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1    項目背景介紹

近年來，煤礦行業全面貫徹習總書記“四個革命、一個合作”能源安全新戰略理念，深化落實國家八部委《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》等文件精神，嚴格執行兩級集團關于智能化建設相關工作部署，全面密織安全生產防護網。兗礦能源集團股份有限公司下屬的井工煤礦，堅持夯基保安、科技興安、群團筑安，通過人工智能技術賦能企業交出安全“答卷”。

2    項目目標與原則

深圳鯤云信息科技有限公司（以下簡稱“鯤云科技”）與兗礦能源在前期方案和立項階段經過多次深入調研、交流，確定在風險防控體系建立的基礎上，借助鯤云AI視頻分析一體化平臺，分步實施，構建人機協同的 AI 視頻分析系統，對礦井全業務流程、人員作業行為、設備運行狀況、環境狀態進行感知，實現對關鍵風險智能感知、風險快速處置，為礦井布下安全“天網”。該平臺集智能手段和智能系統等新興技術于一體，助力礦山行業實現精細化管理，提高安全生產智能化管理水平，保障一線工作人員的生命安全。

3    項目實施與應用

3.1項目實施規劃與應用

（1）運用AI視頻分析提高監管效率

第一步，實現重要場所攝像頭全覆蓋，同步接入AI 智能管理平臺，形成“AI 視頻識別+人工核查確認”相結合的安全管理模式。

項目采用AI視覺分析技術，基于鯤云科技自研可重構數據流架構AI芯片CAISA及其軟硬一體化平臺，在充分利舊的原則考慮下，鯤云科技對井下視頻安監系統布局進行優化，采用科學的攝像頭點位布建方案，實現對重點區域和監管部位的全覆蓋。根據安全生產和業務管理需要，鯤云科技在平臺上部署了皮帶跑偏識別、皮帶異物識別、堵煤識別、未佩戴安全帽檢測、工作服識別、禁區人員闖入、煙火識別等算法功能。實現從源頭預防安全生產事故，并且時刻準備應對安全事故，同時又不用過多的投入人力，甚至更高效率地達成實時監測報警的目標，從多維度提升管理效率。

（2）場景化算法再訓練，提升識別精準度

第二步，針對特定場景提供算法訓練，優化 AI 智能管理平臺，打造“場景 AI 視頻識別，人工甄別數據”的安全雙確認模式。

由于井下環境復雜，每座煤礦場景區別較大，鯤云科技為兗礦能源提供了基于其場景的算法再訓練功能，收集實地場景數據進行訓練，不斷提升算法的識別精度，解決了視頻識別終端在安裝位置改變、光照環境不同等復雜工礦環境中識別精度不穩定的問題，確保交付效果。

經過1個月的迭代訓練，該項目在采煤工作面、掘進工作面、主煤流運輸機工作面等場景部署了10余個礦山行業算法，針對輸送機運行環境設計，通過專用圖像采集裝置及AI識別算法監測輸送帶撕裂故障，實現第一時間報警，減輕運維壓力，提升巡檢效率，最終以95%以上的算法識別精度完成驗收。

3.2 項目創新性

鯤云科技的創新性是基于可重構數據流解決方案中的底層算力AI芯片CAISA（數據流芯片），是一種全新的架構實現方式，不同于傳統指令集的架構方式，該架構通過數據流流動次序來控制計算順序，在芯片利用率上實現了技術突破，芯片利用率最高能達95.4%。該技術不依賴國外先進制程實現量產，依托國內可量產28nm工藝，在芯片成本為1/3的情況下，可提供最高3倍以上的實測性能，芯片算力性價比大幅領先，為企業落地節省30%以上的AI算力部署成本，提高了煤礦場景中的底層數據感知與邊緣集成、智能分析與決策優化能力。為客戶提供了更具算力性價比的芯片產品選擇。

同時，依托于CAISA架構的高性能特性，自主研發自動編譯工具鏈RainBuilder，實現端到端自動化映射人工智能算法，支持最大化發揮CAISA架構的性能，保證高軟件應用性。此外CAISA芯片具有良好的通用性，支持所有常用AI算子，通過數據流網絡中算子的不同配置和組合，可支持ResNet、YOLO、DeepLab等主流CNN算法，在保證相對于同類產品更高性能的基礎上，平臺層能充分發揮算力和算法聯合優化的技術優勢，提供多層次開放API，方便快速集成，在現有的信息化能力手段上，融合視頻AI智能管控，實現軟硬件相結合的安全生產解決方案。

在算法應用上，通過后端的AI計算加速，該技術對化工企業內多路視頻數據進行視覺智能分析，實現皮帶跑偏、皮帶異物、煤量等多種算法，基于鯤云科技自主研發的超百種深度學習算法，準確率達99%以上；在平臺層采用人工智能圖像識別推理平臺“鯤云星云AI視頻分析平臺”，軟硬件深度結合，支持計算及存儲資源自由拓展，且其他平臺功能模塊使用無感知。平臺支持云邊協同架構，支持多計算節點統一管理。平臺內置健康管理服務，能夠對任務、服務狀態的實時健康狀態進行監控，并對異常狀態的任務與服務進行自動修復，保障任務正常運行，實現從芯片到操作平臺、用戶最終界面的一體化標準解決方案。

同時，鯤云科技充分利舊降低成本，兼容已有監控系統，基于原有攝像頭進行圖像分析，適合批量上線，極大降低部署成本；并提供多層次開放API，方便快速集成，在現有的信息化能力手段上，融合視頻AI智能管控，通過實時分析、報表圖表、反饋、提供決策依據和管理依據，讓系統代替部分人工崗位，使管理效率和應急處理效率更高，助力企業實現降本增效。

3.3 重點與難點問題

礦山開采屬于人機密切協調、生產環境復雜的重工業領域，其安全生產管理對應用數字化、智能化技術有著切實的需求。鯤云科技搭建智慧礦山安全管理平臺，采用AI視頻分析技術，對礦山生產環節的人機混合作業、工人違規違章行為、設備異常狀態等風險進行實時分析預警，助力礦山行業實現精細化管理，提高安全生產智能化管理水平，保障一線工作人員的生命安全。

結合CAISA芯片提供的算力基礎，該項目在運行過程中，實現視頻分析識別延遲3s以內，報警準確率達99%以上，單服務器Callback向外推送事件的能力可達每秒1000+事件，助力提升兗礦能源安全管理運營效率，降低事故發生頻率。

4    效益分析

結合CAISA芯片提供的算力基礎，該項目在運行過程中，實現視頻分析識別延遲3ms以內，報警準確率達99%以上，單服務器Callback向外推送事件的能力可達每秒1000+事件，助力提升施工現場安全管理運營效率，降低事故發生頻率，提高生產運營質量。

鯤云科技提供的AI視頻分析方案解決了兗礦能源值班人員長時間保持警覺容易視覺疲勞， 難以“面面俱到”的問題，改變了傳統人盯人局面，安全隱患大幅下降，提高了安全生產水平，保障工人生命安全同時降低了生產和管理成本。項目同時完成了主煤流工作流程的智能化改造，有效提升噸煤生產效率，降低了煤炭生產成本。

傳送帶跑偏識別

傳送帶異物識別

下料口堵煤識別

異常情況報警查詢界面

在深圳鯤云信息科技有限公司智能視頻分析技術的助力下，兗礦能源于2023年完成煤礦安全生產管理視頻智能化建設，實現安全隱患智能預警，進一步提升了煤礦智能化管理水平，保障了煤礦生產安全，為井下高危場所的少人操作、井下固定崗位無人值守與遠程監控提供技術保障，減人提效，保障工人生命安全同時降低了生產和管理成本。