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★ 谋略矿井 ★

智能大采高综采工作面视频分析系统的研究与应用

牛云鹏1 张立(li)亚(ya)2 贺云龙1

(1.神东煤焦集團数据信息工作管理平台,甘肃省榆林市,719315;2.煤焦专业技术应用研究方案院不足平台,首都市太阳区,100013)

摘(zhai) 要 针对(dui)煤矿井下(xia)综(zong)采工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)面(mian)(mian)(mian)没有对(dui)人(ren)(ren)员、设(she)(she)备等移动目标进行自(zi)动分析(xi)等问题(ti),研究了(le)片帮报警智(zhi)能(neng)(neng)视频(pin)识(shi)别(bie)技(ji)术(shu),堆煤检(jian)测智(zhi)能(neng)(neng)视频(pin)识(shi)别(bie)技(ji)术(shu),刮板输送(song)机(ji)内大(da)块煤及(ji)煤量(liang)估算智(zhi)能(neng)(neng)视频(pin)识(shi)别(bie)技(ji)术(shu),人(ren)(ren)员“三违”预警、报警智(zhi)能(neng)(neng)视频(pin)识(shi)别(bie)技(ji)术(shu),综(zong)采工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)面(mian)(mian)(mian)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)人(ren)(ren)员人(ren)(ren)脸(lian)识(shi)别(bie)等技(ji)术(shu),设(she)(she)计(ji)了(le)一套适应(ying)于智(zhi)能(neng)(neng)大(da)采高综(zong)采工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)面(mian)(mian)(mian)的(de)视频(pin)分析(xi)系(xi)统;该(gai)系(xi)统通过视频(pin)采集、分析(xi)、处理(li)、集控接入(ru)等,实现(xian)在(zai)综(zong)采工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)面(mian)(mian)(mian)及(ji)地(di)面(mian)(mian)(mian)调度(du)实时(shi)监管现(xian)场视频(pin)和自(zi)动控制等功能(neng)(neng)。通过在(zai)神东(dong)煤炭(tan)集团(tuan)上湾煤矿12401综(zong)采工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)面(mian)(mian)(mian)进行的(de)示范(fan)应(ying)用,表(biao)明(ming)该(gai)系(xi)统为井下(xia)移动目标管理(li)提供了(le)决策(ce)依(yi)据,能(neng)(neng)够(gou)提高综(zong)采工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)面(mian)(mian)(mian)的(de)安全(quan)监管水(shui)平(ping)。

的关键(jian)词语 视频分(fen)析系(xi)统 智能(neng)视频识别(bie) 智能(neng)监测 移(yi)动目标管(guan)理

目前,煤矿井(jing)下综采工(gong)作(zuo)面的(de)各种自(zi)动化和信息化类(lei)的(de)系统对(dui)煤矿的(de)安(an)全生(sheng)产起到了关键性(xing)保障作(zuo)用[1-6],但是国内煤矿的(de)应用现状基本上以监(jian)测为(wei)主,没有(you)对(dui)监(jian)测的(de)对(dui)象进行(xing)分析(xi)挖(wa)掘。

随着(zhe)信息技术(shu)(shu)的(de)发(fa)(fa)展,特别是图(tu)像处(chu)理技术(shu)(shu)的(de)发(fa)(fa)展,智能数字图(tu)像处(chu)理技术(shu)(shu)在(zai)(zai)矿(kuang)(kuang)井(jing)中的(de)应(ying)用已有较(jiao)高水平(ping)。如美国(guo)通过对(dui)井(jing)下监控图(tu)像进行处(chu)理,已开发(fa)(fa)出井(jing)下矿(kuang)(kuang)车监督系统,可辨别矿(kuang)(kuang)车的(de)里程、路线(xian)和(he)时间以及矿(kuang)(kuang)车的(de)货物种类(lei)、重量等;德(de)国(guo)煤矿(kuang)(kuang)开采采用了“煤矿(kuang)(kuang)图(tu)像处(chu)理”技术(shu)(shu),即使在(zai)(zai)不利条件(jian)下,也能正常(chang)对(dui)物体的(de)“好(hao)”和(he)“坏(huai)”进行区分[7]。

煤矿业综采操作面可视化管理监视和数据概述对综采操作面自行化的进步包括为重要效果。成了管用改善某些事情,笔者认为方案一个多种适用于于智慧大采高综采操作面的短视频数据概述系统性。

1 智能大采高综采工作面视频分析系统组成

构建神东媒碳投资集团上湾矿山(这缩写“上湾矿山”)12401综采事业面的实际上的要求,装置性设计方案wlan数据传输网公司,视頻智慧化做讲解公司完成修建GPU云计算平台,对多路高并发视頻做迅雷在线详细讲解,实现阶段巷道集控基地及水泥地面运营24小时体现生产制造氛围畫面和半自动掌握等实用功能,设计方案出每套应用于智慧化大采高综采事业面的视頻做讲解装置性。装置性组成了结构的图如下图表达1表达。
图1 机系统组成部分组成图

2 系统主要功能模块设计

2.1 片帮报警智能视频识别

片(pian)帮(bang)事(shi)故本质上属(shu)于(yu)动(dong)(dong)(dong)态事(shi)件[8],片(pian)帮(bang)发(fa)(fa)生(sheng)时,监(jian)控相(xiang)机视野内(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)局(ju)部相(xiang)邻像(xiang)素会发(fa)(fa)生(sheng)一(yi)(yi)致性运动(dong)(dong)(dong),算法(fa)自(zi)动(dong)(dong)(dong)捕获(huo)和识(shi)别这(zhei)(zhei)样的(de)(de)(de)(de)(de)运动(dong)(dong)(dong),并以此为依据进行事(shi)故发(fa)(fa)生(sheng)与(yu)否的(de)(de)(de)(de)(de)判(pan)断(duan)。同(tong)时,由于(yu)井下环境(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)(te)殊性,前景和背景的(de)(de)(de)(de)(de)纹理相(xiang)似度较高,因此通过降噪、锐(rui)化算法(fa)将煤(mei)(mei)壁(bi)画面(mian)(mian)中相(xiang)邻且具有明显(xian)(xian)特(te)(te)征的(de)(de)(de)(de)(de)群像(xiang)素点作(zuo)为特(te)(te)征点,在连续的(de)(de)(de)(de)(de)图(tu)像(xiang)帧(zhen)中比对这(zhei)(zhei)些特(te)(te)征点间出现的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)对运动(dong)(dong)(dong),一(yi)(yi)定数量特(te)(te)征点出现的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)对位移达到阈值可(ke)认为该(gai)区域(yu)的(de)(de)(de)(de)(de)煤(mei)(mei)壁(bi)将产生(sheng)片(pian)帮(bang)。当片(pian)帮(bang)面(mian)(mian)积大于(yu) 1.5 m2时,系统发(fa)(fa)出报警(jing)信(xin)息并显(xian)(xian)示(shi)实(shi)时画面(mian)(mian)。视频分(fen)(fen)析平台也可(ke)区分(fen)(fen)不同(tong)区域(yu)的(de)(de)(de)(de)(de)片(pian)帮(bang)报警(jing)和同(tong)一(yi)(yi)区域(yu)的(de)(de)(de)(de)(de)连续片(pian)帮(bang)报警(jing)。煤(mei)(mei)壁(bi)片(pian)帮(bang)分(fen)(fen)析界面(mian)(mian)如(ru)图(tu)2所示(shi),护帮(bang)板(ban)下片(pian)帮(bang)分(fen)(fen)析界面(mian)(mian)如(ru)图(tu)3所示(shi)。

图2 煤壁片帮数据分析网页
图3 护帮板下片帮了解操作界面

2.2 堆煤检测智能视频识别

经由无监控功能拼接神经网络算法拥有煤堆的界线,而使计算煤堆在照片中的占比例例。会根据实际情况场景设计课堂校正,拥有明确的批量阀值法,当占比例例增加阀值法时,转换堆煤报警装置新信息。此来解决规划和绊线的检测切合采用,抓好策略的稳定的性和正确度。 在欧美男体机与带式气力传送带机套筒连接欧美男体点、破碎工艺机上面装有矿用绞车摄录机搜集带式气力传送带机周边视頻,后端开发智力视頻售后主机阐述并构建報警。用户名进行应用在视頻彩色图像上作图方格,在视頻上如何软件设置电子元器件护栏,进行VR虚拟警示线来鉴别是不是堆煤。当煤块穿越之警示线(阈值法如何软件设置为70%)时,即形成堆煤報警资讯。堆煤检测工具阐述画面如图甲图甲中4图甲中。
图4 堆煤监测具体分析介面

2.3 刮板输送机内大块煤视频识别

利用追踪短视频的自动化甄别高技术,对刮刀传送机内的煤量开始估量,并对大块煤开始自动化甄别。甄别出的煤量构成9个分等级,当煤量符合上限级和表明大块煤时,操作系统开始时件应急响应信号并将結果微信推送到自动化决定网上平台网站;当表明的直径超过刮刀传送机总宽的大块煤时,发表应急响应信号产品信息,并弹出广告报送自动化决定网上平台网站。大块煤定量分析表面如图是5如图是。
图5 大块煤概述表面

2.4 人员“三违”预警、报警智能视频识别

对煤矿(kuang)井下工(gong)作(zuo)人(ren)员(yuan)(yuan)在综采工(gong)作(zuo)面处的(de)重点(dian)“三违”行(xing)为采用(yong)智能(neng)视频(pin)识别算法[9-10]进(jin)行(xing)识别。在工(gong)作(zuo)面上隅(yu)角、下隅(yu)角实现(xian)人(ren)员(yuan)(yuan)通(tong)过时准确实时识别,对进(jin)入(ru)(ru)该区(qu)(qu)域(yu)(yu)的(de)行(xing)为预(yu)警(jing)(jing)并(bing)提(ti)醒(xing)工(gong)作(zuo)人(ren)员(yuan)(yuan)禁止进(jin)入(ru)(ru)指定(ding)区(qu)(qu)域(yu)(yu);在危(wei)险区(qu)(qu)域(yu)(yu)对人(ren)员(yuan)(yuan)进(jin)行(xing)检测识别,并(bing)把预(yu)警(jing)(jing)信息推(tui)送(song)(song)到特定(ding)界(jie)面或指定(ding)系统,例如在刮板(ban)输送(song)(song)机(ji)内、液压支架(jia)架(jia)前区(qu)(qu)域(yu)(yu)、刮板(ban)输送(song)(song)机(ji)机(ji)头和(he)机(ji)尾附(fu)近,当(dang)人(ren)员(yuan)(yuan)进(jin)入(ru)(ru)该区(qu)(qu)域(yu)(yu)时,除了预(yu)警(jing)(jing)提(ti)醒(xing)外,还(hai)要进(jin)行(xing)现(xian)场声光报警(jing)(jing),智能(neng)决(jue)策平(ping)台弹窗(chuang)并(bing)语(yu)音(yin)报警(jing)(jing)。工(gong)作(zuo)人(ren)员(yuan)(yuan)进(jin)入(ru)(ru)生(sheng)产区(qu)(qu)域(yu)(yu)警(jing)(jing)示提(ti)醒(xing)界(jie)面和(he)工(gong)作(zuo)人(ren)员(yuan)(yuan)危(wei)险区(qu)(qu)域(yu)(yu)越界(jie)报警(jing)(jing)界(jie)面如图6和(he)图7所示。

图6 岗位专业人员进来产出空间区域警告建议大家菜单栏
图7 岗位技术人员产生区域划分越界提醒接面

2.5 综采工作面工作人员人脸识别

借助矿山巷道综采事情面相对恶劣周围环境下的事情考生面部正常识别正常识别数学模型,可选用在综采事情面管控台或交班处建立自己面部正常识别抓取考勤系统职能。 提早爬取需来跟班的需用到的标准化管理专业考生标准化管理的刷脸正常判断统计数据数据,建好刷脸正常判断统计oracle。爬取的刷脸正常判断统计数据数据包括刷脸清洁时的刷脸正常判断、下井后的刷脸正常判断、未戴防护帽的刷脸正常判断、戴着防护帽的刷脸正常判断4种动态。当可燃气体测量员、地铁安检员、跟班矿长交接时,在摄录头处来刷脸正常判断统计数据数据爬取,控制系统对刷脸正常判断来正常判断,评断专业考生标准化管理需不需要为当值专业考生标准化管理。运行专业考生标准化管理在刷脸正常判断正常判断摄录机前员工考勤标准化管理标准化管理时,员工考勤标准化管理标准化管理好时有相同的话音说话提升,员工考勤标准化管理标准化管理不好亦有相同的话音说话提升。综采运行面运行专业考生标准化管理刷脸正常判断正常判断接口和综采运行面运行专业考生标准化管理刷脸正常判断正常判断的标准化管理接口如下图8和图9所显示。
图8 综采办公面办公者人脸识别系统系统识别系统画面
图9 综采运转面运转师脸部识別识別经营程序界面

3 现场工业试验

201八年,智力大采高综采岗位面的短视频做分析仪器在上湾媒矿12401综采岗位面做实地安转和程序调试。巷道仪器安转示图图就像文中10已知。
图10 巷道的设备装置关心图
产业疲劳试验中,在8.8 m液压系统支地上共配置32台隔爆拍摄机,配置10台声光控开关电警报系统。隔爆拍摄机和声光控开关电警报系统实现wifi与wifi切合的方式方法,传输到矿井环网网中。

3.1 实现的功能

(1)片帮(bang)(bang)报(bao)警智(zhi)能视频识别。工作面发生(sheng)片帮(bang)(bang)面积(ji)大于 1.5 m2时(shi),系统(tong)能及时(shi)发出报(bao)警及相关图(tu)像信息。

(2)堆煤检测工具自动化视頻判别。在带式输送管机转栽点、碎裂机处顶端配置矿用防摄录机信息采集封口胶分条机沿线的项目视頻,该处存在堆煤不良现象时开报警功能。 (3)压轮输料机内大块煤智慧视頻辨认。当出现的直径不超压轮输料机高度的大块煤时,产生监测信心,并弹出广告报备智慧行为品台。 (4)技术人工“三违”预警信号、报警灯智力短视频掌握。在上班上面隅角、下隅角保持技术人工使用时的掌握,对进到所在区域域的现象提醒不容许进到。 (5)综采岗位面岗位人人面识别系统。插入兼有进人授权的人面图片信息管理系统50人,自行人面捕杀考勤管理技能。

3.2 技术指标

軟件APP环节根据B/S系统架构,消息队列粉丝數量不乘以50,軟件保证 粉丝定级作业管理。中间,综采作业面的片帮报警装置装置智慧短短视频播放图片辨别的、堆煤加测智慧短短视频播放图片辨别的、刮刀运送机内大块煤短短视频播放图片辨别的和员“三违”应急反应、报警装置装置智慧短短视频播放图片辨别的等模块阐述反应时期乘以10 s,辨别的最准率不如果低于90%。脸部判别辨别的时期乘以5 s,最准率达100%。

4 结语

相结合上湾煤厂12401综采工做面的现实各种需求,改变了片帮报警声音性能智力短视频播放图片播放播放播放辨别的、堆煤检则智力短视频播放图片播放播放播放辨别的、压轮机内大块煤及煤量记算智力短视频播放图片播放播放播放辨别的、的专业工人“三违”应急响应、报警声音性能智力短视频播放图片播放播放播放辨别的、综采工做面工做的专业工人你的面部辨别的等性能板块的设计的,对多路潜在短视频播放图片播放播放播放改变优酷云解读,改变来源于煤厂把控短视频播放图片播放播放播放的智力化的专业工人与仪器的了解与治理的性能。本操作系统把人与机器设备的力量图片加上全部统一,从而地上升自己了工做效应,为矿下电信总体目标治理展示科学决策依照,就能够上升自己综采工做面的安全保障监管机构层次。

参考资料医学文献:

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Research and application of video analysis system of intelligent fully mechanized working face with large mining height

Niu Yunpeng1, Zhang Liya2, He Yunlong1

(1. Information Management Center, Shendong Coal Group, Yulin, Shaanxi 719315, China;2. CCTEG China Coal Research Institute, Chaoyang, Beijing 100013, China)

Abstract In view of the problems such as the lack of automatic analysis of moving targets such as personnel and equipment in fully mechanized working face, the intelligent video recognition technology for rib fall warning, the intelligent video recognition technology for coal stacking detection, the intelligent video recognition technology for bulk coal and coal quantity estimation in scraper conveyor, the intelligent video recognition technology for the pre-warning and alarm of personnel "three violations", the face recognition technology for workers in the fully mechanized working face and other technologies were studied. A set of video analysis system suitable for intelligent fully mechanized working face with large mining height was designed, and the system could realize the functions of real-time monitoring the scene video of fully mechanized working face and ground dispatching and automatic control through video acquisition, analysis, processing, centralized control access, etc.The pilot application in 12401 fully mechanized working face of Shangwan Coal Mine of Shendong Coal Group showed that the system could provide decision-making basis for underground mobile target management and improve the safety supervision level of fully mechanized working face.

Key words video analysis system, intelligent video recognition, intelligent monitoring, mobile target management

中图归类号 TD76

论文参(can)考文献标识(shi)牌码 A

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使用文件后(hou)缀:牛云(yun)鹏,张立亚,贺云(yun)龙. 智能(neng)大采高综(zong)采工(gong)作面视频分析系统的研究与应(ying)用[J].中国煤炭(tan),2020,46(6):40-44.

Niu Yunpeng,Zhang Liya, He Yunlong. Research and application of video analysis system of intelligent fully mechanized working face with large mining height [J].China Coal,2020,46(6):40-44.

小说家概述:牛云鹏(1973-),男,内蒙古伊金霍洛旗人,工程(cheng)硕士,高级(ji)工程(cheng)师,现任(ren)职于神东煤炭集团(tuan)信(xin)息管理(li)中(zhong)心,主要从事煤矿(kuang)自动化(hua)、信(xin)息化(hua)方面(mian)的技术研究与管理(li)工作(zuo)。E-mail:niuyunpeng@sina.com。

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