От трудоемкой пешей геодезической съемки и проверки измерений, основанной на опыте персонала, до автономного взлета беспилотников и автоматического моделирования с помощью ИИ — компания China Energy Shengli Energy Co., Ltd. (далее «Shengli Energy») проводит глубокую трансформацию своего угольного разреза в направлении «безлюдных» технологий. В основе этой трансформации лежит первая в стране специализированная интегрированная программно-аппаратная платформа для необслуживаемых горных работ, известная как «страж безопасности открытых горных работ» — комплексная платформа «Чжи Цэ Ань Сюнь».

Для решения общих отраслевых проблем, таких как обширная площадь угольных разрезов, длительный цикл проверки измерений, серьезная зависимость передачи данных от персонала и высокая аварийность, компания Shengli Energy, сделав строительство интеллектуальной шахты важным направлением, преодолела территориальные ограничения традиционного оборудования и разрозненность данных, успешно самостоятельно разработала и внедрила в практическую эксплуатацию эту первую в стране полностью автоматизированную интеллектуальную систему, охватывающую весь процесс.

По сравнению с подземными шахтами, угольные разрезы обширны и имеют крутые откосы. Традиционным геодезистам даже в ветреную погоду приходится спускаться на дно карьера, и на долю несчастных случаев при этом приходится более 25% всех происшествий на открытых горных работах. Для решения этой проблемы платформа «Чжи Цэ Ань Сюнь» инновационно построила всеобъемлющую сенсорную сеть с взаимодействием «воздух-земля-облако». Используя интегрированную платформу управления, объединяющую данные с беспилотников, мобильных систем и стационарных пунктов наблюдения, она совершила впечатляющий переход от традиционного подхода, основанного на опыте, к подходу, основанному на совместном использовании многомерных больших данных. Ключевые научно-технические инновации включают в себя возможности совместного мультисенсорного восприятия, взаимодействия в реальном времени, автономного анализа и превентивного оповещения, что позволяет совершить значительный прорыв в предотвращении угроз безопасности горного производства на начальном этапе.

Полностью автоматизированный процесс на основе триединства «воздух-земля-облако»

Изюминка первая: Автономная съемка с беспилотников — перемещение геодезиста со дна карьера в командный центр

Платформа «Чжи Цэ Ань Сюнь» с помощью беспилотников, оснащенных лидарами, выполняет сканирование с сантиметровой точностью, проводит высокоточную аэрофотосъемку и трехмерное моделирование горных выработок, «перенося» шахту на экран компьютера. Платформа обладает возможностями автономной геодезической съемки, автоматического 3D-моделирования реальной местности, интеллектуального анализа ИИ и работы с пространственно-временными большими данными. На этой основе создана система, включающая центр автономных геодезических работ, центр пространственных данных, центр интеллектуальных вычислений ИИ и центр комплексных приложений, обеспечивающая полный цикл высокоточного интеллектуального восприятия сцены угольного разреза. Технология динамического моделирования на основе данных облака точек лидара в настоящее время позволяет обновлять модели уступов в радиусе нескольких сотен метров каждые 20 минут, увеличивая эффективность более чем на 500%, что значительно превосходит традиционную ручную съемку.

Изюминка вторая: Интеллектуальный анализ ИИ — автоматический «расчет» с сантиметровой точностью

Платформа использует огромные массивы ортофотопланов с беспилотников и трехмерных данных облака точек для создания полностью автоматической системы расчета объемов вскрыши и добычи, расстояния транспортировки и высоты подъема. В ней впервые внедрены многочисленные алгоритмы интеллектуального анализа, такие как проверка качества дорожного строительства с помощью ИИ, идентификация оползневых трещин, динамический мониторинг экологического восстановления и идентификация оседаний. Традиционная проверка измерений часто требовала десятков инженеров для проведения ручных измерений на месте, что было не только неэффективно, но и сопряжено с большим риском для жизни и здоровья; теперь же достаточно одного нажатия кнопки, чтобы всего за несколько минут точно рассчитать объемы угля на складе и объемы вскрышных/добычных работ по всему карьеру с погрешностью, контролируемой на сантиметровом уровне.

Изюминка третья: Совместное мультисенсорное восприятие — всеобъемлющее покрытие по принципу «воздух-земля-космос»

Платформа представляет собой не отдельное устройство, а многомерную взаимосвязанную систему, построенную на базе беспилотников, наземных мобильных инспекционных систем, радаров для мониторинга устойчивости бортов и геологических датчиков. Через единую пространственно-временную базу данных системы реализуют полный замкнутый цикл контроля: «воздушное патрулирование — предварительное оповещение о подозрительных объектах, наземный робот — точечная проверка, системная платформа — интеллектуальное заключение ИИ». Эта технологическая система, по мнению отраслевых экспертов, впервые позволяет достичь по-настоящему малолюдной, интеллектуальной геодезической съемки и контроля безопасности в сложных условиях крупных открытых горных разработок в северных холодных и высокогорных районах. Платформа включена в число ключевых научно-технических проектов China Energy Investment Corporation на 2026 год и является пионером в отрасли по таким направлениям, как взаимодействие оборудования и систем, реконструкция трехмерных цифровых двойников и практическое применение алгоритмов ИИ.

Повышение уровня цифровизации шахт и возможностей контроля безопасности

Внедрение в эксплуатацию комплексной платформы «Чжи Цэ Ань Сюнь» в конечном итоге позволило осуществить фундаментальный переход контроля безопасности на угольных разрезах от «пассивной защиты и эмпирических суждений» к «активному предупреждению и интеллектуальному принятию решений».

С точки зрения экономической выгоды, данная технология напрямую сокращает цикл геодезических и картографических работ более чем на 80%, значительно высвобождая кадровый потенциал. Это позволяет сотрудникам, долгое время занятым высокоинтенсивными полевыми работами, переключиться на анализ данных и интеллектуальное принятие решений, значительно снижая трудоемкость работы линейного персонала. Общая операционная эффективность горного предприятия повышается как минимум на 30%.

В аспекте безопасности производства, благодаря заблаговременному прогнозированию таких рисков, как смещение откосов и геологические обрушения, интеллектуальный анализ ИИ заменяет ручные полевые обследования в зонах повышенного риска, что не только снижает частоту несчастных случаев, но и выстраивает надежную линию обороны для контроля безопасности интеллектуальной шахты. Создание единой пространственно-временной базы данных платформы обеспечило интеграцию и взаимодействие разнородных данных, полностью разрушив существовавшие ранее «барьеры данных» между различными специализированными подразделениями шахты.

В настоящее время Shengli Energy использует эту платформу в качестве основы для создания демонстрационной зоны сверхбольшой интеллектуальной шахты. Ее технологическая система «наблюдение с неба, проверка на земле, управление через сеть» обладает огромным потенциалом для распространения в холодных и высокогорных горных районах Китая. В будущем ожидается дальнейшая глубокая интеграция этой технологии с обучением больших моделей и граничными вычислениями, что позволит инспекционным роботам перейти от «видения» поверхностных аномалий к «пониманию» признаков опасности, обеспечивая трехмерную, круглосуточную и полную цикличную автономную инспекцию.