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矿山AI算法搭配多模态大模型,AI边缘盒子让井下识别更智能

     矿山井下环境复杂,光照差、粉尘多、网络不稳定,给智能化监控带来不少难题。针对这些问题,一套以软件算法为核心的矿山智能分析系统提供解决方案。该系统由矿山AI算法、多模态大模型以及AI边缘计算盒子三部分组成,主要依靠算法在设备端实时处理视频和传感器数据。

矿山AI算法:针对矿山常见场景单独设计

     这套系统内置了30多个矿山专用算法模块,每个模块对应一个具体场景。例如:

  • 皮带跑偏识别:分析输送带边缘轨迹,判断是否偏离正常位置。
  • 人员违规站位检测:识别人员是否进入危险区域或未戴安全帽。
  • 煤流异物识别:在煤炭运输过程中检测金属、木棍等不应出现的物体。
  • 巷道形变监测:通过对比视频图像中的标记点,判断巷道顶板或侧壁是否发生位移。

     这些算法采用小样本训练方式,不需要海量标注数据,能够适应不同矿区的采掘工艺和设备差异。

多模态大模型:综合视听与传感信息做判断

     传统的单一路视频分析容易误报。例如,输送机正常工作时也会产生一定振动和噪音,仅靠图像很难区分是故障还是正常运行。

     这套系统在边缘盒子里部署了一个轻量化的多模态大模型。它能够同时处理四种类型的数据:

  • 视频图像(如皮带跑偏、人员位置)
  • 音频信号(如异响、碰撞声)
  • 振动传感器数据(如设备震动频率)
  • 环境传感器数据(如瓦斯浓度、温度)

     当多个模态的信号同时出现异常时,模型会综合判断。举例来说:如果仅视频检测到皮带跑偏,但音频和振动都正常,系统判定为低风险,只做记录;如果同时出现“皮带跑偏画面 + 异响 + 振动突变”,模型会判断为高概率机械故障,并发出预警。这种方式有效减少了无效报警。

AI边缘盒子:算法运行的硬件载体

     所有算法都运行在AI边缘盒子内部。该设备体积小,可安装在井下巷道或设备旁,具备防尘、防潮、宽温工作能力。它内置NPU芯片,能同时处理多路高清视频和多个传感器数据流。

     边缘盒子的核心价值在于“本地处理”——所有推理计算都在井下完成,不需要把视频和数据传到地面服务器或云端。这样做有两个实际好处:一是不依赖稳定的网络,即使通信中断也不影响识别;二是满足矿山对数据不出矿区的安全要求。

实际效果:降低误报,提前发现隐患

     据系统测试反馈,相比传统的单一视频分析方案,这套多模态算法系统在粉尘、低照度环境下的识别稳定性明显更高,误报率显著下降。跨模态联合判断使得一些早期异常(如设备异响伴随轻微振动)能够被提前捕捉,为现场人员争取了更多处理时间。

     整套算法系统提供标准接口,可接入矿山现有的监控平台和集控系统。不同矿山可根据自身需要,选择启用哪些算法模块,不需要更换全部硬件。