值班人員實時盯著各重點位置,及時消除隱患。結(jié)合視頻AI智能識別系統(tǒng)替代監(jiān)控人員,實時發(fā)現(xiàn)各種事故隱患,立即進行預警和發(fā)出控制信息,避免重大事故的發(fā)生。

  根據(jù)2021年9月17日國家礦山安全監(jiān)察局綜合司關于《全面開展煤礦“電子封條”推廣建設的通知》礦安綜〔2021〕55號文件通信,在全國所有在冊煤礦建設“電子封條”,通過在煤礦關鍵地點安裝攝像頭、圖像分析終端等設備,利用智能化視頻識別等技術(shù),實時監(jiān)測分析礦井出入井人員、人數(shù)變化及煤礦生產(chǎn)作業(yè)狀態(tài)等情況,及時發(fā)現(xiàn)煤礦異常動態(tài),自動生成、推送報警信息,實現(xiàn)全天候遠程監(jiān)測。

  煤礦“電子封條”建設對象為全國所有在冊煤礦,既包括生產(chǎn)建設煤礦,也包括停產(chǎn)停建、正在實施關閉等各類型的煤礦。“電子封條”礦端安裝位置為煤礦主副井口、風井口、車輛出入口和調(diào)度室等關鍵地點。

  結(jié)合目前現(xiàn)代化高產(chǎn)高效礦井都安裝了視頻監(jiān)控系統(tǒng),在地面設置了調(diào)度指揮中心,采取安全管理值班人員實時盯著各重點位置,及時消除隱患。但井下點多面廣環(huán)節(jié)多,難以長時間保持警覺,調(diào)度人員不可能 24 小時實時監(jiān)控,無法及時獲取相關隱患信息,所以需要研制一套視頻AI智能識別系統(tǒng)替代監(jiān)控人員,實時發(fā)現(xiàn)各種事故隱患,立即進行預警和發(fā)出控制信息,避免重大事故的發(fā)生。

  通過本項目的實施,將人工智能技術(shù)和計算機視覺技術(shù)有機融入煤礦安全生產(chǎn)各個環(huán)節(jié),能夠減少井下作業(yè)員工違章行為數(shù)量,及時發(fā)現(xiàn)設備和環(huán)境事故隱患,提高煤礦安全生產(chǎn)的智能化管理水平,適應國家安監(jiān)總局對提高煤礦自動化應用程度的要求和我國煤礦安全高效生產(chǎn)的發(fā)展趨勢。因此視頻AI智能識別系統(tǒng)的應用具有重要意義。

煤礦視頻監(jiān)控AI智能識別系統(tǒng)

  二、實現(xiàn)原理與技術(shù)藍圖

  1、實現(xiàn)原理

 ?。?)建立煤礦安全隱患危險源數(shù)據(jù)集,任何基于視頻的智能識別分析系統(tǒng),離不開大量數(shù)據(jù)集的建立,針對每個需要監(jiān)控識別的重要工作場所,采集大量含有安全隱患的視頻和圖像數(shù)據(jù),進行標注,為通用模型建立提供數(shù)據(jù)基礎,并能為國內(nèi)外同類研究提供相應的支撐;

 ?。?)基于深度學習算法,研究適合煤礦安全生產(chǎn)實際的違章行為、設備故障檢測識別和環(huán)境危險因素識別算法;提出適應于煤礦監(jiān)控視頻的安全隱患識別算法,滿足煤礦安全生產(chǎn)實際需求。

 ?。?)利用煤礦安全隱患危險源數(shù)據(jù)集和煤礦安全違章行為、設備環(huán)境隱患識別算法,在礦井訓練能夠滿足需求的識別模型;

 ?。?)研制煤礦視頻識別統(tǒng)一平臺設備,集成煤礦已有海量數(shù)據(jù),進行識別、報警和設備聯(lián)動。

  2、技術(shù)藍圖

 ?。?)、對接調(diào)度管理實現(xiàn)方案 可以將智能攝像頭或邊緣網(wǎng)關上的視頻和數(shù)據(jù)上云(公有云或私有云),再由云端推送至調(diào)度室可視化大屏、國家礦山安全監(jiān)察局“電子封條”監(jiān)管平臺,實現(xiàn)下列五中心監(jiān)管調(diào)度。

煤礦視頻監(jiān)控AI智能識別系統(tǒng)煤礦視頻監(jiān)控AI智能識別系統(tǒng)

 ?。?)、對接員工行為方案

煤礦視頻監(jiān)控AI智能識別系統(tǒng)

  三、主要功能和安裝部署方案

  1、主要功能

  (1)隱患識別 對各種人和物的不安全狀態(tài)、設備的異常情況進行實時識別,比如可實現(xiàn)皮帶跑偏、堆煤、撕裂、皮帶上的大煤塊、錨桿的識別及報警,必要時緊急停車,可避免由于大塊煤、錨桿造成的設備損壞、堆煤等事故??勺R別工作面支架護幫不到位、風窗風門沒有關閉、岔道紅綠燈不亮等安全隱患,并進行廣播告警。

 ?。?)人員違章違規(guī)行為識別 實現(xiàn)井下人員各種常見違章違規(guī)行為的視頻自動識別、圖像抓拍、聲音預警、實時自動統(tǒng)計分析,防止各類人員傷亡事故發(fā)生。比如違章乘坐皮帶、礦車、在軌道上行走、工作期間疲勞操作、打瞌睡、乘車時工具伸出車外,進入危險地點、在危險地點、場所行走、乘車站點擁擠等。

 ?。?)環(huán)境的不安全因素

  2、安設位置方案

  3.2.1副井位置(人員下井出入口)

  1) 設備到通道出入口之間需要無遮擋,要能覆蓋整個井口區(qū)域,能看到人員出入井口情況;

  2) 攝像機俯角建議為40-70度,保證前后人頭肩無遮擋的同時頭肩特征完整,攝像頭應位于通道出入口斜側(cè)上方;

  3) 具備自動和手動電調(diào)整焦距功能,查看人頭肩大小是否滿足要求;

  4) 人員站在出入口邊緣前后1米時,攝像機畫面還能完全看到人員頭肩;

  5)攝像頭分辨率至少達到1280*720。

煤礦視頻監(jiān)控AI智能識別系統(tǒng)

  副井位置(人員下井出入口)安裝位置示意圖

  3.2.2主井位置(運輸設備)

  1) 設備到皮帶之間無遮擋,能看到物料傳送情況。

  2) 攝像機俯角建議為40-70度。

  3) 具備自動和手動電調(diào)整焦距功能。

  4)攝像頭畫面水平,皮帶處于整個畫面的垂直居中位置且皮帶左右兩側(cè)對稱。

  5) 攝像頭分辨率至少達到1280*720。

煤礦視頻監(jiān)控AI智能識別系統(tǒng)

  圖4-2 主井位置(運輸設備)安裝位置示意圖

  3.2.3車輛出入口(貨運車)

  1) 貨運車輛出入口到攝像頭之間盡量無遮擋,保證貨運車輛完整圖像信息。

  2)視頻監(jiān)控范圍覆蓋貨運車輛出入口,能夠監(jiān)控貨運車輛出入情況。

  3) 攝像機俯角建議為40-70度,貨運車輛的圖像畫面占比在[1/128,1/32]范圍內(nèi)。

  4) 攝像頭分辨率至少達到1280*720。

煤礦視頻監(jiān)控AI智能識別系統(tǒng)

  圖4-3車輛出入口(貨運車)安裝位置示意圖

  3.2.4調(diào)度室(人員空崗)

  1) 調(diào)度室工位到攝像頭之間無遮擋,盡量覆蓋整個調(diào)度室區(qū)域,能看到值班人員情況。

  2) 具備自動和手動電調(diào)整焦距功能,確保人員形態(tài)清晰;

  3) 攝像頭分辨率至少達到1280*720。

煤礦視頻監(jiān)控AI智能識別系統(tǒng)

  圖4-4調(diào)度室(人員離崗)安裝位置示意圖

  3.2.5調(diào)度室(可視化調(diào)度通信)

  正常生產(chǎn)建設的煤礦要在調(diào)度室安裝可視化調(diào)度通信系統(tǒng),實現(xiàn)煤礦統(tǒng)一應急會商調(diào)度管理,實現(xiàn)各級煤礦安全監(jiān)管監(jiān)察部門對煤礦進行視頻調(diào)度和指導,加快應急處置響應,提升煤礦數(shù)字化、智能化安全管理水平和應急處置能力。煤礦應急處置視頻智能通訊系統(tǒng)終端參數(shù)如下要求:

  表4-1視頻智能通訊系統(tǒng)硬件設備參數(shù)要求

煤礦視頻監(jiān)控AI智能識別系統(tǒng)

  圖4-5視頻通信圖像效果示意圖

  3、應用場景說明

  當煤炭皮帶運輸機運送物料時出現(xiàn)錨桿,則立即錨桿檢測預警

煤礦視頻監(jiān)控AI智能識別系統(tǒng)

  風門長時間敞開或關閉不嚴,立即預警

煤礦視頻監(jiān)控AI智能識別系統(tǒng)

  警戒區(qū)域有人越位闖入,或有人越位乘車

煤礦視頻監(jiān)控AI智能識別系統(tǒng)

  人數(shù)達到系統(tǒng)設定人數(shù),且在較短的時間內(nèi)人數(shù)達到上限立即報警

煤礦視頻監(jiān)控AI智能識別系統(tǒng)

  值班睡崗提醒

煤礦視頻監(jiān)控AI智能識別系統(tǒng)

  值班缺崗,達到一定時間預警

煤礦視頻監(jiān)控AI智能識別系統(tǒng)

  簡單易用的煤礦電子封條

  實施步驟

  1、 安裝四個攝像頭到規(guī)定的位置,調(diào)試好攝像位置、鏡頭聚焦(或提前把焦距調(diào)好,再去裝也可以),并將其網(wǎng)絡輸出信號,連接到網(wǎng)內(nèi)交換機。

  2、 將智能盒子(KJU127)通過網(wǎng)線連接到網(wǎng)內(nèi)交換機,將NVR加上需要的硬盤連接到交換機

  使用電腦網(wǎng)絡訪問打開NVR硬盤錄像機監(jiān)控界面將四路頻信號看到,排放到相應位置,并設置保形形式等內(nèi)容;同樣將KJU127通過網(wǎng)絡訪問形式打開設置與省上規(guī)定的通訊上傳信息模式,按規(guī)定設定規(guī)定的內(nèi)容,上傳的圖片和視頻格式是國家規(guī)定好的無需更改調(diào)整。

煤礦視頻監(jiān)控AI智能識別系統(tǒng)

 

來源:陜西艾樂爾智控

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