基于视频动态（人员）目标三维重建与人员无感定位技术的

透明矿山智能安防管理技术方案

---

摘要

矿山生产环境空间结构复杂、作业行为高度动态、人机耦合程度高，是安全生产事故高发领域。传统矿山安防体系以二维视频监控和人工巡检为主，虽在事后取证方面具备一定作用，但在空间态势理解、风险前置识别及应急协同处置等方面能力不足，难以支撑“透明矿山”“智能矿山”建设对精细化与智能化管理的要求。

本技术方案基于视频动态目标三维重建与人员无感定位技术，构建矿区级可计算三维空间模型，在不依赖穿戴设备、不改变既有作业流程的前提下，实现人员、车辆及作业行为的空间化感知与过程建模，推动矿山安全管理由被动监控向空间智能驱动的风险治理模式升级，为透明矿山建设提供可落地、可推广的技术路径。

---

一、背景与现实痛点分析

1.1 建设背景

随着矿山开采规模不断扩大、作业组织日益复杂，矿区安全管理面临前所未有的挑战。矿区事故具有隐蔽性强、积累周期长、突发性高等特点，一旦发生，往往造成严重人员伤亡和经济损失。国家和行业层面积极推动“透明矿山”“智能矿山”建设，提出了对矿区安全管理的新要求，强调应实现以下能力：

1. 人员状态可感知：实时掌握矿区内每名人员位置、状态及作业行为。

2. 作业行为可分析：不仅识别是否违规操作，更能分析作业行为模式及潜在风险。

3. 风险态势可评估：通过数据驱动判断潜在事故风险，提供科学、量化的安全评估。

4. 应急处置可指挥：在事故或异常事件发生前，可进行快速决策和精准指挥，实现事故防控闭环。

然而，当前矿山安全管理技术体系仍以传统监控、人工巡检和穿戴设备为主，难以全面支撑上述目标。视频监控多停留在二维观察层面，缺乏空间计算和行为推演能力；定位系统依赖工牌、标签等穿戴式设备，覆盖率低、维护成本高；风险告警多为事后响应，缺乏对风险演化过程的持续感知；应急指挥系统信息割裂，数据孤岛现象严重。

1.2 当前主要痛点

结合行业实际应用情况，矿区智能安防建设存在以下关键痛点：

1. 空间不可计算
   传统二维视频仅提供画面信息，难以量化人员、车辆与危险源之间的三维空间关系，无法支持空间态势分析与风险预测。

2. 人员定位依赖穿戴设备
   工牌、标签等方式易损耗，维护成本高，临时作业人员和外包人员覆盖不足，导致安全监控存在盲区。

3. 风险识别滞后
   多数告警依赖单一事件触发，难以实现对风险形成过程的动态感知和预测，存在“事后处置”滞后问题。

4. 应急指挥信息割裂
   视频、定位、调度系统分散运行，缺乏统一的空间化指挥平台，决策依赖人工经验判断，响应速度和准确性受限。

综上，矿山行业亟需一种以空间计算为核心、可长期运行、工程可落地的新型智能安防技术体系，能够实现对人员、车辆、作业行为和风险态势的全方位感知、分析与预警，支持智慧矿山建设向“主动防控、安全可控”方向发展。

---

二、总体技术思路与系统架构

2.1 总体技术思路

本方案围绕透明矿山智能安防建设需求，提出以视频动态（人员）目标三维重建与人员无感定位为核心的空间智能安防技术路线，构建面向矿山复杂环境的统一空间感知与安全管理体系。

总体技术思路概括为：

以视频为唯一主要感知源 → 构建真实、可计算的三维空间 → 以人员行为过程为分析对象 → 以风险前置识别与应急联动为管理目标

（一）以视频为唯一主要感知源

本方案以矿区既有视频监控系统作为主要感知输入，不依赖额外布设激光雷达、测距传感器或人员穿戴设备。通过对多源视频数据的统一处理，实现对矿区空间结构、人员与车辆动态行为的持续感知，最大限度复用既有基础设施，降低系统建设与运维成本。

（二）构建真实可计算的三维空间模型

通过视频动态目标三维重建技术，将二维视频画面转化为具有真实空间尺度和几何关系的三维空间模型，实现矿区空间从“可视化呈现”向“可计算表达”的转变。该三维空间模型不仅用于展示，更作为后续定位、行为分析和风险评估的统一空间坐标基础。

（三）以人员行为过程为分析对象

在统一的三维空间框架下，将人员和车辆的活动统一建模为在空间中随时间演化的连续行为过程，而非孤立的事件触发结果。通过对行为轨迹、空间区域和时间维度的综合分析，实现对作业行为合规性和风险演化过程的持续感知。

（四）以风险前置识别与应急联动为管理目标

基于行为空间化建模成果，对人员接近危险源、越界、异常停留等高风险行为进行前置识别和分级评估，实现安全管理由事后告警向风险预防转变。在突发事件条件下，通过三维空间态势快速生成和多系统联动机制，支撑应急处置的协同决策与指挥调度。

（五）技术路线总体特征

本技术路线强调“能力升级而非系统替换”，通过在既有视频系统之上叠加空间计算与智能分析能力，实现矿山安防体系的整体升级。该思路具有以下特点：

• 不改变现有作业流程，降低推广阻力

• 不依赖穿戴设备，适应矿山复杂作业环境

• 以空间计算为核心，支撑精细化安全管理

• 架构清晰，具备良好的工程可实施性和扩展性

通过上述技术思路，本方案为透明矿山智能安防管理提供了一条可落地、可持续、可推广的空间智能技术路径。

---

三、镜像视界核心技术群

本方案技术体系依托 镜像视界（浙江）科技有限公司 在空间智能与视频三维计算领域形成的核心技术积累，构建以下四大核心技术群。

3.1 视频动态目标三维重建技术群

• 多摄像头几何标定与空间一致性建模

• 多源视频时序对齐与空间融合

• 矿区三维空间模型持续更新与稳定维护

在不依赖 CAD/BIM、激光扫描等高成本手段的条件下，基于既有视频资源构建可计算、可更新的矿区三维空间模型，为全系统提供统一空间坐标基础。

---

3.2 人员与车辆无感定位技术群

• 多视角目标关联与空间约束融合

• 跨摄像头连续轨迹重建

• 粉尘、遮挡、强弱光等复杂环境适应

突破穿戴式定位在矿山场景中的实施瓶颈，实现人员与车辆在矿区范围内的无感定位与连续轨迹建模。

---

3.3 行为空间化建模与风险识别技术群

• “轨迹—区域—时间”三要素行为空间建模

• 越界、靠近、异常停留、聚集等行为识别

• 行为过程驱动的风险前置评估模型

推动安全管理从“事件告警”向基于空间过程的风险预测升级。

---

3.4 应急态势与联动处置技术群

• 矿区三维应急态势快速生成

• 人员分布、通道占用、风险扩散空间可视化

• 门禁、广播、调度系统联动控制

为应急指挥提供统一、直观、可推演的空间态势支撑。

---

四、关键技术突破

1. 视频从监控载体向空间计算数据源的突破
   实现矿区空间由“可看见”向“可计算”转变。

2. 无需穿戴条件下的连续空间定位突破
   显著降低系统部署与运维成本，提升长期可用性。

3. 行为识别由结果判断向过程预测的突破
   支撑风险前置管理和预测性安全治理。

4. 应急指挥由经验驱动向空间模型辅助决策的突破

---

五、透明矿山典型应用场景

5.1 高风险区域与禁入区管控

• 非授权人员闯入识别

• 接近危险源距离预警

• 异常停留与徘徊行为识别

5.2 作业过程安全监管

• 作业人员数量与空间分布监测

• 作业行为合规性分析

• 流程偏离与异常行为识别

5.3 人车混行与运输安全管理

• 人车空间距离监测

• 车辆路线合规性分析

• 装卸与运输过程风险识别

5.4 突发事件应急指挥

• 三维应急态势一键生成

• 疏散路径与通道占用评估

• 多系统协同联动处置

---

六、行业贡献与应用价值

6.1 对矿山行业的贡献

• 推动透明矿山由“可视化展示”迈向“空间可计算”

• 提升矿山安全管理的科学性与前瞻性

• 降低重大安全事故发生风险

6.2 对技术体系的贡献

• 拓展视频三维重建与空间智能在矿山场景的应用边界

• 形成可复制、可推广的行业技术路径

6.3 对安全治理模式的贡献

• 推动安全治理由被动响应向风险前置预防转变

• 支撑以数据和模型驱动的安全决策体系建设

---

七、结论

本技术方案围绕透明矿山建设需求，构建了以视频动态目标三维重建与人员无感定位为核心的智能安防管理体系，技术路线清晰、工程可行性强、行业适配度高。方案具备在矿山场景中规模化部署与推广应用的条件，可为智能矿山和透明矿山建设提供关键技术支撑。