螺栓还没松动,警报就先响了!“云边端”协同智能抗违章保护在王家岭煤业稳定运行逾一年

螺栓还没松动,警报就先响了!

“云边端”协同智能抗违章保护在王家岭煤业稳定运行逾一年

【摘要】不是等违章发生了再报警,而是让违章“想违也违不成”——这套系统做到了。

“研发推广‘云边端’协同新一代智能安控系统。”

9月4日,中国工程院院士王国法在2026年太原能源低碳发展论坛上明确提出这一建议。

其实,这一技术路线早已有了稳定运行的落地样本——

在晋能控股集团山西王家岭煤业有限公司,由山西全安新技术开发有限公司研制生产的智能抗违章保护多平台监控系统,自2025年7月投运以来已稳定运行逾一年,今年6月通过矿方正式验收(验收单编号:№20260602),各项功能表现良好。

图1  全球首套抗违章虹膜锁系统试验成功

一次违章带电作业,就可能酿成一场瓦斯爆炸

煤矿井下,为什么要对一个“开盖”动作严防死守?

因为据统计,约一半的瓦斯爆炸事故与违章带电作业直接相关。

井下电气设备接线腔(盒)盖板长期采用普通螺栓连接,一把扳手就能打开。擅自开盖、违章带电作业屡禁难绝,由此引发的失爆和人身事故难以计数。

《煤矿安全规程》和国标GB/T 3836.1—2021都有硬性要求。但靠人盯人,盯得住吗?

有人说:装视频啊!国家矿山安全监察局也要求“无视频不作业”。

可井下通信资源本就有限,安全监控等系统按规定还必须占用专用信道,留给视频等业务的带宽十分紧张——高清视频一旦大规模铺开,网络拥堵、传输时延在所难免。

抗违章系统换了个思路——“把数据变逻辑”:将人体动作、电气参数等复杂变量转化为逻辑变量传送和控制,从源头绕开视频通道瓶颈,“少占道、快反应”。

同样叫“云边端”,路线大不同

现在煤矿智能化圈流行的“云边端”,大多是这个套路:

井下摄像头拍视频 → 边缘或云端AI识别 → 发现违章 → 下发处置。

这条路依赖算力、带宽和模型训练,还受井下光照、粉尘、遮挡影响,“看到”和“处置”之间有时延。

而王家岭这套抗违章系统,走的是另一条云边端路线:

感知对象:不看海量视频,只盯人体动作、电气参数等关键信号

传输内容:不传视频流,只传逻辑变量,占信道极少

决策方式:规则判断+逻辑控制,不需要AI训练、不依赖算力

处置时效:超前感知、毫秒级就地闭锁

管控性质:不是“发现违章”,而是“让违章不能发生”

环境影响:传感器直接感知,粉尘黑暗都不怕

一句话:视频AI解决的是“看得见、管得住”,抗违章追求的是“违不成、出不了事”。

图2  5G/4G/WiFi6智能远方漏电试验装置

螺栓没动,警报凭啥先响?

这是抗违章系统最根本的特征,也是国务院特贴专家、山西全安首席科学家郭春平发明的抗违章技术所独有的“超前感知”能力——

接线腔盖板紧固螺栓尚未松动、设备远远没有失爆,系统就已经捕捉到违章苗头,发出声光报警。

听起来不可思议,原理其实很直白:

违章开盖是个连续动作。作业人员得先接近设备、触碰盖板或螺栓、开始操作——这些“违章前置动作”,会被智能开盖传感器实时感知、转化为逻辑信号。

也就是说,系统感知的不是“盖子开了没有”这个结果,而是“有人正在试图开盖”这个开端。

正因如此,它才能抢在危害发生之前,发出“严禁带电作业、停电、测瓦斯浓度、验电、放电”的警示,并同步启动闭锁。

超前于事故、超前于失爆——这正是抗违章技术与传统事后监测的本质区别。

图3  5G/4G/WiFi6智能抗违章保护技术系统

云、边、端三层,各守其位

「端」——感知触角

智能开盖传感器+有电闭锁抗违章传感器,装在总高开、分高开、馈电开关、干变、照明综保等关键设备上,在违章红线前精准识别危险动作。

「边」——就地闭锁

井下监控分站(边缘计算器)就地整合信号、毫秒级执行:停电后开盖,上级开关自动闭锁,误按送电按钮也送不出电;没停电,谁都打不开盖。

「云」——全局监控

数据经环网实时上传地面调度中心,全天候监测盖板开合,区分违章与遵章,自动留痕;连上外网,手机APP随时风险预警。

再加上矿用开关两防锁和螺旋喇叭嘴防松锁,防擅自送电、防擅自开盖、防喇叭嘴松动;25种锁芯锁钥配1种万能钥匙,管理有序、责任可究。

“想违章违不成,即使违章也造不成事故”

有电时,盖板强制闭锁,任何工具都打不开;停电后开盖,上级电源自动闭锁,杜绝误送电。

“有电闭锁”+“停电开盖闭锁”双重闭环,把安全管理从“被动等故障”变成“主动防风险”。

一年多的稳定运行,就是最好证明。

编后语

这套系统不靠AI训练、不依赖大算力,用规则判断和逻辑控制实现可靠管控,维护简便(已申请中美数十国专利并已获9国专利权);同时云边端架构又为未来接入智能分析、风险预测预留了空间。

王国法院士倡导的“云边端”协同安控,在王家岭煤业,已经从理念变成了每一天的安全守护。

(来源:《抗违章研究》公众号;技术支撑:山西全安新技术开发有限公司)

图4  《抗违章技术理论与应用》(郭春平著 王国法院士序)

郭春平简介

郭春平,是享受国务院特殊津贴的安全专家,拥有电气正高级工程师职称,同时获得北京大学国家发展研究院高级工商管理硕士学位。他在多个重要社会职务上积极发挥作用,担任第十一、十二届全国工商联执委,第十一、十二届山西省政协委员,还担任全国工商联科技装备商会副会长、山西省总商会荣誉会长等多个重要职位,是山西省委联系的高级专家、山西省智库专家以及山西省新兴产业领军人物,同时也是中国发明协会会员、山西全安新技术开发有限公司董事长。

在科技创新领域,郭春平成果丰硕。他发明并带领团队研发了“违章行为识别AI技术系统”“抗违章传感器”等66项专利技术产品,其中15种产品获得“矿用产品安全标志”及“防爆合格证”认证。其提炼的抗违章技术要求被国际标准IEC 60079-0、国标GB 3836.1以及《煤矿安全规程》采纳,并作为第一起草人首创12部《矿用开关两防锁》行业(安标)标准。作为唯一(或第一)发明人,他已获81项专利权,其中6项在30多个国家(或地区)获得专利权且均为PCT专利,在煤矿电气领域取得了突破性的国际专利成就。此外,他还拥有49项商标权及著作权。

郭春平不仅专注于发明创造,还在理论研究上颇有建树。其独著的《抗违章技术理论与应用》(基于中、美等30国专利及国际标准)被牛津及国家图书馆等48家图书馆收藏,创立了抗违章理论体系,提出的“想违章违不成,即使违章也造不成事故”等理念和理论被收入百度百科;在国家级刊物发表多篇专业论文。他创办的发明创造型高新技术企业,承担并完成国家重点研发计划等数十个科技项目,首创并应用“骏马拉小车”理论,将山西全安公司打造成“抗违章保护技术”世界单项冠军,转化智能抗违章保护技术成果,为安全生产做出了重大贡献,经原山西煤监局认定,至少减少20余人死亡。

在国企工作期间,郭春平同样成绩斐然。29岁时,他在柳湾煤矿被破格任命为二号井机电主任,首创并应用《运势控制法》《综采设备FM六步循环法》,成功实现汾西矿务局历史上首次综合机械化采煤和掘进,并创下综采队年产百万吨纪录;后任柳湾煤矿科技科长,应用《企业全面科技管理》理论,组织完成130余项技术改进项目。

凭借卓越的贡献,郭春平荣获山西省专利一等奖等10项省部级科技奖励,被授予省劳动模范称号,三次荣获“山西省中国特色社会主义建设者”称号。