面对井下环境恶劣、危险程度高、工人老龄化严重等，且极易发生重大事故的问题困扰，现代化煤矿企业如何更精准地实现井上、井下人员巡检、生产设备状态检测、环境检测等，保障人员和生产的安全？
人工智能企业商汤选择用AI技术来代替人力，通过AI、视觉视频、大数据分析等智能分析技术，升级人工作业方式，替代人工安检作业内容，减少井下人员工作量和劳动强度。同时针对煤矿工作面异常状态、重要灾害现象进行智能分析，尽可能避免重大事故发生。
随着国家发改委等八部委在《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》明确力争到2025年基本实现大型煤矿、灾害严重煤矿的智能化目标，煤矿智能化运营和管理向“智能感知、智能决策、自动执行”推进成为关键。提升煤矿行业智能化水平，实现煤矿安全性、产能和效率提升，已成必然趋势，AI不可或缺。
作为AI领域的头部企业商汤与开滦集团一起，合作研究如何将AI与煤矿产业进行深度融合，在红树梁煤矿构建了全矿井智能视频管理系统，实现采矿行业全生命周期的数字化、智能化链条，助力煤矿企业数字化转型。
目前，商汤与开滦集团红树梁煤矿项目的合作已经取得了阶段性的成果，在智能化方面进展顺利。部署商汤智能矿山AI感知系统后，其可自动识别设备运行状态、异常事件和人员行为，并协助将作业人员从危险工作区域移动到相对安全舒适的工作环境。该系统还可与煤矿已有数据系统打通，实现识别、决策、反馈智能闭环。
由于煤矿行业耗费大量人力，安全性问题一直是重中之重，商汤在红树梁煤矿的实践，能显著减少对井下人力的依赖，保护人员安全，实现节能环保、降本增效，对煤矿行业的智能化具有重要意义。
一、红树梁煤矿的智能化难点
开滦集团红树梁煤矿位于位于内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗龙口镇，西南方向距龙口镇6.5km，北距准格尔旗政府所在地薛家湾镇约60km。红树梁煤矿井田面积29.69km²，地质资源储量6.4676亿吨，目前生产能力为500万吨/年，后续达到1000万吨/年，于2022年1月份正式投产。
近几年，开滦煤矿一直在极力寻找新的技术、方法和途径，来解决生产设备运行检测及人员管理中面临的智能化程度不足的难题。2021年初，商汤科技煤炭行业商务总监邸方、解决方案总监王侃，产品总监李艳民以及产品经理杨冰河一行前往开滦集团红树梁煤矿进行现场调研，并与承建方中滦科技股份有限公司总经理韩国庆共同对在建中的红树梁煤矿展开技术交流。
调研中发现，由于红树梁煤矿井上井田面积庞大，传统的视频监控系统无法实现整体园区智能化运营管理，而而井下矿井的计划产量大等因素，对生产设备有效稳定运行也提出了极高要求。这些都给生产组织和安全管理都带来很大挑战。
中滦科技项目负责人崔双认为，作为开滦集团在西部建设的第一座大型现代化、智能化矿井，在红树梁煤矿的智能化建设中，实现井下生产和安全检查少人、无人化运行势在必行。
二、商汤助力煤矿智能化管理
面对煤矿行业智能化建设与升级中存在的挑战，商汤科技与开滦集团沟通后，迅速达成共赢共识，双方都需要对方的专业能力来实现自身的更好发展。商汤一直希望推动AI技术落地到更多行业，并希望在能源行业加强布局。
在红树梁煤矿的合作建设中，商汤将AI能力通过商汤的工业引擎赋能到煤矿场景，推出了智能矿山AI感知系统，推动煤矿实现数字化、智能化转型。
商汤工业引擎主要面向综合能源、新基建和制造业3大领域，依托新型人工智能基础设施SenseCore商汤AI大装置、SenseMARS火星混合现实平台和SenseFoundry Enterprise商汤方舟企业开放平台等核心架构。SenseCore商汤AI大装置是商汤科技前瞻打造的高效率、低成本、规模化的新型人工智能基础设施，打通算力、算法和平台，大幅降低人工智能生产要素价格，实现高效率、低成本、规模化的AI创新和落地，进而打通商业价值闭环，解决长尾应用问题，推动人工智能进入工业化发展阶段。SenseMARS火星混合现实平台则主要通过AI感知、三维数字化和工业AR等技术，构建现实设备、园区等的数字孪生模型；业务模块则进行具体场景的构建，提升运维效率。SenseFoundry Enterprise商汤方舟企业开放平台主要能力是AI感知、智能内容解析和智能身份核验，帮助企业提高安全风险预测能力。
这些模块在红树梁煤矿的合作实践中都有使用。中滦科技总经理韩国庆表示，当前项目利用AI主要解决的是主煤流运输、多场景井下AI视频识别等问题，后续计划结合商汤科技智能矿山AI感知平台优势功能继续赋能煤矿开采/掘进相关场景。
煤矿场景受工作环境、井下条件因素的影响，存在大量长尾需求。皮带运输系统就是其中之一，基于SenseCore商汤AI大装置，商汤研发了面向运输皮带等场景异常状态的AI检测算法。
基于皮带运输系统机头机尾摄像仪，商汤AI视觉算法可实现对运输皮带煤流量、大煤块/异物、跑偏、水煤、冒烟着火、转接点堆煤等异常识别和报警。同时可根据皮带煤量进行智能调速、顺逆煤流启停，以实现煤多快速，煤少怠速，达到节能降耗，减人提效的目的。同时，还可支持运输皮带的无人巡检，实现7*24小时连续、实时、在线监测，极大的降低了安全隐患，提升了运输效率。
▲运输皮带监控方案
▲皮带煤量自动预估
基于工作面云台摄像仪，商汤视觉算法对工作面设备姿态进行AI实时识别，可实现采煤机方向、速度、滚动高度，液压支架护板打开收起状态，采煤工人位置，刮板机直线度，刮板机煤流量等场景AI识别。
为实现综采工作面少人、无人化的目标，商汤智能矿山AI感知系统还可支持业务系统的闭环管理，支持实现工作面全场景智能监控，异常实时报警。例如，对接综采控制系统可实现刮板机大煤块停机、转载点堆煤预警、辅助人工调直，关键场景自动停机；可联动皮带集控系统做到智能启停和异常事故的停机处理；可与设备和监控智能联动，实现自动化智能控制；可联动应急广播系统，做到实时智能检测及响应等。
在拥有严格安全管理规范的生产区域中，系统还可对工作面、厂房、人员、车辆进行实时智能安全管理，利用煤矿井下已有场景摄像头（综掘面，水泵房，硐室，运输系统沿线，配电室等），将AI视觉技术与传统视频监控相结合，对视频内容进行实时分析，及时发现人员违规、设备和环境异常，通过自动化危险预警降低安全事故的发生率。
▲智能监测大屏
此外，通过AI+AR构建作业区、厂房、设备等的数字孪生，系统还可全面实现对实体资产的数字化管理，极大提升管理运维效率，赋能生产与运营管理的智能化。
2022年1月，红树梁煤矿顺利投产，商汤智能矿山AI感知系统正式投入运行。如今经过一年多的生产与运营，有了人工智能技术加持的红树梁煤矿园区干净整洁，井然有序，不但三季有花、四季常绿，真正实现了建设安全环保、经济高效的绿色矿山。
商汤科技与开滦集团的强强合作，通过结合各自优势，推进落地实践，将领先的AI技术与业务场景结合，实现煤矿安全生产与降本增效的目标，开创了煤矿等传统能源企业智能化转型范式。
三、传统行业升级，少不了技术先行者
商汤科技企业业务总经理赵峰表示，商汤和开滦集团的合作在打造全新煤矿运营管理范式的同时，也是“双碳”战略与理念的一次实践，未来希望开拓更多AI应用的新场景，在深耕能源行业的基础上，帮助更多传统企业实现智能化升级，落实节能、提效、减碳的目标。
近些年，AI在减少碳排放方面发挥的重要作用也越来越受到重视和关注。根据波士顿咨询公司（BCG）合伙人、气候专题负责人夏洛特·德戈特（Charlotte Degot）团队2021年发布的一项报告，使用AI可以帮助减少26至53亿吨的二氧化碳排放，占减排总量的5%至10%，约在2.6到5.3千兆吨二氧化碳之间。
目前，在智慧城市领域，通过数字孪生和机器视觉等技术，相关部门可以进行碳排放足迹统计；视频会议领域，更多人开始利用视频互联网实现远程会议、远程办公等，降低社会碳排放；绿色交通领域，自动驾驶、车路协同等AI技术正在帮助减少交通拥堵，降低碳排放。
据了解商汤对于“双碳”战略非常重视，目前有专门的部门从政策维度、落地维度、合作维度均有推进相关工作。2021年，商汤启动了双碳战略，持续发力AI在双碳领域中的创新和能源结构转型中的作用，并不断扩大绿色AI技术的应用。商汤也在加快碳达峰和碳中和的脚步，以带动整个供应链、产品链、服务链实现碳达峰和碳中和，通过加快运用人工智能技术赋能碳中和，为全社会迈向碳达峰和碳中和提供重要的技术支撑。在位于上海临港的商汤智算中心（AIDC）内，商汤采取多种能源优化措施与设计方式，在满足海量算力需求的同时降低数据中心能耗，推进绿色低碳数据中心的建设。
随着AI逐渐成为生产生活中不可或缺的重要技术，我们可以看到许多AI企业都开始规划自己的碳中和目标，推进AI赋能其他企业实现碳中和项目。在未来，随着AI技术的进一步发展和各企业的积极行动，相信AI会“解锁”更多场景，推动传统产业的智能化升级。
