“神瞳”，就在徐州！
來源： 徐州發布
2025-06-12 16:20:00
在煤礦井下特殊光照與防爆環境下
圖像識別難怎么辦？
在徐州
有一雙“神瞳”
它能夠突破“視覺極限”
成為守護礦工安全的“天眼”
走，大徐帶你去現場看看
在中國礦業大學的一間實驗室里，濟寧能源災害風險智能AI識別平臺正實時傳輸著井下實況：采煤機在煤層中穩健運作，巷道里礦工安全帽的晃動、皮帶上煤流的起伏，都被精準捕捉。
“這是我們研發的‘慧眼神瞳’平臺。”中國礦業大學信息與控制工程學院黨委書記、教授程德強對記者說，依托AI視頻輕量化識別方法，搭載邊緣計算智能分析裝置，破解了煤礦井下特殊光照與防爆環境下圖像識別難題。
如何在井下弱光照、高粉塵等特殊成像環境下，突破“視覺極限”，讓“慧眼神瞳”成為守護礦工安全的“天眼”？帶著這樣的問題，程德強團隊在2019年便開始了科研攻關。經過不懈努力，中國礦業大學程德強團隊研發的煤礦安全隱患AI視頻智能輔助監管監察技術取得重大突破，實現了煤礦重大災害全域感知與智能防控。該技術成果榮獲2024年煤礦智能化建設重大進展成果、2024年度中國煤炭工業科學技術一等獎。
這項技術的突破并非一蹴而就。擺在團隊面前的第一個難題便是數據。
“沒有數據，AI就像沒長眼睛。我們與幾家煤礦合作，人工獲取數據，再進行分析。當時大部分圖像因光照不足、干擾嚴重，連人工標注都成難題。”回憶起起初的艱辛，程德強仍記憶猶新。
如何讓數據從“量”的積累實現“質”的飛躍？
團隊帶著設備扎進礦井，在轟鳴的巷道里一待就是十幾個小時。他們用防爆相機捕捉每一個作業瞬間，在皮帶機旁架設數十臺攝像機從不同角度記錄煤流形態，甚至在設備上粘貼標記點，只為精準捕捉皮帶位移變化的視覺特征。
從煤礦巷道到工作面，他們一點點拍、一張張篩。整整六年多，圖像從7千多張攢到50萬余張，每一張都凝聚著科研人員無數個日夜付出的心血。
“2023年，我們發布了國內外首個井下視頻AI分析數據集，覆蓋118種井下場景，為煤礦安全智能監控領域提供技術支撐。”程德強話語中帶著自豪，“現在很多國內外學者都在用我們的數據，就像打開了一個‘公共窗口’。”
有了數據，更大的挑戰接踵而至：如何讓AI在井下“看得清、算得快、聯得通”？程德強團隊迎難而上，在這個“鐵三角”中打開了突破口。
在圖像增強與智能識別方面，程德強團隊為圖像加了“增強濾鏡”——基于深度學習的自適應圖像增強算法，構建多尺度圖像增強網絡，引入對比度自適應調節模塊，讓圖像細節識別準確率提升了30%。
程德強為記者調出了一組對比畫面：左側是傳統監控下模糊的井下影像，右側是AI處理后的清晰場景，連螺栓銹跡都清楚可見。
圖像看清了，新的挑戰又接踵而至：井下網絡不穩定，如何快速反應？海量數據該如何快速處理？
面對這些難題，團隊想了個辦法——給模型“減肥”。
“我們研制了煤礦關鍵場景安全風險AI視頻識別的輕量化垂直模型，提出時空特征融合的目標檢測框架，采用輕量化神經網絡設計，在邊緣端實現毫秒級響應，目標檢測準確率大于95%，可跟蹤多個動態目標。”程德強解釋說。
針對邊緣計算資源受限難題，團隊開發出模型壓縮與優化算法，通過知識蒸餾和結構裁剪，將模型壓縮80%，推理速度提升200%，識別精度損失小于5%。邊緣感知、邊緣優化的協同計算框架，讓計算效率提升50%，系統響應時延降低60%。
如今，煤礦安全隱患AI視頻智能平臺實現了“人—機—環”聯通。利用通用數字攝像儀、AI智能攝像儀等組成智能化、多功能、全天候的動態視頻智能識別系統，通過跨系統的信息交互與協同分析，形成一體化的智能安全管理解決方案。
在濟寧能源發展集團有限公司金橋煤礦，“慧眼神瞳”已處理3.5萬條報警信息，隱患數量月均下降10.3%，實現了從“人防”到“技防”的轉型。
“我們的技術已在60余座礦井實現示范應用，保障了煤礦生產安全，提升了煤礦企業智能化生產水平，實現降本增效。我們將參加2025世界智慧礦山大會，把這個成果推廣到更多礦井。”程德強說。
文字 | 梁夢雨
圖片 | 劉冰