“電子封條”智能監(jiān)管技術(shù)在煤礦安全監(jiān)管中的應(yīng)用探析

梁秀龍

（呂梁市煤礦安全事務(wù)服務(wù)中心，山西 呂梁 033000）

湖南耒陽市導(dǎo)子煤業(yè)有限公司源江山煤礦在2020年11月29日因為拒絕執(zhí)行停產(chǎn)的指令，擅自做主拆除了封條，實施晝停夜開的違法生產(chǎn)方式，導(dǎo)致透水事故的發(fā)生，該起事故中導(dǎo)致了5人死亡和8人失聯(lián)。重慶市永川區(qū)吊水洞煤礦，在2020年12月4日因企業(yè)自行拆除礦井井下設(shè)備引發(fā)事故，最終因一氧化碳超限中毒導(dǎo)致23人遇難。

上述兩例事故的發(fā)生，暴露出某些煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)意識極差，對安全生產(chǎn)相關(guān)責(zé)任的落實不實，監(jiān)管執(zhí)法不嚴格等問題。如何采用新的監(jiān)管模式，加強監(jiān)管力度，是當(dāng)今煤礦安全監(jiān)管所面臨的新課題。

1 目前存在的問題

安全監(jiān)管部門在查封和關(guān)停煤礦時，其所使用的指令主要為下發(fā)停產(chǎn)整頓指令、貼封條等形式。在實際執(zhí)行過程中，傳統(tǒng)的紙質(zhì)封條存在較大的不足和缺點，首先，紙質(zhì)版的封條容易出現(xiàn)脫落，極易受到人為損壞，被關(guān)停的煤礦易冒險人為毀掉封條而繼續(xù)進行生產(chǎn)；其次，紙質(zhì)版封條不具備強烈的震懾力，盡管具有較強的法律效力，未經(jīng)許可，不允許擅自撕掉，但是在實際生產(chǎn)中常常會出現(xiàn)撕毀問題，對法律權(quán)威產(chǎn)生了嚴重的挑戰(zhàn)；最后，證據(jù)無法確定，對于一些撕毀封條的行為無法利用有效的證據(jù)來對其進行處罰。

在煤礦安全生產(chǎn)過程的監(jiān)管中，建立電子封條，能實現(xiàn)自身監(jiān)管職責(zé)的全新要求，也是督促煤礦切實落實自身安全生產(chǎn)職責(zé)的關(guān)鍵抓手[1]。

2 “電子封條”

“電子封條”指的是運用信息化技術(shù)來強化礦井企業(yè)的預(yù)警能力、提升礦井企業(yè)的執(zhí)法水平的一種方式。通過在礦井中配置攝像機、圖像分析儀等設(shè)備來實現(xiàn)對煤礦主副井口、調(diào)度室等各個重要地點及設(shè)備的遠程監(jiān)控，實現(xiàn)自動報警和分級推送。研發(fā)智能化的識別分析軟件，與礦井設(shè)備相互連接，運用信息化、智能化等技術(shù)來對出入人員、人員數(shù)量變化、皮帶機運行狀況等進行遠程監(jiān)控，對異常情況進行智能化分析，根據(jù)監(jiān)管的職責(zé)分級來作出相應(yīng)的報警推送，對報警處置進行反饋閉環(huán)管理，依托于智能分析的結(jié)果來精準(zhǔn)監(jiān)督煤礦企業(yè)，避免礦井生產(chǎn)出現(xiàn)各種違規(guī)違法行為。

3 系統(tǒng)設(shè)計

3.1 設(shè)計思路

長期停止運轉(zhuǎn)或者進行關(guān)閉的煤礦，維護人員需要確保通風(fēng)和排水作業(yè)的正常進行，一旦恢復(fù)礦井生產(chǎn)、設(shè)備拆除等井下作業(yè)，礦井下作業(yè)現(xiàn)場就需要同時容納大量的人員來進行操作。通過這一現(xiàn)象，在這類煤礦的井口部位，配置智能化攝像儀和智能分析NVR軟件，以實現(xiàn)礦井下人員的精確識別，平臺可以遵照識別的結(jié)果及預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，對各種違法違規(guī)生產(chǎn)或者擅自拆開封條的狀況作出報警。

對處于正常生產(chǎn)的礦井，在其核心部位及主要地點安裝高清的智能化攝像頭，以AI智能圖像識別技術(shù)為基礎(chǔ)，對礦井中各種設(shè)備的風(fēng)險因素、設(shè)備異常問題、環(huán)境及人的不安全因素進行精確識別，從而對礦井生產(chǎn)的違法違規(guī)行為進行分析。

3.2 系統(tǒng)功能

（1）下井人員人臉識別。對井下的人員進行識別，并詳細檢查通風(fēng)、排水及瓦斯等狀況，對安全監(jiān)控系統(tǒng)進行定期維護等，將這些人員加入白名單報警之中。

（2）下井人員人數(shù)統(tǒng)計。對井下的人員數(shù)量進行智能化的統(tǒng)計，以該數(shù)據(jù)來彌補人臉識別的不足，這一方式可以通過將可見光與熱成像進行結(jié)合的方式來實現(xiàn)，熱成像的運用可以在黑暗的狀況下提高識別的精確率。

（3）智能分析報警。在礦井下人員的數(shù)量超標(biāo)時實現(xiàn)報警。該系統(tǒng)需要與礦井正常上報的維護狀況、井下人員的識別狀況與時間進行對比分析，一旦發(fā)生入井人員及其數(shù)量不相符或者時間不相吻合，就會發(fā)出報警信號。系統(tǒng)可對本轄區(qū)內(nèi)的電子封條聯(lián)網(wǎng)煤礦所作出的報警信息及其處置信息進行詳細查詢及統(tǒng)計，并與相關(guān)的證據(jù)資料進行關(guān)聯(lián)，對過期沒有處理的報警進行自動處理。

（4）智能識別報警。以AI智能圖像識別技術(shù)為基礎(chǔ)，對礦井生產(chǎn)運行的各種生產(chǎn)設(shè)備進行識別，以判斷其不安全狀態(tài)、設(shè)備異常狀況、環(huán)境風(fēng)險因素及人為不安全行為，及時識別出礦井生產(chǎn)的違法違規(guī)現(xiàn)象[2]。

如圖1所示為“電子封條”智能監(jiān)管系統(tǒng)的核心功能。

圖1 “電子封條”智能監(jiān)管系統(tǒng)功能架構(gòu)

3.3 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

系統(tǒng)拓撲如圖2所示，其主要包含了礦端、監(jiān)管端、礦端-監(jiān)管端三種系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。

圖2 全國煤礦“電子封條”接入技術(shù)架構(gòu)

3.4 安裝條件

（1）長期停產(chǎn)的礦井，且以物理法來封閉井口。需在礦井中，人員及車輛出入口、調(diào)度室等重點位置安裝相應(yīng)的監(jiān)控設(shè)備進行監(jiān)控。安裝的地點必須與礦井生產(chǎn)的實際狀況相結(jié)合，可以將井口的整個面貌進行覆蓋。

（2）長期停產(chǎn)，但井口并沒有運用物理法進行封閉的礦井。在煤礦中運料、運人及回風(fēng)的井口、車輛的出入口等一些關(guān)鍵部位需安裝視頻監(jiān)控設(shè)備，與礦井的生產(chǎn)狀況結(jié)合起來安裝，可以將人員及車輛經(jīng)過的地點進行完全覆蓋，對礦井的生存狀態(tài)進行及時掌握。

3.5 安設(shè)位置

（1）運料運人井口。設(shè)備到通道出入口時必須要保證暢通，監(jiān)控范圍要對井口進行有效覆蓋，就可以看到物料或者人員在礦井中的出入狀況。攝像機需要保持相應(yīng)的俯視角度，但是不能完全垂直，通常情況下，該角度應(yīng)處于40°～70°之間，保證人員前后之間不存在遮擋，同時要保證頭肩的完整性。對于攝像儀，其具有自動和手動來調(diào)整焦距的功能，判斷人頭、肩的大小是否達到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。要求人員至少需要站在要統(tǒng)計的出入口邊緣，并與邊緣的前后保持1 m距離時，攝像機的畫面依舊可以看到人員的頭、肩，可以迅速智能地識別出人臉，并與白名單數(shù)據(jù)庫進行對比分析[3]。

（2）車輛出入口。視頻監(jiān)控的范圍對礦井工業(yè)廣場內(nèi)車輛的出入口進行覆蓋，可以對車輛的出入狀況進行監(jiān)控、對車牌號碼進行自動化識別等。

3.6 高清攝像頭的技術(shù)要求

高清攝像頭的主要技術(shù)要求如表1所示。

表1 攝像頭主要技術(shù)要求

項目名稱要求編碼器 支持H.264/265格式的視頻壓縮，分辨率可達到2 560×1 440防護能力 IP67防塵防水，可在-40℃～+70℃范圍內(nèi)工作煤安標(biāo)志是MA煤安認證標(biāo)志

4 應(yīng)用效果分析

2021年呂梁市煤礦安全事務(wù)服務(wù)中心開始嘗試應(yīng)用“電子封條”智能監(jiān)管技術(shù)來監(jiān)管所管轄區(qū)內(nèi)的煤礦生產(chǎn)情況。自從應(yīng)用該技術(shù)后有效避免了傳統(tǒng)的紙質(zhì)封條存在的不足，達到了實時高效監(jiān)管煤礦生產(chǎn)情況的目的。對應(yīng)用了“電子封條”智能監(jiān)管的礦井，其生產(chǎn)情況受到了嚴格監(jiān)管，有效避免了私自違規(guī)生產(chǎn)，煤礦安全生產(chǎn)事故明顯減少，取得了較好的應(yīng)用效果[4]。

5 結(jié)論

對礦井實施“電子封條”建設(shè)是為了全面落實習(xí)近平總書記關(guān)于安全生產(chǎn)的一系列指示精神，運用大數(shù)據(jù)、AI視頻智能分析等先進技術(shù)來提高礦井生產(chǎn)的安全性可靠性。礦井實施“電子封條”可全面提升礦井的本質(zhì)安全性，加強監(jiān)管部門對礦井生產(chǎn)中重大風(fēng)險隱患的監(jiān)測預(yù)警能力，提升安全監(jiān)管工作的現(xiàn)代化水平，有效遏制礦井生產(chǎn)事故的發(fā)生，確保礦井生產(chǎn)的安全形勢得到顯著改善，為提升煤礦生產(chǎn)的安全性，推動煤礦安全、穩(wěn)定發(fā)展提供強大的技術(shù)支撐。