申報單位：國能準能集團有限責(zé)任公司

聯(lián)合申報單位：北京中礦華沃科技股份有限公司

主要完成人：趙光輝、額爾德木吐、齊友云、郭興隆、袁金野、張建國

一、案例簡介

準能集團車輛安防系統(tǒng)防碰撞車載終端采用高精度RTK北斗定位技術(shù)，北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)于2020年 7月全面建成，是我國著眼于國家安全和經(jīng)濟社會發(fā)展需要，自主建設(shè)運行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是為全 球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導(dǎo)航和授時服務(wù)的國家重要時空基礎(chǔ)設(shè)施，滿足了露天煤礦 對于車輛高精定位的要求。高精度RTK北斗定位技術(shù)主要優(yōu)勢：1)抗干擾性強：北斗系統(tǒng)針對復(fù)雜地形 (如露天礦多遮擋環(huán)境)優(yōu)化信號處理；2)自主知識產(chǎn)權(quán)，數(shù)據(jù)安全，成果統(tǒng)一；由于是我國自主開發(fā) 的系統(tǒng)，數(shù)據(jù)安全上有很大保障；3)充分保障我國區(qū)域連續(xù)觀測時間及定位精度；4)定位精度高，方便 對車輛和人員的管理。利用高精度北斗相位差分技術(shù)，水平定位達到厘米級，高程定位達到±5厘米精度， 利用定位數(shù)據(jù)可在露天礦智能安全生產(chǎn)監(jiān)管平臺中匹配三維礦圖能夠清晰顯示車輛所在臺階，方便對車輛 和人員進行管理。

二、技術(shù)方案

露天礦車輛安防系統(tǒng)是基于數(shù)據(jù)融合的智能三維安全監(jiān)管平臺和基于AI視覺分析的防碰撞車載終端、 人員定位卡等設(shè)備組成。露天礦智能安全監(jiān)管平臺基于三維GIS地圖建設(shè)，實現(xiàn)礦山三維實景“一張圖”, 達到一平臺管控，包含了設(shè)備安全運行監(jiān)管及預(yù)警、車機路網(wǎng)協(xié)同聯(lián)動管理、基礎(chǔ)信息及終端管理，平臺 直觀、實時、全方位地展示空間要素準確位置、各功能板塊和統(tǒng)計單元的具體內(nèi)容，空間可視化呈現(xiàn)，針 對不同業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的展示內(nèi)容，構(gòu)建實時監(jiān)控、軌跡播放、超速報警、地圖編輯、視頻調(diào)閱等功能于一體 的地理信息產(chǎn)品。形成動態(tài)展示，以便于管理部門準確、實時全面的瀏覽和掌握各方面信息，并做出正確 的決策，增強信息顯示的直觀性和可操作性。

1)車輛實時定位、軌跡回放、電子圍欄、人員實時定位：人員和車載端基于北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)提供 定位授時功能，打造露天礦山智能人車定位系統(tǒng)，可實現(xiàn)對人員、車輛、設(shè)備、物資運轉(zhuǎn)的全方位安全管 控，不僅能實時監(jiān)測單班入坑作業(yè)人數(shù)及車輛數(shù)量，還能通過從后臺地圖一目了然掌握現(xiàn)場人車位置分布， 進而直觀掌控整個礦山區(qū)域的實時動態(tài)。北斗高精定位實時定位車輛、人員坐標信息，通過4G/5G網(wǎng)絡(luò)傳 輸?shù)紾IS智能安全管控平臺，在平臺中查看采場車輛數(shù)量、車輛種類、實時位置、運動方向、運動軌跡和 軌跡回放查詢等。在礦區(qū)地圖上設(shè)置電子圍欄，劃分限速區(qū)，車輛在進入限速區(qū)域后立即啟用超速預(yù)警、 報警功能。

2)超速報警：防碰撞車載終端基于北斗衛(wèi)星定位技術(shù)達到車輛超速預(yù)警和超速報警管理，通過讀取 北斗衛(wèi)星位置與時間差信息，并計算車輛時速，對于車速超出限定值的情況，顯示屏和語音同時提醒駕駛 員已超速，如果駕駛員無視警告持續(xù)超速，系統(tǒng)記錄此超速違規(guī)行為，同時數(shù)據(jù)上傳至GIS智能安全管控 平臺。

3)防撞預(yù)警：防碰撞車載終端基于北斗衛(wèi)星定位技術(shù)和區(qū)域無線射頻網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在大型設(shè)備和輔助 車輛之間建立360度全方位防撞預(yù)警機制。當(dāng)車輛接近到一定范圍時，通過語音報告其距離和方位，并按 接近的距離給出不同的語音提示，顯示屏和語音同時提醒駕駛員。

4)駕駛員行為分析報警：北斗定位數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)進行聯(lián)動，當(dāng)車輛速度大于5km/h時，車內(nèi) 攝像頭傳感器對駕駛員的面部表情、眼部狀態(tài)、頭部動作等進行分析。具備準確識別駕駛員的疲勞駕駛、 接打電話、抽煙、不系安全帶、遮擋攝像頭等不規(guī)范駕駛行為的功能。

三、創(chuàng)新亮點

1、應(yīng)用場景

準能露天礦在車輛防碰撞系統(tǒng)方面已取得一定成果。車輛防碰撞系統(tǒng)基本實現(xiàn)全覆蓋，初步實現(xiàn)了對 卡車運行狀態(tài)的實時監(jiān)控和預(yù)警。這些系統(tǒng)通過北斗衛(wèi)星定位、攝像頭、毫米波雷達等傳感器采集數(shù)據(jù)， 利用深度學(xué)習(xí)算法進行分析，能夠識別潛在的安全隱患并發(fā)出預(yù)警。采用北斗/4G/AI識別/大數(shù)據(jù)等高精尖 技術(shù)，智慧賦能“動態(tài)”監(jiān)管：開發(fā)的車輛智慧安防系統(tǒng)、對防撞預(yù)警、精準定位、實時監(jiān)控、規(guī)級播放、 超速報警、駕駛員行為分析等多項車載安保功能進行了集成、整合，構(gòu)起露天礦“人-車-管”三位一體安 全管理模式。

1)運輸過程中的防碰撞預(yù)警+毫米波雷達自動剎車：露天礦山作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，重型卡車體積大、盲區(qū) 大，設(shè)備采用北斗衛(wèi)星定位技術(shù)和區(qū)域無線射頻網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在大型設(shè)備和輔助車輛之間建立360度全方位 防撞預(yù)警機制。當(dāng)車輛接近到一定范圍時，通過語音報告其距離和方位，并按接近的距離給出不同的語音 提示，解決了用圖像技術(shù)、超聲波技術(shù)、雷達技術(shù)等無法解決的露天礦防撞預(yù)警難題。

2)駕駛員狀態(tài)監(jiān)測：北斗定位數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)進行聯(lián)動，當(dāng)車輛速度大于5km/h時，車內(nèi)攝像

頭傳感器對駕駛員的面部表情、眼部狀態(tài)、頭部動作等進行分析。通過深度學(xué)習(xí)算法，判斷駕駛員是否處 于疲勞、分心、打瞌睡等狀態(tài)。當(dāng)監(jiān)測到異常狀態(tài)時，及時發(fā)出警報提醒駕駛員休息，同時可將信息傳輸 給管理人員，以便采取相應(yīng)措施。

3)復(fù)雜路況及惡劣天氣下的安全輔助：在礦區(qū)復(fù)雜路況和惡劣天氣條件下，車輛防碰撞系統(tǒng)根據(jù)陀 螺儀等傳感器獲取的道路狀況、車輛姿態(tài)等信息，實時播報周圍車輛方位信息。

4)人車防碰撞預(yù)警：人員定位卡具備人車防碰撞功能，通過北斗衛(wèi)星定位方式，結(jié)合定位系統(tǒng)實現(xiàn) 高精度定位，明確人員定位信息，定位卡能夠按需實現(xiàn)與現(xiàn)有礦用設(shè)備已搭載防撞系統(tǒng)終端進行聯(lián)動，從 而實現(xiàn)人車碰撞預(yù)警功能，通過RF433射頻通訊技術(shù)實現(xiàn)定位卡與定位卡、定位卡與車載終端之間直接快 速互傳數(shù)據(jù)，當(dāng)車輛與人員相距一定距離時，車載終端對司機進行預(yù)警提醒。

2、技術(shù)創(chuàng)新

1)傳感器融合技術(shù)：準能露天礦卡車上配備多種傳感器，如高精度北斗衛(wèi)星定位天線、毫米波雷達、 AI攝像頭等。毫米波雷達在惡劣天氣下具有良好的穿透性，能穩(wěn)定檢測目標物體的速度和距離；AI攝像 頭提供豐富的視覺信息，用于識別障礙物、交通標志和駕駛員狀態(tài)。

2)深度學(xué)習(xí)算法：深度學(xué)習(xí)算法在人工智能安防中起著核心作用。在防碰撞預(yù)警中，通過對大量碰 撞事故數(shù)據(jù)和正常行駛數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，訓(xùn)練出能夠準確識別危險場景的模型。通過不斷優(yōu)化和更新深度學(xué)習(xí) 模型，使其能夠適應(yīng)不斷變化的礦山環(huán)境和駕駛場景，提升安防系統(tǒng)的性能。

3)5G通信技術(shù)：為準能露天礦卡車安防提供了高速、低延遲的數(shù)據(jù)傳輸通道。通過5G網(wǎng)絡(luò)，車輛

的實時狀態(tài)信息、傳感器數(shù)據(jù)、監(jiān)控視頻等能夠快速傳輸?shù)奖O(jiān)控中心和其他相關(guān)車輛。在遠程控制場景中， 操作人員可以通過5G網(wǎng)絡(luò)對卡車進行實時操控，實現(xiàn)遠程救援等功能。