1    项目背景介绍

近年来，煤矿行业全面贯彻习总书记“四个革命、一个合作”能源安全新战略理念，深化落实国家八部委《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》等文件精神，严格执行两级集团关于智能化建设相关工作部署，全面密织安全生产防护网。兖矿能源集团股份有限公司下属的井工煤矿，坚持夯基保安、科技兴安、群团筑安，通过人工智能技术赋能企业交出安全“答卷”。

2    项目目标与原则

深圳鲲云信息科技有限公司（以下简称“鲲云科技”）与兖矿能源在前期方案和立项阶段经过多次深入调研、交流，确定在风险防控体系建立的基础上，借助鲲云AI视频分析一体化平台，分步实施，构建人机协同的 AI 视频分析系统，对矿井全业务流程、人员作业行为、设备运行状况、环境状态进行感知，实现对关键风险智能感知、风险快速处置，为矿井布下安全“天网”。该平台集智能手段和智能系统等新兴技术于一体，助力矿山行业实现精细化管理，提高安全生产智能化管理水平，保障一线工作人员的生命安全。

3    项目实施与应用

3.1项目实施规划与应用

（1）运用AI视频分析提高监管效率

第一步，实现重要场所摄像头全覆盖，同步接入AI 智能管理平台，形成“AI 视频识别+人工核查确认”相结合的安全管理模式。

项目采用AI视觉分析技术，基于鲲云科技自研可重构数据流架构AI芯片CAISA及其软硬一体化平台，在充分利旧的原则考虑下，鲲云科技对井下视频安监系统布局进行优化，采用科学的摄像头点位布建方案，实现对重点区域和监管部位的全覆盖。根据安全生产和业务管理需要，鲲云科技在平台上部署了皮带跑偏识别、皮带异物识别、堵煤识别、未佩戴安全帽检测、工作服识别、禁区人员闯入、烟火识别等算法功能。实现从源头预防安全生产事故，并且时刻准备应对安全事故，同时又不用过多的投入人力，甚至更高效率地达成实时监测报警的目标，从多维度提升管理效率。

（2）场景化算法再训练，提升识别精准度

第二步，针对特定场景提供算法训练，优化 AI 智能管理平台，打造“场景 AI 视频识别，人工甄别数据”的安全双确认模式。

由于井下环境复杂，每座煤矿场景区别较大，鲲云科技为兖矿能源提供了基于其场景的算法再训练功能，收集实地场景数据进行训练，不断提升算法的识别精度，解决了视频识别终端在安装位置改变、光照环境不同等复杂工矿环境中识别精度不稳定的问题，确保交付效果。

经过1个月的迭代训练，该项目在采煤工作面、掘进工作面、主煤流运输机工作面等场景部署了10余个矿山行业算法，针对输送机运行环境设计，通过专用图像采集装置及AI识别算法监测输送带撕裂故障，实现第一时间报警，减轻运维压力，提升巡检效率，最终以95%以上的算法识别精度完成验收。

3.2 项目创新性

鲲云科技的创新性是基于可重构数据流解决方案中的底层算力AI芯片CAISA（数据流芯片），是一种全新的架构实现方式，不同于传统指令集的架构方式，该架构通过数据流流动次序来控制计算顺序，在芯片利用率上实现了技术突破，芯片利用率最高能达95.4%。该技术不依赖国外先进制程实现量产，依托国内可量产28nm工艺，在芯片成本为1/3的情况下，可提供最高3倍以上的实测性能，芯片算力性价比大幅领先，为企业落地节省30%以上的AI算力部署成本，提高了煤矿场景中的底层数据感知与边缘集成、智能分析与决策优化能力。为客户提供了更具算力性价比的芯片产品选择。

同时，依托于CAISA架构的高性能特性，自主研发自动编译工具链RainBuilder，实现端到端自动化映射人工智能算法，支持最大化发挥CAISA架构的性能，保证高软件应用性。此外CAISA芯片具有良好的通用性，支持所有常用AI算子，通过数据流网络中算子的不同配置和组合，可支持ResNet、YOLO、DeepLab等主流CNN算法，在保证相对于同类产品更高性能的基础上，平台层能充分发挥算力和算法联合优化的技术优势，提供多层次开放API，方便快速集成，在现有的信息化能力手段上，融合视频AI智能管控，实现软硬件相结合的安全生产解决方案。

在算法应用上，通过后端的AI计算加速，该技术对化工企业内多路视频数据进行视觉智能分析，实现皮带跑偏、皮带异物、煤量等多种算法，基于鲲云科技自主研发的超百种深度学习算法，准确率达99%以上；在平台层采用人工智能图像识别推理平台“鲲云星云AI视频分析平台”，软硬件深度结合，支持计算及存储资源自由拓展，且其他平台功能模块使用无感知。平台支持云边协同架构，支持多计算节点统一管理。平台内置健康管理服务，能够对任务、服务状态的实时健康状态进行监控，并对异常状态的任务与服务进行自动修复，保障任务正常运行，实现从芯片到操作平台、用户最终界面的一体化标准解决方案。

同时，鲲云科技充分利旧降低成本，兼容已有监控系统，基于原有摄像头进行图像分析，适合批量上线，极大降低部署成本；并提供多层次开放API，方便快速集成，在现有的信息化能力手段上，融合视频AI智能管控，通过实时分析、报表图表、反馈、提供决策依据和管理依据，让系统代替部分人工岗位，使管理效率和应急处理效率更高，助力企业实现降本增效。

3.3 重点与难点问题

矿山开采属于人机密切协调、生产环境复杂的重工业领域，其安全生产管理对应用数字化、智能化技术有着切实的需求。鲲云科技搭建智慧矿山安全管理平台，采用AI视频分析技术，对矿山生产环节的人机混合作业、工人违规违章行为、设备异常状态等风险进行实时分析预警，助力矿山行业实现精细化管理，提高安全生产智能化管理水平，保障一线工作人员的生命安全。

结合CAISA芯片提供的算力基础，该项目在运行过程中，实现视频分析识别延迟3s以内，报警准确率达99%以上，单服务器Callback向外推送事件的能力可达每秒1000+事件，助力提升兖矿能源安全管理运营效率，降低事故发生频率。

4    效益分析

结合CAISA芯片提供的算力基础，该项目在运行过程中，实现视频分析识别延迟3ms以内，报警准确率达99%以上，单服务器Callback向外推送事件的能力可达每秒1000+事件，助力提升施工现场安全管理运营效率，降低事故发生频率，提高生产运营质量。

鲲云科技提供的AI视频分析方案解决了兖矿能源值班人员长时间保持警觉容易视觉疲劳， 难以“面面俱到”的问题，改变了传统人盯人局面，安全隐患大幅下降，提高了安全生产水平，保障工人生命安全同时降低了生产和管理成本。项目同时完成了主煤流工作流程的智能化改造，有效提升吨煤生产效率，降低了煤炭生产成本。

传送带跑偏识别

传送带异物识别

下料口堵煤识别

异常情况报警查询界面

在深圳鲲云信息科技有限公司智能视频分析技术的助力下，兖矿能源于2023年完成煤矿安全生产管理视频智能化建设，实现安全隐患智能预警，进一步提升了煤矿智能化管理水平，保障了煤矿生产安全，为井下高危场所的少人操作、井下固定岗位无人值守与远程监控提供技术保障，减人提效，保障工人生命安全同时降低了生产和管理成本。