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      在煤矿，采煤、掘进、通风、机电、排水、供电、运输等系统中的任何一个环节出现问题，都有可能影响生产、酿成事故。中矿龙科能源科技（北京）股份有限公司首席自动化工程师、淮南龙科智能科技有限公司董事长丁从师表示，近年来，一些煤炭企业提出建设“井下天眼系统”，投资上亿元，利用固定摄像头采集视频，保证井下安全生产。不过，煤矿作业地点多变，空间狭小且光线较差，因此“井下天眼系统”无法覆盖井下所有作业人群。
      “怎么才能让‘井下天眼系统’的每个采集点既能移动，又能够覆盖所有下井人员？这是一个新课题。我们从2017年开始，用了2年多的时间，研发出‘井下移动天眼系统’，让人人都能变成安全员。”丁从师说。

集照明和拍摄功能于一体的智能矿灯
      “你看，这就是矿灯传回来的监控视频，用手机或者电脑都能看。”丁从师手里拿着一盏看上去小巧玲珑的红色矿灯一边向记者演示，一边介绍说，“只要戴上这盏可摄像的智能矿灯，井下的情况我们一目了然。这灯连续照明时间能达到13个小时至14个小时，连续录像时间在11个小时以上。”
      通过手机客户端，记者看到，矿灯传回的视频画面较清楚，没有出现卡顿、死机等情况。
      “我们往往是直接知道结果，中间的过程如何发生只能依靠想象。”受到此前重庆大巴落水事件的启发，丁从师团队萌发出研发“井下移动天眼系统”的想法，以“让全国所有的煤矿工人都能用得到”为出发点，研发具有视频采集功能、可移动的智能矿灯。
      据介绍，“井下移动天眼系统”由三部分构成：智能矿灯、WiFi基站和软件系统平台。被授权的人员可使用电脑或手机，实时查看任意一盏矿灯拍摄的情况。
      为便于井下作业人员携带和使用，在不改变普通矿灯外形的基础上，该矿灯嵌入了小型化的摄像头和WiFi模块。
      该公司反复测试在光线不足的环境中提高画面质量、即时上传视频、存储及压缩视频信息、无线调取和回放视频信息、在不改变电池容量的条件下可同时保证照明和录像时间、断电后自动恢复录像时间记忆功能、降低视频采集和数据上传的功耗等多项功能后，于2018年10月正式制造出具有煤安认证的智能矿灯，2019年1月开始批量生产。
      “目前，视频采集传输和应用是煤矿企业视频管理的弱点。我们这盏矿灯的特色是把摄像头放到了玻璃罩里面，是一体化的装置，不容易被破坏。”丁从师表示，一些其他带摄像头的矿灯多将摄像头装在外面，很容易被磕坏或者被堵上。这盏矿灯通过低功耗电路板、内嵌式摄像头、滤光装置等，彻底解决了低功耗、易被损坏、光污染影响画面清晰度等问题。
      “别看就这小小一个点儿，我们不断学习工匠精神，用了6个月来解决这个问题。我认为这就是技术的创新和进步。”丁从师说。
      开发井下移动WiFi基站，实现互联互通
      2019年5月28日，国家能源投资集团神东煤炭集团布尔台煤矿开展了一次水灾事故应急演练。演练中，该矿采用了中矿龙科研发的新型智能矿灯。通过调度视频平台和视频分屏显示技术，井口、工作面、被困人员位置及调度指挥中心视频画面同步被显示出来。演练结束后，布尔台煤矿指挥部评价矿灯让“大家充分认识到井下现代化通信技术在抢险救灾中的巨大作用”。
      这样的评价也出现在山东能源集团枣矿集团付村煤矿。今年3月，付村煤矿采购了一批该款矿灯，主要供各级管理人员、安监员、调度员、特殊工种人员等使用。该矿利用井下原有的无线通信WiFi基站，实现了互联互通。目前，该款智能矿灯还在我国的西北、西南、东北等地区的部分矿井得到应用，并取得了良好的安全生产管理效果。
      国家能源投资集团中国电子工程设计院有限公司资深科学家、研究员李功洲见证了该矿灯的研发过程。他表示，“井下移动天眼系统”在一定程度上可以帮助煤矿提高安全生产管理水平：矿领导可实时把控全局，提高决策效率；有助于提高安全监察效率；防止“隐蔽工程”施工过程中的弄虚作假现象；还可作为井下特殊场地的“窥镜”等。
      “将来，我们每个人头上都顶个‘紧箍咒’，人人都是安全员，你说在这强大的威慑作用下，谁敢违章？”李功洲表示，安监员利用“井下移动天眼系统”可以同时管理几个作业班队，不需要挨个实时查看。在一定程度上，该矿灯能让作业人员增强责任心，变说服、教育、警示等被动式的监督行动为主动自觉遵章守纪。
      为降低用户采购成本，该公司开发的智能矿灯能够兼容煤矿井下使用的大多数WiFi基站。同时，该公司也在开发井下移动WiFi基站，借助国际通信传输协议，对井下重要地点，如采煤工作面、掘进工作面、水文地质条件复杂地段等实现无线网络信号覆盖。
      此外，每盏矿灯都有一个网络地址，可以实现联网互通。在调度室里，管理人员想要查看井下的生产状态，只需调出矿灯的网络地址，就可以实现远程监控。并且，矿灯可以代替人，去较危险的区域进行监控。
      “我们这个系统分为三层，即应用层、传输层和数据采集层。应用层和数据采集层我们已经开发出来了，未来要做的就是传输层的建设。这就跟我们开车要先修路一样，所以这个‘路’非常关键。不过，目前矿区修‘路’的成本压力比较大。现在，我们正在努力独立完成‘路’的建设和提高软件平台研发的能力，这样在全国矿井推广该系统的可能性会更大。”丁从师说。
      目前，该公司利用“井下移动天眼系统”软件平台，可以和矿井现有调度指挥系统兼容，能够判别智能矿灯所处的基站范围。后期，该公司还要开发违章行为识别系统。
      “我们下一步想借助‘井下移动天眼系统’来实现行为识别分析，虽然比较难，但是这是我们的前进方向。”丁从师说。
      如今，随着信息化的发展，大数据、物联网、云计算、移动互联网和人工智能等技术也跟着在发展。
      “从大数据的角度来说，视频中99.99%的数据可能是没有用的，只有0.01%的数据有用。但是这0.01%数据一旦用到了，就能发挥巨大的作用。所以，我们抓住0.01%这个核心，希望可以减少煤矿工人的劳动量和井下环境对煤矿工人身体的伤害，这是我们这么多年来的追求，也是到现在为止，我们坚持了两年半才研究出一点点东西的信念。虽然力量很微薄，但是走到了这一步，我们觉得很欣慰。”丁从师说。（中国煤炭报 | 王世雅）