内蒙古煤矿5G+AI智能巡检系统部署

项目周期: 2023年2月 - 2023年8月
项目地点: 内蒙古鄂尔多斯
矿井规模: 年产量1000万吨

项目概述

内蒙古某大型煤矿集团面临井下环境复杂、人工巡检风险高、巡检覆盖不全面等问题。随着5G通信技术和人工智能识别技术的发展,客户希望通过技术革新提升巡检效率和安全管理水平。

作为中矿天智信息科技的项目负责人,我带领团队为客户设计并实施了基于5G网络的AI智能巡检系统,实现了井下环境的实时监测与异常自动识别,显著减少了人工巡检的安全风险,全面提升了巡检的覆盖率和准确性。

95% 巡检覆盖率提升
70% 人员安全风险降低
85% 故障预警时间缩短
60% 巡检人力成本降低

面临的挑战

巡检安全风险

井下环境危险因素多,人工巡检过程中存在较高的安全风险,极端条件下难以到达的区域无法有效巡检。

巡检盲区多

传统人工巡检受限于人力和时间,无法实现所有区域的全面覆盖,存在巡检盲区,隐患识别率低。

预警不及时

人工巡检发现问题后需层层上报,设备异常从发现到处理时间长,无法实现早期预警和快速响应。

数据价值低

巡检数据记录分散、格式不统一,缺乏系统化管理和深度分析,难以形成数据驱动的预测性维护体系。

解决方案

01

5G通信网络基础设施

在矿井内部署专用5G网络,为智能巡检系统提供高带宽、低延时的通信保障。

  • 井下布设5G基站,实现巷道、工作面等关键区域的网络全覆盖
  • 部署边缘计算节点,实现数据就近处理,降低传输延迟
  • 建设网络切片系统,保障巡检数据传输的高可靠性
5G网络架构示意图
02

AI巡检机器人系统

部署具备自主移动和多传感器集成能力的巡检机器人,实现危险区域的无人巡检。

  • 配备高清摄像头、热成像仪、气体检测仪等多类传感器
  • 开发自主导航和障碍物识别算法,实现复杂环境下稳定行进
  • 支持远程控制和自主巡检两种模式,适应不同场景需求
数据采集
实时分析
异常识别
预警生成
处置指令
闭环确认
数据存档
03

AI视觉识别系统

开发针对煤矿场景的深度学习模型,实现对设备状态、环境异常的智能识别。

  • 建立煤矿设备故障特征库,训练针对性强的设备状态识别模型
  • 开发安全隐患自动识别算法,可识别渗水、顶板裂缝等危险征兆
  • 实现智能视频分析,自动检测违规操作和安全隐患
设备状态识别
环境异常检测
人员行为分析
危险预警
自主学习迭代
04

智能巡检管理平台

构建集中式智能巡检管理平台,实现巡检任务的自动派发、数据分析与可视化展示。

  • 开发智能巡检路线规划系统,实现巡检任务的优化分配
  • 建立设备健康评估模型,形成预测性维护体系
  • 开发基于Web的3D可视化平台,直观展示巡检数据和预警信息
智能巡检管理平台界面

实施过程

2月 2023

需求分析与系统规划

实地考察矿井环境,分析巡检需求,规划5G网络布局和巡检机器人系统架构。我们组织了多次专家研讨会,深入了解客户痛点,确定系统功能优先级,制定了详细的项目实施计划和技术路线。

3-4月 2023

5G网络建设

井下安装5G基站和边缘计算设备,实现关键区域的网络覆盖和数据传输保障。克服了井下复杂环境带来的信号传输挑战,通过专用频段分配和天线优化,确保了关键区域的网络稳定性达到99.9%,满足高清视频传输需求。

4-5月 2023

AI模型开发与训练

收集矿井特有数据,开发并训练设备状态识别、环境异常检测等AI模型。团队投入了超过5000小时的数据标注工作,建立了包含超过10万张图像的煤矿设备故障特征库,训练了准确率达90%以上的设备异常识别模型。

6月 2023

巡检机器人部署

井下部署多台巡检机器人,进行导航系统调试和传感器校准,确保稳定运行。针对煤矿特殊的地形和环境条件,对机器人进行了防爆、防水、防尘等专项改造,优化了自主导航算法,确保在复杂环境下的稳定作业能力。

7月 2023

管理平台上线

智能巡检管理平台投入使用,完成与矿井其他系统的数据对接和集成。基于微服务架构开发的平台支持多终端访问,实现了与安全监测系统、生产管理系统等15个子系统的数据共享,构建了完整的巡检管理生态。

8月 2023

系统优化与验收

基于试运行数据对系统进行优化调整,完成终验并转入常态化运维阶段。通过对一个月试运行数据的深入分析,优化了巡检路线和频次,完善了预警处置流程,系统整体性能提升30%,客户满意度达到95%以上。

项目成果

巡检覆盖全面化

巡检覆盖率从原来的60%提升至95%,实现对危险区域、难以到达区域的全面监测,消除巡检盲区。

故障预警智能化

系统能够提前识别设备异常状态和环境变化趋势,故障预警时间平均缩短85%,从被动处理转为主动预防。

安全管理精细化

减少人员在危险区域的巡检时间70%以上,显著降低安全风险,同时实现异常情况的实时报警和快速响应。

数据分析价值化

累积巡检数据形成煤矿设备健康大数据,支持设备预测性维护,延长设备寿命15%,减少意外停机30%。

"智能巡检系统的部署彻底改变了我们的安全管理模式。机器人能够代替人员进入危险区域执行巡检任务,AI系统能够识别人工难以发现的细微异常。这不仅提高了巡检效率,更重要的是提升了整个矿井的安全水平。张洁贞团队专业、高效的服务让我们非常满意。"
赵建国
赵主任 内蒙古某煤矿信息化主管

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