五彩灣的露天礦附近,有一條長(zhǎng)約3.5公里的輸煤膠帶。剛剛開采出的新鮮的黑色煤塊,被均勻地堆放在膠帶上,高速地運(yùn)往當(dāng)?shù)匕l(fā)電廠。在有序的、持續(xù)滾動(dòng)的膠帶旁邊,跟隨著由華夏天信研發(fā)的AI巡檢機(jī)器人,一天之內(nèi),它要在這條長(zhǎng)長(zhǎng)的膠帶旁來(lái)來(lái)回回巡檢多次,檢查設(shè)備使用狀況、統(tǒng)計(jì)分析各類信息,并進(jìn)行火災(zāi)、故障等事故預(yù)警。

　　此前,這份又苦又累的工作,是由煤礦巡檢人員徒步巡線完成的。然而,邊疆的氣候較為惡劣,最炎熱時(shí)氣溫高達(dá)五十度,最寒冷時(shí)又驟降至零下四十度左右,并時(shí)常伴有風(fēng)雪、大雨等惡劣天氣。為了輸煤膠帶的正常工作,巡檢人員不得不常常在極端天氣里冒險(xiǎn)工作,有時(shí)還會(huì)因誤看漏看而造成工作事故。

　　如今,巡檢員不必再冒著風(fēng)沙、嚴(yán)寒、高溫沖在第一線,只需在集控室中通過(guò)語(yǔ)音交互對(duì)機(jī)器人下達(dá)指令,即可完成巡檢工作。借助于百度飛槳,巡檢機(jī)器人學(xué)會(huì)了“自己思考”,能夠自動(dòng)識(shí)別出“危險(xiǎn)信號(hào)”及時(shí)通報(bào),成為一線工作人員的“最佳智慧助手”。

　　機(jī)器人“上班”,解決傳統(tǒng)難題

　　“某煤礦膠帶輸送遇火災(zāi)坍塌事故”、“某煤礦出現(xiàn)運(yùn)輸膠帶斷裂事故”、“作業(yè)人員檢查時(shí)未能與膠帶運(yùn)輸機(jī)保持安全距離,造成1人重傷”……此類的礦區(qū)安全新聞屢見不鮮,成為煤炭運(yùn)輸作業(yè)過(guò)程的一大隱患。早在2019年,國(guó)家煤礦安監(jiān)局便制定并公布了《煤礦機(jī)器人重點(diǎn)研發(fā)目錄》,重點(diǎn)研發(fā)應(yīng)用5類38種煤礦機(jī)器人,其中,“膠帶機(jī)巡檢機(jī)器人”作為“安控類”的一種,被納入重點(diǎn)研發(fā)目錄之中。

　　在中國(guó)近萬(wàn)座礦山的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中,輸煤用帶式輸送機(jī)是一種重要的煤炭運(yùn)輸設(shè)備,礦區(qū)用量可達(dá)十幾臺(tái)至上百臺(tái)不等,是整體產(chǎn)業(yè)鏈中重要的一環(huán)。目前,大量煤礦企業(yè)現(xiàn)有監(jiān)控方式均為人工巡檢和安裝固定攝像頭定點(diǎn)監(jiān)視。但是固定攝像頭定點(diǎn)監(jiān)視的范圍有限,功耗大,維護(hù)任務(wù)艱巨,而人工巡檢一天頻率為2到3次,有時(shí)2人每組,重要的皮帶設(shè)備還需6人實(shí)施3班倒,導(dǎo)致人力資源的浪費(fèi)。此外,由于工作條件惡劣,工作人員還存在被卷入皮帶的工作風(fēng)險(xiǎn),對(duì)整體施工造成巨大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

　　AI智能化識(shí)別與交互,成為解決煤帶巡檢難問(wèn)題的出口?；诎俣蕊w槳深度學(xué)習(xí)開源開放平臺(tái)的視覺(jué)工具套件,華夏天信開發(fā)出的輸煤膠帶智能巡檢機(jī)器人,不僅能實(shí)現(xiàn)高頻次、無(wú)間歇巡檢,還能通過(guò)攝像儀將實(shí)時(shí)視頻回傳并智能識(shí)別分析,一次性解決了工作效率、惡劣環(huán)境、作業(yè)安全等多項(xiàng)難題。

　　“我們的機(jī)器人在膠帶巡檢時(shí),如果發(fā)現(xiàn)有拖軌異常高溫,就會(huì)語(yǔ)音播報(bào)諸如‘某條膠帶旁第幾號(hào)拖軌發(fā)現(xiàn)異常高溫’等信息,工作人員接收信息后,會(huì)通過(guò)語(yǔ)音的方式給維護(hù)工人下發(fā)異常處理消息,維護(hù)人員即可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處理,這是最簡(jiǎn)單的一種交互形式。另外一種交互方式,則是操作人員根據(jù)播報(bào)的異常溫度,衡量是否是在可接受范圍,依據(jù)情況選擇是否進(jìn)行忽略處理。”據(jù)華夏天信(北京)機(jī)器人有限公司軟件總監(jiān)劉毅介紹,AI機(jī)器人可在多種場(chǎng)景下,輔助人工巡檢或者代替人工巡檢,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)信息交互、圖像展示、數(shù)據(jù)展示、預(yù)警、輔助決策、信息統(tǒng)計(jì)分析等功能,有效提升煤礦企業(yè)的安全管理。

　　AI進(jìn)入專業(yè)場(chǎng)景,如何實(shí)現(xiàn)“縱身一躍”?

　　與其他巡檢場(chǎng)景相比,煤帶巡檢在硬件、場(chǎng)景、需求等方面均有著較高的差異化要求。從硬件上看,由于煤礦對(duì)于安全性要求高,巡檢機(jī)器人必須通過(guò)嚴(yán)格的火花實(shí)驗(yàn)認(rèn)證;從場(chǎng)景看,煤礦作業(yè)場(chǎng)景大多在荒郊野外,環(huán)境較為惡劣,對(duì)于可靠性穩(wěn)定性要求更高;從需求上看,機(jī)器人需針對(duì)巡檢目標(biāo)進(jìn)行定制化設(shè)計(jì),如對(duì)紅外和可見光的分辨率和識(shí)別度設(shè)計(jì)、對(duì)膠帶機(jī)裂紋/脫煤/撒煤/堆煤的形態(tài)判斷,對(duì)于拖軌異音的識(shí)別等。如何才能在如此復(fù)雜的需求下,用AI賦能巡檢流程,實(shí)現(xiàn)輸煤環(huán)節(jié)的智能化質(zhì)變?

　　從早期探索開始,華夏天信(北京)機(jī)器人有限公司便通過(guò)持續(xù)的更迭,利用飛槳簡(jiǎn)易的算法工具和產(chǎn)業(yè)級(jí)模型庫(kù)實(shí)現(xiàn)了開發(fā)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)。巡檢過(guò)程中,機(jī)器人成為在集控室內(nèi)工作人的“眼鏡”,對(duì)視覺(jué)識(shí)別的依賴約占總體分析的5到6成;而語(yǔ)音交互則成為連接人與機(jī)器的紐帶,貫穿井下、地面下達(dá)指令等多個(gè)工作場(chǎng)景。基于飛槳目標(biāo)檢測(cè)工具套件PaddleDetection,有效提升了機(jī)器人的視覺(jué)識(shí)別方案,解決了之前難以檢測(cè)或檢測(cè)速度慢、容易漏報(bào)和誤報(bào)等情況,識(shí)別準(zhǔn)確率大幅提高。而且用飛槳開發(fā)部署的學(xué)習(xí)難度低,工程師得以更快上線業(yè)務(wù),開發(fā)時(shí)間縮短70%以上。“創(chuàng)客北京2021”百度飛槳人工智能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用專項(xiàng)賽決賽中,華夏天信的“輸煤膠帶智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)”還榮獲了大賽特別獎(jiǎng),排名第一。

　　“煤炭礦區(qū)工作環(huán)境艱辛且惡劣,我們希望用機(jī)器人的替換,賦予行業(yè)新的生產(chǎn)力。第一步選定的目標(biāo)便是膠帶機(jī)巡檢這一工種,通過(guò)研發(fā)與生產(chǎn)膠帶巡檢機(jī)器人,將更多一線人員從苦、臟、累、險(xiǎn)的工作環(huán)境中解放出來(lái)。”華夏天信(北京)機(jī)器人有限公司總經(jīng)理高強(qiáng)表示。

　　除了輸煤膠帶巡檢,煤炭行業(yè)的其他作業(yè)場(chǎng)景也有待依靠智能化技術(shù),實(shí)現(xiàn)質(zhì)變的“縱身一躍”。“現(xiàn)在井下大部分也已經(jīng)自動(dòng)化了,自動(dòng)化的設(shè)備掘進(jìn)機(jī)、采煤機(jī)都已經(jīng)有了,但是需要好多人操作這些設(shè)備。自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)了,智能化還在路上,百度飛槳可以在這個(gè)領(lǐng)域助力我們做很多事,在設(shè)備的智能化、互通互聯(lián)互操作上都將大有作為。”高強(qiáng)博士說(shuō)到,“我們希望把那些單價(jià)上億的自動(dòng)采煤機(jī),都通過(guò)百度AI大腦升級(jí)成智能機(jī)器人。”華夏天信將繼續(xù)攜手百度通過(guò)成熟可靠的AI解決方案打造智慧煤礦,實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)行業(yè)與設(shè)備智能化、物聯(lián)網(wǎng)的轉(zhuǎn)型升級(jí),這就是行業(yè)的未來(lái)。