煤矿电子信息工程应用北斗天地凭借AI技术助力全国煤矿“电子封条”建设|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

北斗天地凭借AI技术助力全国煤矿“电子封条”建设

为迅速响应国家矿山安全监察局全面开展的煤矿“电子封条”推广建设，北斗天地股份有限公司依据国家矿山安全监察局“电子封条”建设标准，自主研发设计了煤矿“电子封条”系统，致力为矿井提供稳定的监管保障。

煤矿“电子封条”系统是利用智能AI视频识别技术对煤矿的矿井出入井人员和车辆进行实时分析和统计的平台，能够有效、及时地对煤矿生产作业状态进行监控，有利于实现上级煤矿安全监管部门对煤矿生产的在线监管，可有效杜绝煤矿非法违法生产行为。

据了解，该系统以电子封条管理系统为软件支撑，包含了前置分析设备、高清网络摄像仪、矿用防爆摄像仪、补光灯等配套设备。系统采用端点采集、边缘计算的方式，实现实时视频AI识别与报警功能，矿端信息上报国家矿山安全监察局“电子封条”智能监管平台。

系统架构图

北斗天地自主研发的煤矿“电子封条”系统在满足国家矿山安全监察局要求的前提下，重点考虑系统的可靠性、安全性和经济性，项目建成后易于升级、管理和维护。与其他系统相比，具有以下亮点：全国产AI芯片，算法全自主知识产权；边缘侧解决方案，轻量化系统交付；AI算法模块化，可根据需求进行配置化交付系统；提供统一对外接口，可与其他系统进行对接，为业务系统赋能；增强矿上视频监控系统能力，实现智能监控、动态报警；通过云端AI训练平台，实现远程优化、升级、运维、部署，持续提升识别精准度；自带煤炭行业的业务系统，贴合煤炭场景，为客户提供具有专业能力的AI智能交付；可对接矿上业务子系统实现系统联动。

据悉，目前北斗天地煤矿“电子封条”系统已经在鲍店煤矿实施应用，平台稳定运行。

（文/戚梦莹作者单位：北斗天地股份有限公司）

（责任编辑：邵冰锋）

业界首座5G+智能煤矿，看如何打造智能煤矿网络基座

矿井下，500多米深的机电硐室内，巡检机器人正在进行360度视频监测、音频采集、红外热成像等工作。矿井上，集控中心中，工人通过电脑操作即可在电子屏幕上实时监测井下瓦斯浓度、温湿度、采煤等数据，综采、掘进、运输等各场景一览无余。

这是新元煤矿的工作场景。从人工巡检到远程监控，传统矿井的作业方式被彻底颠覆，无人化、智能化成为5G赋能矿井的新模样。

技术+政策双轮驱动，新元煤矿建成全国首座5G+智能煤矿

“安全生产是矿山行业的红线。”一直以来，传统的煤炭生产面临矿工作业艰苦危险、开采效率难以提升等问题，随着5G等智能化技术与矿山产业的融合发展，传统矿井的作业方式被彻底颠覆——从“人工巡检”到“动动鼠标”，从“人工下矿”到“远程监控”，“5G+工业互联网”为煤矿工人的安全撑起“保护伞”，传统行业正焕发智慧新生机。

新元煤矿积极响应国家和省政府在煤炭行业无人化、智能化建设的政策和指导方针，联合华为、中国移动、中煤科工、清华大学等相关单位，通力合作，积极创新，于2020年底建成了国内煤炭行业首个5G+智能煤矿，实现了井下部分工作的可视化、自动化、少人化。

面向智能化建设，煤矿传统网络面临三大挑战

5G、人工智能、大数据等技术在煤矿的规模应用，一方面极大地改善了井下矿工的工作环境，提升了安全性，另一方面也给现有的煤矿网络带来了巨大的挑战。

l 井下多网林立，建设成本高：当前井下视频监控、生产控制、机电监控等不同业务系统采用不同的环网承载，造成井下多网林立，网络建设成本高。煤矿井下现网多为工业交换机组网，交换机设备不支持时间同步、网络切片等关键特性，不支持5G承载。

l 网络带宽压力增大：当前井下环网大多只有1Gbps带宽，而视频监控环网需要10Gbps带宽。随着井下综采面和掘进面高清摄像头的规模部署，环网带宽压力大。

l 网络难运维：智能化应用的增加推动网络规模持续扩张。传统网络管理手段单一，网络出现故障时往往需要运维人员下井插拔端口排查故障，故障定位时间以小时计，甚至需要几天的时间才能排除问题，故障定位期间生产不能全速进行甚至需要中断，影响了煤炭生产效率。

华为矿山云网融合IP承载方案为煤矿打造高效、可靠、智能的网络基座

针对煤矿智能化发展中的网络挑战，华为针对性地推出矿山云网解决方案，为煤矿生产提供高效连接，让井下生产端的数据上得去，让数据中心云端的智能下得来。新元煤矿规模部署了华为矿山云网融合IP承载解决方案，使用PTN产品构建超宽的井下生产环网，骨干网络带宽达到50Gbps，并支持升级到100Gbps，保障5-10年井下各类高清视频的回传所需的带宽。得益于带宽的保障，新元煤矿引入了智能巡检机器人，以前煤矿井下巡检主要靠人工进行，人力需求量大，现在智能巡检机器就可以对井下巷道和硐室进行无人化的高清视频巡检，巡检工人下井时间减少了90%。而且，以前在井下与井上通话都是靠有线电话，人必须跑到话机的位置，不仅很不方便，互相也看不到图像。现在工人在井下就可以通过手机随时随地跟井上打电话、视频通信，及时报平安，让家人更安心。

为了实现融合承载和一网多用，矿山云网融合IP承载解决方案采用创新的网络切片技术，将一个物理网络分割成多个严格隔离的逻辑平面。就像在一条宽阔的马路上，用隔离带划分出一条条专用的BRT通道，每个车道的空间严格保障并且不受其他车道的影响。通过不同的网络切片承载不同的业务，从而保障工业控制、语音通讯等高优先级业务流量不受其他业务流量突发的影响，使得远程控制更加平滑流畅，语音和视频更加清晰，实现井下业务的可靠通信。

对于网络的管理，华为矿山云网融合IP承载方案基于SDN架构，引入了随流检测技术，网络的健康度、业务流量的传输质量都可以在集控中心的大屏上看得一清二楚。一旦业务的传输质量发生下降，工作人员还可以进行预测性的分析维护，几分钟就能定位出网络哪个位置发生了问题，无需运维人员下井逐一插拔光模块查找问题，极大地提升了运维效率。

新元煤矿5G+智能化矿山建设办公室主任冀杰表示，“我们通过华为融合承载解决方案实现了超大带宽组网和井下多业务的一网承载，使用FlexE网络切片技术保障了不同业务的可靠性和安全性，很好地满足了新元煤矿5G+智能煤矿的业务承载要求。”