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

近年來，隨著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”、“自動化”、“無人化”，這些熱門詞匯的背后，承載的是對礦山安全高效運營，及對礦工生命健康的關(guān)注。

精英數(shù)智，作為在礦業(yè)領(lǐng)域積極應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，致力于實現(xiàn)礦山安全高效運營的軟件解決方案提供商和運營商，與昇騰緊密攜手，推出基于昇騰原生開發(fā)的 “煤礦大腦 - 煤礦安全管控平臺”，該方案從基礎(chǔ)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，從而確保了整個系統(tǒng)如同一個緊密協(xié)作的有機整體，為礦山的智能化未來奠定了堅實基礎(chǔ)。

煤礦安全生產(chǎn)之困：管理與技術(shù)的雙重挑戰(zhàn)

當(dāng)前，煤礦安全生產(chǎn)在管理和技術(shù)兩個層面遭遇諸多挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)嚴(yán)重阻礙了煤礦行業(yè)的安全發(fā)展進程。

從管理層面深入分析，安全生產(chǎn)責(zé)任未能有效落實，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、徹底地開展，同時崗位作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化執(zhí)行不力，各自為政，無法形成有效的安全保障合力。這些問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(tǒng)繁多且分散，缺乏有效的整合與協(xié)同;數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象嚴(yán)重，各個系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)無法順暢流通和共享;AI 場景碎片化且長尾化，復(fù)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，泛化更是困難重重。盡管監(jiān)測監(jiān)控應(yīng)用數(shù)量可觀，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(yīng)用卻寥寥無幾。“一礦一策” 式的交付方式，不僅周期漫長，而且成本高昂，給煤礦企業(yè)帶來了沉重的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。

這些挑戰(zhàn)帶來的影響是多方面的。一方面，煤礦企業(yè)的運營成本因技術(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(zhàn)，迫切需要行業(yè)內(nèi)各方共同努力，從管理和技術(shù)兩個維度尋求突破，以實現(xiàn)煤礦行業(yè)的安全、穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展。

煤礦安全生產(chǎn)之光：三個亮點開啟智能礦山新篇章

為了攻克煤礦安全生產(chǎn)所面臨的重重難題，精英數(shù)智與昇騰攜手，展開了深度聯(lián)創(chuàng)。雙方打造了基于昇騰原生開發(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AI基礎(chǔ)硬件的訓(xùn)練、推理全部采用昇騰產(chǎn)品，類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(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)能力，支持30余種煤礦監(jiān)控系統(tǒng)行標(biāo)/地標(biāo)數(shù)據(jù)、20多類工業(yè)協(xié)議數(shù)據(jù)的接入，單臺提供最大128路視頻解析能力，是煤礦構(gòu)建AIoT全域數(shù)據(jù)感知能力的“利器”。軟件方面，通過引入昇騰異構(gòu)計算架構(gòu)CANN和AI框架昇思MindSpore，自研了“煤礦大腦-人工智能基礎(chǔ)平臺”,配合華為ModelArts，構(gòu)建了邊云協(xié)同、高性能、端到端的礦山大模型訓(xùn)推體系以及AI應(yīng)用開發(fā)引擎。在大模型的訓(xùn)練上，精英數(shù)智基于CANN開發(fā)了高性能融合算子，并調(diào)用了集合通信庫能力，實現(xiàn)了大模型訓(xùn)練性能提升30%;通過應(yīng)用梯度監(jiān)控，精度問題分析等MindStudio工具，使訓(xùn)練精度調(diào)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(yīng)用提供萬態(tài)識別、萬文生成、萬能公式的大模型能力，。聯(lián)合萬物互聯(lián)、萬數(shù)歸一數(shù)據(jù)能力，實現(xiàn)煤礦生產(chǎn)過程中人、機、環(huán)、管四類風(fēng)險隱患有效識別、動態(tài)評估和精準(zhǔn)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(gòu)

首先是它的萬態(tài)識別能力。涵蓋綜采、掘進、主運、輔運、機電等 5 類專業(yè)場景以及 1 類通用場景下的 150 余個細(xì)分場景和 16 類煤礦崗位標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程的優(yōu)質(zhì)視頻識別模型，“煤礦大腦” 實現(xiàn)了多點位視頻聯(lián)合識別的壯舉。這一系統(tǒng)不僅能夠智能感知，還能實現(xiàn)設(shè)備控制和多端推送，整個過程能夠達(dá)到秒級響應(yīng)，仿佛為煤礦生產(chǎn)裝上了一雙敏銳的眼睛。它解決了傳統(tǒng)煤礦視頻監(jiān)控系統(tǒng)存在的多路數(shù)、高投入、響應(yīng)不及時和監(jiān)控盲區(qū)等問題，真正讓礦井實現(xiàn)了 “黑燈調(diào)度” 的夢想，為煤礦安全生產(chǎn)帶來了前所未有的保障。同時，“煤礦大腦”還將大模型技術(shù)應(yīng)用于煤礦探放水作業(yè)中，對物探異常區(qū)進行智能提取，自動規(guī)劃每次鉆探作業(yè)的鉆孔密度、角度和深度，輔助人員進行鉆探設(shè)計，在鉆探過程中，實時識別打鉆深度、角度、時間，全程無需人為干預(yù)，確保探水作業(yè)真正被執(zhí)行，解決了水害超前治理時盲探、不探、漏探、假探的問題。

隨著煤礦行業(yè)對井下作業(yè)監(jiān)控的重視，攝像頭的數(shù)量不斷增加，這對地面數(shù)據(jù)中心的帶寬提出了挑戰(zhàn)，并且由于斷電檢修等因素，可能會影響視頻識別的穩(wěn)定性。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，精英數(shù)智與昇騰邊緣終端伙伴合作，設(shè)計了一款隔爆型智能分析控制器，以Atlas 200加速模塊為核心，具備有線無線通信、多種安裝方式、遠(yuǎn)程管理升級、識別控制毫秒級自閉環(huán)、證據(jù)斷點續(xù)傳等功能。這款設(shè)備能夠在井下進行逐幀分析，即使在網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的環(huán)境中也能保持實時的控制和反饋，確保了監(jiān)控的連續(xù)性和可靠性。

其次，萬文生成技術(shù)是 “煤礦大腦” 的又一亮點。它擁有強大的文本生成能力，在煤礦生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)發(fā)揮著重要作用。例如，AI 繪礦圖功能宛如神奇的畫筆，能夠?qū)鹘y(tǒng)的二維 CAD 圖紙巧妙地轉(zhuǎn)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(xiàn)隱患，并通過手機便捷地上傳記錄。經(jīng)過測算，“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，萬能公式引擎面對煤礦中數(shù)量繁多且錯綜復(fù)雜的監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，“煤礦大腦” 構(gòu)建了一套基于 RAG 的業(yè)務(wù)規(guī)則代碼自動生成機制。這一機制仿佛是一位貼心的管家，用戶只需用自然語言輕輕描述預(yù)警需求，系統(tǒng)就能迅速且自動地創(chuàng)建出高質(zhì)量的代碼提示，再經(jīng)由大語言模型這一智慧大腦生成具體規(guī)則代碼，并通過調(diào)度引擎高效地執(zhí)行，從而實現(xiàn)了煤礦安全預(yù)警規(guī)則的個性化配置與快速生效。這一過程就像一場精準(zhǔn)的舞蹈，每個環(huán)節(jié)緊密配合，為煤礦的安全管理提供了高效且精準(zhǔn)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” 上線以來，已經(jīng)在超過 2000 座煤礦進行了部署或部分系統(tǒng)實施，為近 30 萬名礦工的生命安全筑起了一道堅實的防線。這一項目更如同一股強勁的動力，極大地推動了煤礦行業(yè)的智能化進程，在行業(yè)內(nèi)贏得了高度贊譽，斬獲了山西省科技進步一等獎、中國安全生產(chǎn)協(xié)會第四屆 “安全科技進步獎一等獎” 等諸多殊榮。

從經(jīng)濟層面來看，“煤礦大腦” 無疑是煤礦企業(yè)的得力助手。它宛如一位精明的管家，顯著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，并且通過對生產(chǎn)流程的優(yōu)化，有效提升了整體運營效率，為企業(yè)帶來了實實在在的經(jīng)濟效益。

在社會效益方面，“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(xiàn)出對礦工生命健康的深切關(guān)懷和保護，同時也為礦區(qū)周邊社區(qū)的發(fā)展注入了活力。

隨著更多創(chuàng)新應(yīng)用場景被不斷挖掘，對技術(shù)的不斷進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(shù)智精英攜手昇騰打造更多產(chǎn)品和解決方案，持續(xù)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，推動煤礦高質(zhì)量發(fā)展。