申報(bào)單位：國(guó)能準(zhǔn)能集團(tuán)有限責(zé)任公司

聯(lián)合申報(bào)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(guó)

一、案例簡(jiǎn)介

準(zhǔn)能集團(tuán)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(guó)著眼于國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，自主建設(shè)運(yùn)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(shí)、高精度的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)的國(guó)家重要時(shí)空基礎(chǔ)設(shè)施，滿足了露天煤礦 對(duì)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(shì)：1)抗干擾性強(qiáng)：北斗系統(tǒng)針對(duì)復(fù)雜地形 (如露天礦多遮擋環(huán)境)優(yōu)化信號(hào)處理；2)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，數(shù)據(jù)安全，成果統(tǒng)一；由于是我國(guó)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(guó)區(qū)域連續(xù)觀測(cè)時(shí)間及定位精度；4)定位精度高，方便 對(duì)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(dá)到厘米級(jí)，高程定位達(dá)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(tái)中匹配三維礦圖能夠清晰顯示車輛所在臺(tái)階，方便對(duì)車輛 和人員進(jìn)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(tái)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(tái)基于三維GIS地圖建設(shè)，實(shí)現(xiàn)礦山三維實(shí)景“一張圖”, 達(dá)到一平臺(tái)管控，包含了設(shè)備安全運(yùn)行監(jiān)管及預(yù)警、車機(jī)路網(wǎng)協(xié)同聯(lián)動(dòng)管理、基礎(chǔ)信息及終端管理，平臺(tái) 直觀、實(shí)時(shí)、全方位地展示空間要素準(zhǔn)確位置、各功能板塊和統(tǒng)計(jì)單元的具體內(nèi)容，空間可視化呈現(xiàn)，針 對(duì)不同業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的展示內(nèi)容，構(gòu)建實(shí)時(shí)監(jiān)控、軌跡播放、超速報(bào)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(dòng)態(tài)展示，以便于管理部門準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)全面的瀏覽和掌握各方面信息，并做出正確 的決策，增強(qiáng)信息顯示的直觀性和可操作性。

1)車輛實(shí)時(shí)定位、軌跡回放、電子圍欄、人員實(shí)時(shí)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(shí)功能，打造露天礦山智能人車定位系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)人員、車輛、設(shè)備、物資運(yùn)轉(zhuǎn)的全方位安全管 控，不僅能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)單班入坑作業(yè)人數(shù)及車輛數(shù)量，還能通過從后臺(tái)地圖一目了然掌握現(xiàn)場(chǎng)人車位置分布， 進(jìn)而直觀掌控整個(gè)礦山區(qū)域的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)。北斗高精定位實(shí)時(shí)定位車輛、人員坐標(biāo)信息，通過4G/5G網(wǎng)絡(luò)傳 輸?shù)紾IS智能安全管控平臺(tái)，在平臺(tái)中查看采場(chǎng)車輛數(shù)量、車輛種類、實(shí)時(shí)位置、運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)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(jìn)入限速區(qū)域后立即啟用超速預(yù)警、 報(bào)警功能。

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

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(wú)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(jī)制。當(dāng)車輛接近到一定范圍時(shí)，通過語(yǔ)音報(bào)告其距離和方位，并按 接近的距離給出不同的語(yǔ)音提示，顯示屏和語(yǔ)音同時(shí)提醒駕駛員。

4)駕駛員行為分析報(bào)警：北斗定位數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，當(dāng)車輛速度大于5km/h時(shí)，車內(nèi) 攝像頭傳感器對(duì)駕駛員的面部表情、眼部狀態(tài)、頭部動(dòng)作等進(jìn)行分析。具備準(zhǔn)確識(shí)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(diǎn)

1、應(yīng)用場(chǎng)景

準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)全覆蓋，初步實(shí)現(xiàn)了對(duì) 卡車運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)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(dá)等傳感器采集數(shù)據(jù)， 利用深度學(xué)習(xí)算法進(jìn)行分析，能夠識(shí)別潛在的安全隱患并發(fā)出預(yù)警。采用北斗/4G/AI識(shí)別/大數(shù)據(jù)等高精尖 技術(shù)，智慧賦能“動(dòng)態(tài)”監(jiān)管：開發(fā)的車輛智慧安防系統(tǒng)、對(duì)防撞預(yù)警、精準(zhǔn)定位、實(shí)時(shí)監(jiān)控、規(guī)級(jí)播放、 超速報(bào)警、駕駛員行為分析等多項(xiàng)車載安保功能進(jìn)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(yùn)輸過程中的防碰撞預(yù)警+毫米波雷達(dá)自動(dòng)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(wú)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(jī)制。當(dāng)車輛接近到一定范圍時(shí)，通過語(yǔ)音報(bào)告其距離和方位，并按接近的距離給出不同的語(yǔ)音 提示，解決了用圖像技術(shù)、超聲波技術(shù)、雷達(dá)技術(shù)等無(wú)法解決的露天礦防撞預(yù)警難題。

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

頭傳感器對(duì)駕駛員的面部表情、眼部狀態(tài)、頭部動(dòng)作等進(jìn)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(cè)到異常狀態(tài)時(shí)，及時(shí)發(fā)出警報(bào)提醒駕駛員休息，同時(shí)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(shí)時(shí)播報(bào)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(shí)現(xiàn) 高精度定位，明確人員定位信息，定位卡能夠按需實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有礦用設(shè)備已搭載防撞系統(tǒng)終端進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，從 而實(shí)現(xiàn)人車碰撞預(yù)警功能，通過RF433射頻通訊技術(shù)實(shí)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(shí)，車載終端對(duì)司機(jī)進(jìn)行預(yù)警提醒。

2、技術(shù)創(chuàng)新

1)傳感器融合技術(shù)：準(zhǔn)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(dá)、 AI攝像頭等。毫米波雷達(dá)在惡劣天氣下具有良好的穿透性，能穩(wěn)定檢測(cè)目標(biāo)物體的速度和距離；AI攝像 頭提供豐富的視覺信息，用于識(shí)別障礙物、交通標(biāo)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(duì)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(zhǔn)確識(shí)別危險(xiǎn)場(chǎng)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(chǎng)景，提升安防系統(tǒng)的性能。

3)5G通信技術(shù)：為準(zhǔn)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(shí)時(shí)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(yuǎn)程控制場(chǎng)景中， 操作人員可以通過5G網(wǎng)絡(luò)對(duì)卡車進(jìn)行實(shí)時(shí)操控，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程救援等功能。