基于AI视频的煤流智能调速及区域防护系统建设分析.pdf
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1、2023 年 9 月基于视频的煤流智能调速及区域防护系统建设分析吕康宁袁姬玉涛(宁夏银星煤业有限公司,宁夏 银川 750004)【摘要】新时代背景下袁煤炭行业高速发展袁高效高产煤矿对生产过程实时监控尧生产安全环境监测尧生产过程信息综合利用等方面提出了智能化尧自动化的要求遥 对此袁结合煤矿实际情况袁设计了基于人工智能渊ar鄄tificial intelligence,AI冤视频的煤流智能调速及区域防护系统袁以此来动态调节煤流袁开展区域防护袁实现减员增效尧节能降效等目的袁以此提高煤矿生产能力遥【关键词】煤矿曰AI 视频技术曰煤流智能调速及区域防护系统【中图分类号】TD528【文献标识码】A【文章编
2、号】1006-4222(2023)09-0187-030 引言目前,全国各地纷纷开始煤矿智能化建设,各大煤矿企业纷纷投入大量专项资金1。随着煤矿行业的发展,各煤矿主煤流运输系统已经全部实现了自动化驱动,且永磁电机所占比例高达 80%2。由于井下主煤流运输系统相关设备比较分散,无法进行集控运行,造成皮带输送机、给煤机、煤仓等设备之间的联络性较低,主煤流运输系统相对独立,互相协调性低,导致安全风险持续上升。同时,定频定速地运行皮带输送机,难以基于煤量进行调速运行,导致电耗量持续增长,且严重损伤了皮带输送机的托辊、皮带,皮带输送机的性能越来越差,故障风险越来越高,维修难度也不断增大。对此,根据煤矿设
3、备现状,构建基于人工智能(artificial intelligence,AI)视频技术的煤流智能调速及区域防护系统,可对煤矿生产工艺流程进行优化,使皮带输送机、给煤机、煤仓等设备实现智能联动,根据设备状态监测对煤流进行智能调控和区域防护,从而提高煤矿运输效率及安全管理能力。1 主煤流运输系统现状1.1 主煤流运输系统未形成集控运行袁需人员介入皮带运输机组需设机头操作人员,就地启停皮带输送机。各种皮带输送机控制系统的自动化水平有所差异,无法对信息资源进行统一,难以深度利用运行数据,主煤流运输系统难以实现一键启动、无人值守3。1.2 故障排查效率低当皮带运输机组出现问题时,主煤流运输系统难以准确
4、、迅速地定位故障,各岗位工人难以迅速排查问题,经常开展高频次的“地毯”式排查活动,导致各岗位工人十分疲惫,对正常生产影响大,安全风险高。1.3 皮带运输机组设备多袁功率占比大皮带输送机组距离长、设备多、装机容量大,整个机组需要消耗的电力、材料较多,增加了生产成本支出4。1.4 皮带运输机组运行负载率低袁耗能严重设计皮带运输机时,应重点考虑其能够承载的最大运输量。同时,由多个皮带输送机组成的皮带运输机组,其运行功率变化明显落后于运输物料量的变化。为了能够有效避免转载点出现堆积的情况,一般选择使用“逆流启动”的方式,导致设备空载时间较长,皮带运输机组的运输效率明显降低。2 AI 视频技术AI 视频
5、技术是一种结合了 AI 和计算机视觉技术的创新技术,旨在对视频图像进行智能分析和处理。AI 视频技术利用深度学习、机器学习和模式识别等技术,使计算机能够理解和解释视频图像中的内容,实现对目标物体的识别、检测、跟踪和分析。AI 视频技术的核心技术包括以下 5 种:淤图像识别技术。通过训练模型,使计算机能够识别图像中的物体、场景和特征。图像识别技术主要应用于物体分类、场景识别、人脸识别等领域。于目标检测技术。在图像或视频中自动检测和定位目标物体的位置和边界框。目标检测技术可以应用于视频监控、自动驾驶、工业检测等领域。盂目标跟踪技术。在视频序列中追踪目标物体的运动轨迹,实现对目标的持续跟踪和定位。目
6、标跟踪技术广泛应用于视频监控、运动分析、虚拟现实等领域。榆行为分析技术。通过对视专题综述1872023 年 9 月频图像进行分析,识别和理解人、动物或物体的行为和动作。行为分析技术可以应用于视频监控、智能交通、人机交互等领域。虞视频内容理解技术。通过对视频图像进行分析和推理,实现对视频内容的理解和解释。视频内容理解技术可以应用于视频搜索、视频摘要、视频推荐等领域。AI 视频技术的应用领域广泛,包括安防监控、智能交通、医疗影像分析、媒体与娱乐等。AI 视频技术不仅可以提高工作效率和准确性,还可以帮助人们更好地利用视频数据,推动各行各业的创新和发展。3 基于 AI 视频技术的煤流智能调速及区域防护
7、系统设计猿.1 系统概述银星一号煤矿的主煤流运输系统采用 AI 视频技术,利用计算机数据处理能力,高效分析视频图像中的大规模数据,过滤掉无用信息,为监控者提供有用信息。基于 AI 视频技术的智能调速及区域防护系统需要根据视频图像分析计算当前皮带上的煤量,通过监控发现不正常的情况,并立即发出警报,为危机处理提供有价值的信息,避免出现漏报、误报的情况5。基于 AI 视频的煤流智能调速及区域防护系统需要能够解决传统工业电视监控系统因为一些固有因素限制而带来的诸多问题,缩短突发事件响应时间,提高报警系统的精确度,实现皮带运输、固定场所机电设备的安全、高效、节能运行,为煤矿企业的安全生产提供保障。本系统
8、配置监测设备规模如下:淤煤量识别设备按 4 个监测点进行配置。于区域防护设备按 22 个监测点进行配置。盂热成像红外摄像仪按 6 个监测点进行配置。3.2 系统设计基于 AI 视频的煤流智能调速及区域防护系统主要由矿用本安型监控分站、矿用本安型煤流深度摄像仪、矿用隔爆型直流稳压电源、矿用速度传感器、矿用本安型交换机组成。3.2.1 智能调速设计基于 AI 视频的煤流智能调速及区域防护系统通过矿用本安型煤流深度摄像仪,应用 3D 立体成像技术,根据像素差变化,精确识别各种工况下的来煤,辅助设置立体深感镜头,减少识别误差,将信息传输至监测分站,并进行数学建模,量化分析当前的瞬时流量。设备监测和分析
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