煤矿安全生产一直是行业关注的重点,而火灾隐患更是其中的关键风险点。传统的火灾监测方式主要依靠人工巡检和常规烟雾报警器,存在反应滞后、覆盖盲区多、误报率高等问题。
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AI摄像机+深度学习算法
一:传统监测手段的局限性
过去煤矿主要依靠两种方式进行火源监控:一是安排安全员定时巡查,二是安装温感或烟感探测器。人工巡检受限于人员精力和环境条件,井下作业面分散,很难做到全天候无死角覆盖。温感探测器需要温度达到一定阈值才触发报警,往往错过了最佳处置时机。烟感设备在煤矿高粉尘环境下容易产生误报,影响正常生产秩序。
这些传统手段的共同问题是"被动响应"——等到火势已经起来或者烟雾扩散到一定程度才能发现,此时再进行处置,损失往往已经难以避免。
二:AI视觉识别的技术原理
AI摄像机火源识别的核心在于深度学习算法对图像特征的提取和分析。系统通过大量火灾场景样本训练,让算法学会识别火焰特有的颜色特征、动态纹理和几何形态。
从技术层面看,火焰在可见光波段呈现特定的橙红色光谱分布,在红外图像中则表现为明显的高温区域。深度学习模型能够融合可见光和红外双光谱信息,建立多维度的火源特征库。不同于简单的颜色阈值判断,神经网络可以区分真正的火焰与矿灯、反光板等干扰源,大幅降低误报率。
算法训练过程中会输入各种复杂场景:不同燃烧物产生的火焰形态、井下照明条件下的火源表现、烟雾遮挡时的识别策略等。经过充分训练后的模型,能够在0.5秒内完成单帧图像的火源判定,实现近乎实时的监测响应。
三:系统部署的关键环节
实际部署中,AI摄像机需要针对煤矿环境做专门优化。井下光照条件复杂,设备要具备强光抑制和低照度增强能力。高粉尘环境要求镜头具有自清洁功能或防护罩设计,避免图像质量下降影响识别精度。
网络传输方面,考虑到煤矿井下带宽受限,通常采用"边缘计算+中心分析"的架构。摄像机内置的AI芯片先进行初步筛选,只将疑似火源的图像片段回传至地面服务器做二次确认,这样既能保证响应速度,又不会占用过多网络资源。
系统还需要与现有的消防喷淋、通风控制、应急广播等设备联动。一旦确认火情,自动触发预设的处置流程,同时向调度中心推送报警信息,实现从识别到处置的闭环管理。
四:应用效果与改进方向
从部分煤矿的试点应用来看,AI火源识别系统将平均响应时间从传统的数分钟缩短到秒级,漏报率控制在1%以下,误报率较传统探测器下降约70%。特别是在皮带输送机、机电硐室等关键区域,能够实现24小时不间断监控,弥补了人工巡检的时间盲区。
当前技术仍在持续迭代。下一步的改进重点包括:提升对小尺寸初期火点的识别灵敏度,优化多摄像机协同的立体定位能力,以及开发针对煤自燃阴燃阶段的早期预警算法。这些进步将进一步压缩从隐患出现到系统报警的时间窗口,为煤矿安全生产提供更可靠的技术保障。
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智慧煤矿AI火源识别
技术的价值最终要体现在实际应用中。AI火源识别不是取代人的判断,而是给现场人员提供更及时、更准确的信息支持,让安全管理从"事后补救"真正转向"事前预防"。
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