用昇腾AI护航“井下安全”

Posted 2022-11-26 华为云开发者联盟

摘要：基于CANN（异构计算架构）打造的“智能矿山安全生产管理平台”，能够更便捷和更高效地服务于更多矿山安全生产建设。

本文分享自华为云社区《华为携手云话科技助力矿山智能化，用昇腾AI护航“井下安全”！》，作者：昇腾CANN。

都说“矿产品是工业的粮食，而矿山则是产粮食的土地”，矿业作为传统行业中的典型代表，对我国经济发展起到支柱性的作用，但一提起传统煤矿，人们自然会想到的画面是：漆黑的矿道、沾满煤灰的矿井工人、繁杂困难的采煤工序等。而如今到了5G时代，“煤矿＋智能”的样子值得期待！

满眼生机转化钧，天工人巧日争新。

反观现状，矿山安全生产管控体系面临着许多挑战。

矿山工作环境相对恶劣、人才紧缺、工作压力大，导致人为因素造成的安全生产事件时有发生，因此有效加强人员危险行为管控是重点。与此同时矿山作业环境相对负载，设施设备众多，运行状态监管上有较大的难度，数据资源众多，但缺少深度挖掘和关联分析的应用，利用率较低，对于安全监管不仅难度大还支撑有限。当前矿山的安全管理仍是以人工监管为主，则更多为“事后”响应，无法做到“事前”预测、“事中”预警的情况。

“矿山智能化”既是解决现实需求，更是顺应趋势而为，虽然这是一条充满挑战的道路，但总有先行者正在披荆斩棘的开拓。

华为携手上海云话科技基于CANN（异构计算架构）联合打造的“智能矿山安全生产管理平台”，将更便捷和更高效地服务于更多矿山安全生产建设。

CANN是华为针对AI场景推出的异构计算架构，提供了使用底层算力的专用计算语言(Ascend Computing Language，简称AscendCL)。兼具了运行管理器，媒体预处理和任务调度管理器等相关接口，同时也预置了NN、Blas等功能丰富的算子库，帮助开发者更便捷的使用ATC模型转换工具进行模型转换。（更详细的CANN相关信息请参考考：https://www.hiascend.com/zh/software/cann）

不仅如此，从环境搭建到代码运行、API使用到端到端部署、模型选型到性能优化，昇腾社区CANN专家团通过码云（Gitee）、论坛、社交群组等多种渠道帮助社区用户高效闭环问题。在智能矿山项目中，昇腾社区CANN支撑团队协助用户快速搭建软硬件设备环境、支撑部署智能矿山模型并调试通过，并根据需求，定制开发多路视频流AI并行推理样例，帮助用户进行对性能进行充分优化，极致发挥昇腾AI处理器的澎湃算力。

在华为和云话科技团队通力合作下，推出的智能矿山安全生产感平台。

智能矿山视觉感知平台是利用计算机视觉技术，在不需要人为干预的情况下，通过对视频图像进行自动分析，实现对业务场景中目标的定位、识别和跟踪，并在此基础上分析和判断目标的行为，即通过端-边-云架构，实现矿山智能感知-智能认知-智能决策的一站式应用。

智能矿山安全生产感知平台架构

目前该平台已具备五大优势：

● 无需改动现有视频监控系统，不仅兼容主流摄像头及监控平台，同时支持5G摄像头；

● 支持边缘计算架构，可大幅降低算力成本；

● 可弹性部署，动态增减摄像头、按需购买算法进行场景分析；

● 平台已经接入300路视频数据，帮助持续优化算法；

● 已支持井下30多个细分场景的专用算法开发。

场景一：人员行为检测

监控矿井内工作人员的行为轨迹， 当人员有挥手求救、摔倒、 多人聚集、快速移动、异常滞留等异常行为时及时预警，降低安全风险，提升安全保障能力。

异常倒地

抱头

挥手求救

人员滞留

快速奔跑

人员聚集

场景二：违章作业检测

降低现场操作风险，实时提醒不规范行为增强监管，优化作业规范

无人值守

越界闯入

场景三：装备佩戴规则检测

煤矿安全规程规定井下矿工需全程佩戴安全帽等装备，疫情期间要求全程佩戴口罩，但现实中时有违规行为，存在严重安全隐患，在摄像头监控的视野范围内，设置装备检测区域，一旦脱帽或口罩立即触发报警。

（未）佩戴安全帽检测

场景四：设备运行状态检测

主运皮带检测，皮带跑偏、空载、堆煤等智能识别；皮带坐人、逗留行为监控；皮带滚筒打滑、撕裂识别；同时可对井下交通信号灯检测，信号灯故障识别

（皮带跑偏检测）

场景五：工作面设备检测

综采工作面煤壁片帮智能检测，通过智能视频分析技术检测矿井作业面、巷道侧壁变形，破坏脱落等片帮异常及时预警。

采煤机工作时人员靠近检测（上图）

采煤机在工作状态时高速运转，人员靠近极易发生事故，当检测到人员违规靠近时及时预警（上图）

场景六：煤矸石智能检测

通过物体动态识别算法，安全生产感知平台实时检测皮带上的煤矸石，及时告警，与机器臂等设备联动，快速抓取移除煤矸石，降低风险和损失。

场景七：环境态势检测

监控矿井内环境态势变化， 当有风门开启、浓烟/雾、火光、积水等状况及时预警，快速排查风险、启动应急预案。

（风门开启检测）

（矿井烟雾火光检测）

目前，全国智能矿山的发展和建设已经进入快车道，同时，智能矿山也是AI的最佳应用行业之一。加快煤矿智能化建设步伐，用科技手段推动实现煤矿本质安全、高效运营，让矿山旧貌换新颜！

更多昇腾CANN应用案例：https://www.hiascend.com/developer/case-studie

昇腾开发者社区：https://www.hiascend.com/

昇腾开发者论坛：https://bbs.huaweicloud.com/forum/forum-726-1.html

昇腾开源gitee仓库：https://gitee.com/ascend

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