人工智能對煤炭行業發展的影響

仝維欣

摘? 要：人工智能時代的到來給各行各業都帶來了極大的影響，現有行業在其技術支持下已發生了前所未有的變化，高科技重構了人們的生產生活方式，為人類帶來很大的便利。文章介紹了人工智能的興起給煤炭行業帶來的影響，在其推動下，煤炭行業向著網絡化、機械化、自動化等方向前進，降低事故發生概率的同時提高了生產效率，加快了行業發展的步伐。

關鍵詞：人工智能;煤炭行業;影響

中圖分類號：TP18? ? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）03-0050-02

Abstract： The arrival of the era of artificial intelligence has brought a great impact on a variety of industries， the existing industry has undergone unprecedented changes with the support of its technology， high-tech reconstructs people's way of production and life， and brings great convenience for human beings. This paper introduces the impact of the rise of artificial intelligence on the coal industry， which promotes the coal industry to move forward in the direction of networking， mechanization and automation， reduces the probability of accidents and improving production efficiency at the same time， and accelerate the pace of the development of the industry.

Keywords： artificial intelligence; coal industry; influence

1 煤炭行業發展現狀

煤炭是工業發展的必備資源之一，隨著經濟的不斷發展，我國對煤炭的需求也與日俱增。而我國對煤炭資源的開發基本上處于一個高投入、低產出、高消耗、低回報的粗放型的發展模式[1]。這種模式往往帶來很多的問題，不利于煤炭行業綠色高效的可持續發展。

1.1 硬件設施落后

隨著科技的發展，煤炭的開采、運輸等逐漸實現了自動化管理，但是整體技術水平依然低于發達國家，尤其一些中小型煤炭企業，技術水平及生產設備更是落后，嚴重影響了煤炭行業的發展。

1.2 安全形勢嚴峻

煤炭行業屬于高危行業，生產中的任何一個環節都存在著各種危險，而我國煤炭行業安全管理制度還有待完善，一些防災措施相對簡陋，安全防護不到位，這些隱形的危險都嚴重威脅了工作人員的生命安全。同時煤炭開采過程中對地面的影響以及采空區可能造成塌陷或遺留煤自燃的問題，都會造成無法估計的社會損失。

1.3 環境污染嚴重

煤炭的開采過程中，可能造成瓦斯的突出和煤塵的擴散，有害氣體一旦泄露，對環境的污染不言而喻，雖然有監測防治措施，但事故還是頻發[2]。

2 人工智能的發展應用

自1956年被首次提出，“人工智能”的發展幾經波折，最終攻克市場，在各個領域發揮著自身的價值。作為一門融合多方面知識的交叉學科，人工智能以其獨特的優勢取得了巨大的成果，智能家居、自動駕駛車、語音服務、人臉識別技術……從方方面面影響和改變著人們的生活[3]。而煤炭行業也在其影響和沖擊下，向前邁進步伐。

3 人工智能在煤炭行業的應用

3.1 儀器儀表性能改進，網絡化全覆蓋

煤炭開采過程中所使用的各種儀器儀表，與人工智能技術相融合，使之功能得到擴展，系統性能和效率隨之提高。將微處理器等微型芯片技術應用到儀器中，設置特定的程序，利用模糊控制技術對機械工程進行精細控制，就能按所需的精確度做出想要的效果。相較于傳統控制技術需要手動輸入各項數據建立清晰的數據模型，新興的模糊控制技術操作下，工作人員只需要確保正確的數據輸入，就能得出準確的調查數據，并且數據誤差一般不會超出提前確定好的合理范圍，對工程控制效果影響較小[4]。同時通過計算機構建一張覆蓋全井的信息網絡，可以快速高效計算各處參數，實時掌握機器運動的狀態。利用網絡連接，實現遠距離精準操控，并可以指揮多個機器共同作用，減輕勞動力也降低了人員發生危險的可能。而利用其收集井下數據建立模型和數據庫，可供其他礦井參考學習和借鑒經驗，為更高效的開采打下基礎。

3.2 推動自動化的實現，提高系統操作精確性

因煤礦開采受多方面因素控制，具有較強的復雜性，研究人員需要堅實的理論基礎和一定的技術能力做支撐，并且因地制宜，靈活變通。而我國當前這方面的高級工程師還比較少，無法滿足行業快速發展的需求。將人工智能與煤炭行業相結合，能夠推動行業工作向機械化、自動化、精密化方向發展，綜合機械化采煤工作面的普及就是很好的例子。而且利用智能系統代替人力勞動，可以降低操作失誤率，節約經濟成本，同時可以很大程度上將過程簡化，提高效率。比如，利用人工智能對系統進行控制，復雜的操作程序被簡化成幾個按鈕，工作人員通過遠程監控設備，就能及時解決各種程序問題，而儀器計算得出數據的準確性與真實性也得到了保障，為后續工作帶來便利[4]。

3.3 智能監測、事故預防診斷一步到位

煤礦生產中通過人工智能的引進能夠實現安全系統和礦井生產的控制監測與診斷。對于實現信息管理數據集成和監測系統，主要是集成技術、軟件工程技術、數據庫等多項技術的綜合應用，能夠通過智能手機和網上報警對生產系統全程監控的分布式預警系統。在井下利用網絡攝像機等設備，建立網絡數字化視頻監測系統，還可以與現有的安全系統形成很好的集成。在原有安全監測的基礎上，進一步完善發展形成集通風在線監測、頂板壓力狀態監測、火災瓦斯等災害監測、電網情況監測、生產監控和信息管理等多個次級系統為一體的煤炭企業綜合監測系統[5]。

3.4 生產方案優化，質量速度齊上升

由于專家系統的作用，煤炭行業的開采方案越來越貼近實際條件，而研究人員也開始專注于將人工智能應用到其中。美俄等發達國家紛紛設計出了自己的專家系統，如可根據實際情況智能選擇最佳截煤方案、可智能選擇最佳爆破方案并優化參數等。我國在這方面也不斷努力，文獻[6]介紹了煤炭供電管理監測的專家系統，該系統的構建對保障煤礦生產的安全具有非常重要的意義。楊夢[7]等人研究了基于專家系統的煤礦事故現場處置方案自動生成系統，系統整合了應急預案、安全規章制度、領域專家和事故案例的救援方法及經驗，發生事故時可根據現場信息及時提出處理方案，并提供最相似的歷史事故案例作為經驗支持。

4 展望與挑戰

現階段我國科技水平不斷上升，但仍處于弱人工智能時代[3]。人工智能的加入給煤炭行業帶來了新的活力，加速行業的進步的步伐，但同時也面臨著很多的挑戰。首先，我國人工智能起步較晚，深層次模型和方法的成果與發達國家相比還有很大的差距;其次，圖形處理器和集成電路等方面的高新技術還是被歐美國家壟斷，眾所周知的美國波士頓動力實驗室，在智能感知與智能行為的融合方面遙遙領先;另外，高水平人員的缺失也是一大瓶頸，人工智能本是與計算機相關的學科，想要與煤炭行業更好的融合就需要其同時掌握礦井方面的相關知識，這無疑對技術人員提出了更高的要求[8]。我國已將人工智能的發展上升為國家戰略，所以下一步政府一定會投入更多的人力物力推動其發展，而煤炭行業也要結合自身特點，抓住機會完成轉型，提高煤炭產業的安全性與高效性，實現可持續發展。

參考文獻：

[1]左毅，陳勇.人工智能在煤礦安全生產中的運用[J].煤炭技術，2014（02）：97-99.

[2]孫啟民.淺析煤炭產業發展的現狀及未來趨勢[J].內蒙古煤炭經濟，2017（9）：17.

[3]王嫄，解文霞，孔德莉，等.論人工智能技術應用研究現狀和發展前景[J].科技與創新，2019（20）：18-21.

[4]沈舒男.人工智能在工程行業的應用[J].電子技術與軟件工程，2019（05）：240.

[5]王富榮.現代煤礦生產中計算機智能監控網絡的應用[J].煤炭技術，2013（01）：15-17.

[6]原慶和.淺論煤礦供電系統監測專家系統的構建[J].內蒙古煤炭經濟，2016（17）：1-2.

[7]楊夢，周恩波.基于專家系統的煤礦事故現場處置方案自動生成系統研究[J].煤炭工程，2019（11）：138-142.

[8]李世鵬.人工智能的發展現狀和趨勢[J].視聽界，2019（5）;5-9.