奔赴无人之境,智慧矿山变身“金山银山”

机械化换人、自动化减人、智能化无人。


当下,随着智能技术的不断成熟,智慧矿山建设正在有序推进中,其效率、效益均在同步提升中。


有关数据统计,2004年中国的煤矿每百万吨死亡率(即生产每100万吨煤炭的煤矿死亡人数)为3.08,到2018年时,这一比例首次降至0.1以下。而这组数据的背后,不仅是人类安全生产意识的提升,更是各种智能化技术组成的工具系统的功劳。


当前,智慧矿山领域已吸引了华为、百度、商汤、浪潮KaiwuDB等头部企业的积极布局。


  • 华为:2021年,华为成立了华为煤矿军团,进军智能矿山改造领域,并在年底推出矿鸿操作系统,旨在打造智能矿山工业互联网的统一物联网和数据底座。同时联合其生态伙伴提出了3个1+N+5(一网、一云、一平台、N 应用、五中心)的智能矿山整体架构。

  • 百度:基于百度全栈AI能力的技术优势,将AI中台、知识中台能力逐步深入到通风、洗煤、皮带运输等生产环节。2021年10月,百度Apollo联合华能伊敏煤电公司正式对外展示矿用卡车无人示范应用成果,宣布Apollo首先在伊敏露天矿投入使用的自动驾驶矿卡。随后百度智能云携手中国移动,在智慧矿山建设中全面推进5G智能边缘计算的本地化部署。

  • 商汤科技:2022年,商汤科技正式发布智能矿山AI感知系统,致力于以领先的AI技术赋能传统煤矿生产和开采领域,加速煤炭企业的智能化转型与升级。目前,商汤科技智能矿山AI感知系统已实现在神东煤炭集团、中煤集团、开滦集团等旗下多个煤矿部署落地和试运行。

  • 浪潮KaiwuDB:浪潮KaiwuDB的智慧矿山解决方案是以多数据类型存储、就地计算、AI及预测分析模型等核心技术,支撑对矿区数据的高速汇聚、快速处理、实时分析,深层次挖掘数据价值,深入解决煤矿产业数字化转型的痛难点,助力智慧矿山建设,全面提升矿企综合竞争力和可持续发展能力。


作为人工智能最佳产业化的落地场景之一,智慧矿山到底有何种魅力引得企业的青睐呢?



所谓智慧矿山



顾名思义,智慧矿山就是基于现代煤矿智能化理念,关注安全问题、效率问题、效益问题,将物联网、云计算、大数据、人工智能等前沿技术与现代矿山开发技术进行深度融合,形成矿山全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的完整智能系统,从而实现矿山作业全链流程的智能化运行。

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基于我国资源“富煤、贫油、少气”的特性,决定了煤炭成为我国能源体系的支柱,为我国国民经济持续发展发挥着重要作用。根据中国煤炭工业协会发布的《2022煤炭行业发展年度报告》,2022年全国原煤产量45.6亿吨,煤炭行业主要经济指标再创新高,并预计2023年煤炭需求将保持适度增加


从20世纪80年代开始到至今,我国煤矿信息化建设经历了单机(系统)自动化、综合自动化及矿山物联网阶段,且随着工业物联网、云计算、人工智能等技术的快速发展,我国煤矿信息化的发展趋势将向煤矿智慧化方向演化

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当前,智慧矿山总体架构依托于矿山物联网三层体系,即物联感知层、传输层、智能应用与决策层,三者各司其职,相辅相成,为实现矿山智慧化发展提供强大力量。

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根据业内专家评估,为完成“十四五”末建成1000个智能化煤矿的目标,预计未来5年市场的复合增长率仍将保持在5%左右,预计到2025年市场规模将达到81.6亿元



政策指引+智能技术,智慧矿山的强大动能


进入新时代,“绿色、安全、和谐、智能、高效”已成为众多产业可持续发展的时代要求,矿山产业自然也不例外。为此,不断加快矿山数字化、智能化、绿色化、可持续化发展成为了矿山行业的大势所趋,智慧矿山迎来新的发展机遇。


1.国家政策保驾护航,驱动智慧矿山发展


一方面,随着我国国民经济由高速增长阶段转向高质量发展阶段,作为我国工业发展中的基础性支柱产业,煤炭行业的智能化升级改造之路在我国产业结构优化升级、数字经济转型升级的大背景下刻不容缓。


另一方面,由于我国煤炭资源储存条件复杂,煤矿地质灾害频发,导致煤矿生产事故发生率及死亡率较高。2022年我国煤炭百万吨死亡率为4.1%,虽然较2015年大幅下降,但仍高于美国、澳大利亚等主要产煤国家。


基于此,国家不断出台多项指导性政策,为我国煤矿行业的智慧化发展提供坚实保障。


  • 2016年,原国土资源部发布《全国矿产资源规划(2016~2020年)》,明确提出未来五年要大力推进矿业领域科技创新,加快建设数字化、智能化、自动化矿山,大力发展“互联网+矿业”。

  • 2018年,国家标准《智慧矿山信息系统通用技术规范》(GB/T34679-2017)正式颁布实施,标志着我国智能化矿山建设已开始真正落地。

  • 2020年,发改委、能源局、煤矿安监局等八部委联合印发的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》,其指出将人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发利用深度融合,形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统,实现煤矿开拓、采掘(剥)、运输、通风、洗选、安全保障、经营管理等过程智能化运行。

  • 2022年,国务院安委会印发的《“十四五”国家安全生产规划》,提出煤矿和非煤矿山机械化、智能化的具体要求,并设立“工矿商贸就业人员十万人生产安全事故死亡率下降20%、煤矿百万吨死亡率下降10%”的目标。


2.智能技术赋能,智慧矿山加速前行


当下,基于矿山已有自动化、信息化的建设基础上,推进物联网、5G、大数据、云计算、人工智能等智能技术在矿山领域的应用,是促进矿山智慧化发展以及绿色可持续发展的必然选择。


聚焦人工智能技术,其能够智能分析识别矿业生产过程中人机混合作业、主煤流运输、辅助运输管理、皮带机设备异常等风险,实时对地面和井下等关键点位进行监测预警,实现安全风险准预判强管控,以及对生产现场安全信息的快速反馈、动态跟踪及闭环控制,极大降低安全事故的发生概率。


尤其是近期AI大模型掀起了一股热潮,再次引起了人工智能领域的新一轮变革。目前看来,AI大模型正在加速走出实验室,成为赋能各行各业的通用AI基础设施,有利于推动AI在各行各业的场景化落地应用进程。


以华为的“盘古矿山大模型”为例,其实现了矿山场景多方面的应用落地。据悉,盘古矿山大模型通过5G+AI全景视频拼接综采画面卷,在煤矿的主运输皮带作业监控方面,通过视频对作业的安全规范进行巡检,主运场景异物识别精度达98%;在煤矿作业场景,作业序列智能监测系统可实现动作识别准确率达95%,井下安全事故减少90%以上。


总言之,人工智能等智能技术在矿山领域的应用,能够代替人工从事危险工作、重复劳动等任务,在矿山智能生产、设备管理、安全作业、经营决策等领域中发挥着重要作用。



写在最后


综上所述,顺应新时代发展需求,矿山行业作为工业发展中的产业核心之一,运用人工智能等技术对其进行智能化、智慧化升级建设,是保障国家能源安全、实现煤炭工业高质量发展的本质支撑。所以说,在国家政策以及智能技术的双重保障下,我国智慧矿山行业将迎来广阔的发展空间。

来源:视觉物联

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