“煤礦大腦” 領(lǐng)航，開(kāi)啟煤礦安全生產(chǎn)智能時(shí)代的新征程

近年來(lái)，隨著(zhù)科技浪潮以及對安全生產(chǎn)重視程度的與日俱增，人們對煤礦安全管理的關(guān)注驟增。“智能化”、“自動(dòng)化”、“無(wú)人化”，這些熱門(mén)詞匯的背后，承載的是對礦山安全高效運營(yíng)，及對礦工生命健康的關(guān)注。

精英數智，作為在礦業(yè)領(lǐng)域積極應用數字化技術(shù)，致力于實(shí)現礦山安全高效運營(yíng)的軟件解決方案提供商和運營(yíng)商，與昇騰緊密攜手，推出基于昇騰原生開(kāi)發(fā)的 “煤礦大腦 - 煤礦安全管控平臺”，該方案從基礎硬件到軟件，從地面的服務(wù)器到井下的小站，全部采用了昇騰產(chǎn)品，從而確保了整個(gè)系統如同一個(gè)緊密協(xié)作的有機整體，為礦山的智能化未來(lái)奠定了堅實(shí)基礎。

煤礦安全生產(chǎn)之困：管理與技術(shù)的雙重挑戰

當前，煤礦安全生產(chǎn)在管理和技術(shù)兩個(gè)層面遭遇諸多挑戰，這些挑戰嚴重阻礙了煤礦行業(yè)的安全發(fā)展進(jìn)程。

從管理層面深入分析，安全生產(chǎn)責任未能有效落實(shí)，安全管理體制機制存在明顯缺陷。這使得風(fēng)險隱患排查治理工作難以全面、徹底地開(kāi)展，同時(shí)崗位作業(yè)標準化執行不力，各自為政，無(wú)法形成有效的安全保障合力。這些問(wèn)題極大地削弱了煤礦的安全管理水平，為事故的發(fā)生埋下隱患。

技術(shù)層面的困境同樣不容小覷。系統繁多且分散，缺乏有效的整合與協(xié)同;數據孤島現象嚴重，各個(gè)系統之間的數據無(wú)法順暢流通和共享;AI 場(chǎng)景碎片化且長(cháng)尾化，復雜多變的環(huán)境致使相關(guān)技術(shù)的落地之路崎嶇，落地周期漫長(cháng)，泛化更是困難重重。盡管監測監控應用數量可觀(guān)，但真正能與煤礦安全生產(chǎn)業(yè)務(wù)深度融合的優(yōu)質(zhì)應用卻寥寥無(wú)幾。“一礦一策” 式的交付方式，不僅周期漫長(cháng)，而且成本高昂，給煤礦企業(yè)帶來(lái)了沉重的經(jīng)濟負擔。

這些挑戰帶來(lái)的影響是多方面的。一方面，煤礦企業(yè)的運營(yíng)成本因技術(shù)研發(fā)投入、管理體系完善以及安全事故潛在風(fēng)險而大幅增加。另一方面，更為關(guān)鍵的是，礦工的生命安全受到了極大威脅。

煤礦安全生產(chǎn)面臨的這些挑戰，迫切需要行業(yè)內各方共同努力，從管理和技術(shù)兩個(gè)維度尋求突破，以實(shí)現煤礦行業(yè)的安全、穩定和可持續發(fā)展。

煤礦安全生產(chǎn)之光：三個(gè)亮點(diǎn)開(kāi)啟智能礦山新篇章

為了攻克煤礦安全生產(chǎn)所面臨的重重難題，精英數智與昇騰攜手，展開(kāi)了深度聯(lián)創(chuàng )。雙方打造了基于昇騰原生開(kāi)發(fā)的礦山大模型方案—— “煤礦大腦 - 煤礦安全管控平臺”。該方案在A(yíng)I基礎硬件的訓練、推理全部采用昇騰產(chǎn)品，類(lèi)型從邊緣小站到中心服務(wù)器，范圍從地面到井下。雙方還聯(lián)合打造了礦山鴻雁嵌入式一體機，擁有物聯(lián)、視聯(lián)、智聯(lián)一站式數據聯(lián)網(wǎng)能力，支持30余種煤礦監控系統行標/地標數據、20多類(lèi)工業(yè)協(xié)議數據的接入，單臺提供最大128路視頻解析能力，是煤礦構建AIoT全域數據感知能力的“利器”。軟件方面，通過(guò)引入昇騰異構計算架構CANN和AI框架昇思MindSpore，自研了“煤礦大腦-人工智能基礎平臺”,配合華為ModelArts，構建了邊云協(xié)同、高性能、端到端的礦山大模型訓推體系以及AI應用開(kāi)發(fā)引擎。在大模型的訓練上，精英數智基于CANN開(kāi)發(fā)了高性能融合算子，并調用了集合通信庫能力，實(shí)現了大模型訓練性能提升30%;通過(guò)應用梯度監控，精度問(wèn)題分析等MindStudio工具，使訓練精度調試效率翻倍提升，加速了礦山大模型的版本迭代速度。

“煤礦大腦”為礦山應用提供萬(wàn)態(tài)識別、萬(wàn)文生成、萬(wàn)能公式的大模型能力，。聯(lián)合萬(wàn)物互聯(lián)、萬(wàn)數歸一數據能力，實(shí)現煤礦生產(chǎn)過(guò)程中人、機、環(huán)、管四類(lèi)風(fēng)險隱患有效識別、動(dòng)態(tài)評估和精準控制，助力煤礦生成提安增效。

“煤礦大腦 - 煤礦安全管控平臺”方案架構

首先是它的萬(wàn)態(tài)識別能力。涵蓋綜采、掘進(jìn)、主運、輔運、機電等 5 類(lèi)專(zhuān)業(yè)場(chǎng)景以及 1 類(lèi)通用場(chǎng)景下的 150 余個(gè)細分場(chǎng)景和 16 類(lèi)煤礦崗位標準作業(yè)流程的優(yōu)質(zhì)視頻識別模型，“煤礦大腦” 實(shí)現了多點(diǎn)位視頻聯(lián)合識別的壯舉。這一系統不僅能夠智能感知，還能實(shí)現設備控制和多端推送，整個(gè)過(guò)程能夠達到秒級響應，仿佛為煤礦生產(chǎn)裝上了一雙敏銳的眼睛。它解決了傳統煤礦視頻監控系統存在的多路數、高投入、響應不及時(shí)和監控盲區等問(wèn)題，真正讓礦井實(shí)現了 “黑燈調度” 的夢(mèng)想，為煤礦安全生產(chǎn)帶來(lái)了前所未有的保障。同時(shí)，“煤礦大腦”還將大模型技術(shù)應用于煤礦探放水作業(yè)中，對物探異常區進(jìn)行智能提取，自動(dòng)規劃每次鉆探作業(yè)的鉆孔密度、角度和深度，輔助人員進(jìn)行鉆探設計，在鉆探過(guò)程中，實(shí)時(shí)識別打鉆深度、角度、時(shí)間，全程無(wú)需人為干預，確保探水作業(yè)真正被執行，解決了水害超前治理時(shí)盲探、不探、漏探、假探的問(wèn)題。

隨著(zhù)煤礦行業(yè)對井下作業(yè)監控的重視，攝像頭的數量不斷增加，這對地面數據中心的帶寬提出了挑戰，并且由于斷電檢修等因素，可能會(huì )影響視頻識別的穩定性。為了應對這些挑戰，精英數智與昇騰邊緣終端伙伴合作，設計了一款隔爆型智能分析控制器，以Atlas 200加速模塊為核心，具備有線(xiàn)無(wú)線(xiàn)通信、多種安裝方式、遠程管理升級、識別控制毫秒級自閉環(huán)、證據斷點(diǎn)續傳等功能。這款設備能夠在井下進(jìn)行逐幀分析，即使在網(wǎng)絡(luò )不穩定的環(huán)境中也能保持實(shí)時(shí)的控制和反饋，確保了監控的連續性和可靠性。

其次，萬(wàn)文生成技術(shù)是 “煤礦大腦” 的又一亮點(diǎn)。它擁有強大的文本生成能力，在煤礦生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節發(fā)揮著(zhù)重要作用。例如，AI 繪礦圖功能宛如神奇的畫(huà)筆，能夠將傳統的二維 CAD 圖紙巧妙地轉換成三維 GIS 地圖，這不僅極大地提高了項目交付效率，更像是為礦圖更新裝上了加速器，確保了礦圖更新的時(shí)效性。而礦山 AI 助手則是巡檢人員的貼心伙伴，它能夠憑借自身的智慧輔助巡檢人員快速發(fā)現隱患，并通過(guò)手機便捷地上傳記錄。經(jīng)過(guò)測算，“煤礦大腦”可使煤礦巡檢效力提升30%，大大提高了巡檢效率及質(zhì)量，為煤礦的安全巡檢工作注入了新的活力。

最后，萬(wàn)能公式引擎面對煤礦中數量繁多且錯綜復雜的監測監控系統，“煤礦大腦” 構建了一套基于 RAG 的業(yè)務(wù)規則代碼自動(dòng)生成機制。這一機制仿佛是一位貼心的管家，用戶(hù)只需用自然語(yǔ)言輕輕描述預警需求，系統就能迅速且自動(dòng)地創(chuàng )建出高質(zhì)量的代碼提示，再經(jīng)由大語(yǔ)言模型這一智慧大腦生成具體規則代碼，并通過(guò)調度引擎高效地執行，從而實(shí)現了煤礦安全預警規則的個(gè)性化配置與快速生效。這一過(guò)程就像一場(chǎng)精準的舞蹈，每個(gè)環(huán)節緊密配合，為煤礦的安全管理提供了高效且精準的決策支持。

“煤礦大腦” 之效：守護礦工健康，助力產(chǎn)業(yè)升級

自 “煤礦大腦” 上線(xiàn)以來(lái)，已經(jīng)在超過(guò) 2000 座煤礦進(jìn)行了部署或部分系統實(shí)施，為近 30 萬(wàn)名礦工的生命安全筑起了一道堅實(shí)的防線(xiàn)。這一項目更如同一股強勁的動(dòng)力，極大地推動(dòng)了煤礦行業(yè)的智能化進(jìn)程，在行業(yè)內贏(yíng)得了高度贊譽(yù)，斬獲了山西省科技進(jìn)步一等獎、中國安全生產(chǎn)協(xié)會(huì )第四屆 “安全科技進(jìn)步獎一等獎” 等諸多殊榮。

從經(jīng)濟層面來(lái)看，“煤礦大腦” 無(wú)疑是煤礦企業(yè)的得力助手。它宛如一位精明的管家，顯著(zhù)降低了因事故造成的直接經(jīng)濟損失，減少了人力成本的支出，并且通過(guò)對生產(chǎn)流程的優(yōu)化，有效提升了整體運營(yíng)效率，為企業(yè)帶來(lái)了實(shí)實(shí)在在的經(jīng)濟效益。

在社會(huì )效益方面，“煤礦大腦” 的貢獻更是不可估量。它像一位默默守護的天使，體現出對礦工生命健康的深切關(guān)懷和保護，同時(shí)也為礦區周邊社區的發(fā)展注入了活力。

隨著(zhù)更多創(chuàng )新應用場(chǎng)景被不斷挖掘，對技術(shù)的不斷進(jìn)步和持之以恒的努力與創(chuàng )新精神提出了更高要求。期待數智精英攜手昇騰打造更多產(chǎn)品和解決方案，持續助力煤礦生產(chǎn)的智能化，以新質(zhì)生產(chǎn)力提高生產(chǎn)水平，推動(dòng)煤礦高質(zhì)量發(fā)展。