AI赋能 矿山平稳

原创 山西日报
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矿用5G基站(手绘处理)。

矿用5G基站。

AI系统在煤矿作业中实时判别,自动反馈作业质量。

煤矿AI安全保障平台系统界面。

4月2日,吕梁市鑫岩煤矿辅助运输巷,一名矿工与运行中的运输车辆并行。这是典型的违反“行车不行人”安全准则的行为,存在极大的安全隐患。AI系统瞬间识别,秒级告警。调度室立即响应,通过井下广播喊话制止。一场潜在事故消弭于无形。

这是吕梁市“AI+煤矿安全监管”行动方案试点落地的日常一幕。鑫岩煤矿正是该市首家部署并投用的试点矿井。

据了解,作为鑫岩煤矿AI安全监管项目主导实施方的中国移动山西公司(以下简称“山西移动”),牵头负责技术方案设计、算力与网络搭建、AI模型部署及全流程运维服务,已于2月27日完成实地部署与现场演示。经过一个多月的实际运行,这座位于吕梁山深处的煤矿迎来了安全监管从“人防”到“智防”的全新变革。

—大小模型协同—

破解行业技术痛点

煤炭是山西的支柱产业,也是国家能源安全的重要基石。长期以来,人工监管覆盖面有限、隐患发现滞后、关键工序规范难等安全生产问题制约着煤矿高质量发展。

“传统AI模型在煤矿场景的应用,一直面临‘部署难、适配差、覆盖窄’的困境。”山西移动数智集成中心方案总监刘亚军介绍。

以往,单矿专属AI模型不仅需要5000张以上的高质量样本进行训练,耗时长达1个月,部署成本高。而且面对煤矿“搬家倒面”等场景变化时,迭代更新十分繁琐。

此次创新,在于采用大小模型协同的技术路线。

小模型的轻量化部署,让AI技术快速落地成为可能。依托前期数十座煤矿沉淀的海量数据,项目构建了通用基础模型,将单一场景AI模型的训练数据量从5000张降至100张左右,训练周期压缩至1周,部署成本降低、实施周期缩短。

更关键的是,模型识别准确率稳定保持在90%以上,与传统专属单矿模型持平。即便面对井下场景的动态变化,也能快速迭代适配,彻底解决了传统模型“水土不服”的问题。

大模型的强泛化能力,则进一步拓宽了AI应用的边界。多模态大模型凭借深度理解优势,有效破解了传统小模型难以处理的复杂工序、作业动作不统一等识别难题。

无论是掘进作业的工序合规性判定,还是瓦斯防治、探放水的全流程监测,AI系统都能精准识别、高效研判。

“我们构建了‘实时监控—智能告警—闭环处置’的全流程管控体系。”刘亚军说,“就是要让安全监管从‘被动应对’转向‘主动预警’。”

AI系统24小时不间断值守,精准破解人工监管的短板,推动煤矿安全管理从“人防为主、技防为辅”向“智防为主、人防为辅”的根本性转变。

—全环节赋能—

重塑矿山生产图景

如果说大小模型协同是项目的技术核心,那么全环节渗透则是其实用价值的体现。

在鑫岩煤矿,AI应用已深度融入采、掘、运、通四大生产环节,与矿井28个子系统智能集控平台深度联动。

井下运输环节,皮带运输机是“生命线”,一旦出现大块煤、异物卡阻或跑偏等问题,极易引发安全事故。如今,AI系统实时监测皮带运行状态,能够精准识别各类隐患并及时发出预警,联动相关设备停机处置。

“以前需要工人每隔一小时巡检一次皮带。现在AI全天候值守,我们只需要在中控室关注预警信息即可。”井下老矿工、鑫岩煤矿智能办主任陈非说,“效率提升了不止一倍。”

瓦斯防治和探放水,是煤矿安全的重中之重。以往,作业验收需要人工回放4小时的视频录像,不仅耗时费力,还存在谎报、人为干预等主观风险。AI系统的应用彻底改变了这一现状——通过自动识别作业全流程,从源头杜绝主观风险,验收流程也简化为半小时的人工复核,工作效率大幅提升。

掘进作业现场,AI系统如同“隐形监工”,自动判定工序合规性,实时纠正不规范操作。

人员管理方面,AI能够实时监测工人安全帽佩戴不规范、离岗、睡岗等“三违”行为,第一时间发出预警并制止。这种全环节的AI赋能,让矿山作业更规范、隐患更可控、安全更有保障。

—算力与网络协同—

筑牢AI落地根基

AI技术的持续稳定运行,离不开强大的算力和网络支撑。

井下多场景AI模型需要对几十甚至上百路高清摄像头进行实时分析和识别,这对网络传输带宽、算力资源响应实时性及稳定性提出了更高要求。

算力层面,项目搭建了全国产化高性能算力平台。服务器搭载鲲鹏CPU与昇腾NPU,搭配大容量内存及高速存储,能够同时高效处理多路视频流、运行多场景AI模型,确保实时分析流畅不卡顿。值得注意的是,这套系统采用冗余电源、可靠存储阵列等抗干扰设计,实现7×24小时不间断稳定运行,确保AI监管不中断、不缺位,为项目的长远发展提供了安全保障。

网络层面,山西移动5G网络已在鑫岩煤矿重点区域实现全域覆盖。这如同一条“信息高速公路”,能够高效支撑百路高清视频实时回传与指令消息快速送达,保障AI模型推理所需的视频质量,确保异常告警秒级响应、及时处置,实现“看得见、判得清、可追溯”的监管目标。

“这个算力平台不仅能满足当前五大核心场景的AI监测需求,还能支撑模型持续优化和场景拓展。”刘亚军表示,随着项目的全面投用,未来还将逐步拓展AI在煤矿其他场景的应用,让智能化技术深度融入矿山生产的每一个环节。

据介绍,自2019年起,山西移动全力推动5G、云、人工智能、大数据等新技术与矿山产业融合,推进山西省能源行业转型升级。截至目前,山西移动累计签约智能矿山项目超300个,助力22座煤矿完成智能化验收。一场以AI为引擎的煤矿安全变革正走向更加宽广的领域。