海康威视融合光谱煤质快检技术

10月24日，“AI智测·炭索未来”融合光谱煤质快速检测技术发布会在北京举行，国家能源集团与海康威视联合研发的“融合光谱煤质快速检测技术”正式发布。该技术是自煤炭大规模工业应用以来的重大突破，标志着我国煤炭数质量管控领域迈入全新的人工智能时代，构建起高效、透明的在线检测模式，并在煤炭生产、电力、运输、化工等全产业链成功示范应用，推动解决长期制约煤炭产业链供应链绿色安全发展的痛点问题。

历时3年

联合攻克煤质检测技术难题

煤炭是国家能源的基石，2023年我国原煤生产和进口煤量共计51.84亿吨，全国规模以上煤炭企业营收达3.5万亿元。煤炭质量数据是煤炭生产、销售结算、利用的关键基础数据。长久以来，依赖化学手段的传统煤质检测技术，存在效率低、风险大、成本高等痛点问题，严重制约了煤炭清洁高效利用。  

为纾解行业之困，2021年起，国家能源集团与海康威视开启联合创新之路，充分发挥双方在技术、产业、人才等领域的优势，逐步确定了融合光谱煤质快速检测的技术路线，通过多维感知、双模态神经网络算法、AI模型等一系列自主核心技术，实现了大批量煤样的实时、在线、无损检测，为煤炭质量检测带来重大技术突破。

该技术可在线检测6毫米煤样的发热量、全硫、灰分、全水等指标，仅需2分钟即可获取采样煤炭的检测结果，相较于传统至少8小时的检测周期，实现实时煤质信息的精准获取；样品代表性指数级增强，单列车的检测煤量可达1吨以上，是传统1克煤样检测量的百万倍，样品代表性和检测效率大幅提升；全程实现自动无人干预，改变了传统采样、制样、化验的复杂流程，构建起了高效、透明的在线检测模式。

三大关键突破

煤质管控走向“全、真、准、快、透”

发布会上，进行了融合光谱煤质快检技术发布及“煤炭数质量管控平台”展示，重磅发布了煤质快检AI模型、融合光谱煤质快检核心装置等系列创新成果。融合煤质快检技术形成了核心装置高稳定性、高一致性， AI 模型高准确性、高泛化性四项优势， 助推实现煤炭质量“全景、真实、准确、快速、透明”的管控目标。

“融合光谱煤质快速检测技术” 能实现准确、可靠运行，其中关键的三大要素是感知、算法和数据。

多维感知技术：煤质快检技术的第一大核心技术。创新性利用近红外光谱技术结合X射线荧光光谱技术，实现煤炭成分信息的全面感知，可对煤炭的发热量、全硫、灰分、全水等指标反应的光谱信号及相关信息进行全面、准确探测，有效解决统煤质快检技术检测效率低、精度差的问题。

基于人工智能的多模态信号处理技术： 针对近红外光谱与 X 射线荧光光谱两种不同物理信号所带来的不同成分特征数据，开发双模态神经网络融合算法、多模态光谱校正算法，可准确、有效提取两种光谱信号中与煤质成分相关的特征，并进一步将其转换为准确的煤质成分信息，实现在不同环境、不同设备状态、不同煤流特性下，对煤样数据的准确检测。

高质量数据集：煤炭种类丰富、成分复杂，既有不同地质年代，也有不同煤炭种类，还有不同应用场景下的混配方式。如何利用同一个模型实现全煤种的准确检测，是横亘在煤质快检技术面前的一道难题。

国家能源集团与海康威视，组织上千人的煤质快检专项攻关团队，开发了一套高质量数据采集体系，逐步形成一个超10万组、涵盖398个煤种的高质量融合光谱数据集，实现了对300多万条历史煤种范围99%以上的覆盖。

通过持续的模型开发与数据扩充，国家能源集团与海康威视搭建了煤质快检AI模型，实现检测精度突破，对国内外上百种煤种的检测通过率都保持在95%以上，检测精度达到传统化学方法水平，累计平均偏差趋于零。

全产业链示范应用

助推能源产业高质量发展

这项可贯穿应用煤炭、电力、化工、运输等全产业链的技术，将为煤炭产业链供应链带来巨大产业价值，如大幅缩短结算周期、提升配煤精准度、增强入炉掺配的灵活性，以及提高港口生产的自动化效率。该技术已在国家能源集团四大产煤区、港口、销售、电厂、化工产业共9家单位示范应用，历经高低温、粉尘、震动以及高湿度、电磁干扰等各种严苛环境条件，均稳定运行。2024年至今，检测煤量超4亿吨。

经过三年来的不懈努力，融合光谱煤质快检技术催生的新质生产力已初显成效。国家能源集团以煤质快检技术和数据平台已实现对各外部用户单位超1000万吨的快速结算，其中胜利能源对华能、大唐、京能、蒙能、华润等所有内外部客户累计结算172天，结算煤量900余万吨，累计偏差仅13大卡；在宁夏煤业煤制油项目中，通过该技术实时指导配煤比例，配煤灰分合格率从81%提升至近100%，每年减少5台炉大修，检修工作量降低10%；黄骅港务三期卸车采样间通过该技术，每年可节省成本上千万元；国家能源集团河北公司定州电厂通过实时输出检测的结果，不仅入炉掺配更合理灵活，节约厂用电方面也效果显著。

下一步，国家能源集团将联手海康威视，加速煤质快检技术的谱系化、产品系列化、应用规模化、管控体系化发展，加快推动煤质快检技术创新“成果”转化为能源产业高质量发展“结果”。未来，煤质快检技术将进一步促进煤化学和人工智能计量学等基础科学研究，革新煤炭贸易结算方式，支持全国统一煤炭大市场的建设，并在推动全产业链的煤炭清洁高效利用、服务能源产业的碳足迹管理以及“双控”转型中，持续发挥其新质生产力的作用。