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Ultralytics YOLO11 如何帮助石油和天然气行业

Abirami Vina

5 分钟阅读

2025 年 5 月 14 日

了解Ultralytics YOLO11 等模型如何为石油和天然气领域的计算机视觉提供支持,从而实现实时监控并加速数据驱动型决策。

我们今天使用的大部分能源仍然来自石油和天然气。它为我们的汽车提供燃料,为我们的家庭供电,并保持工业的运转。在这种稳定的能源供应背后是一个复杂的操作网络,需要不断监控以保持安全和高效。

例如,有些管道横跨偏远地区,大型工业工厂日夜运转。传统上,对这些运营的监控依赖于人工检查。虽然这种方法已经使用了多年,但它速度慢、劳动强度大,并且可能会错过问题的早期迹象。

这也正是人工智能,尤其是计算机视觉,现在被集成到这些流程中的原因。计算机视觉是人工智能的一个分支,它使机器自动分析图像和视频成为可能,有助于尽早detect 问题,减少人工操作,提高整体可靠性。它在石油和天然气等环境中尤其有用,在这些环境中,快速、准确的决策可以防止停机并提高安全性。

计算机视觉模型,如 Ultralytics YOLO11等计算机视觉模型使之成为可能。YOLO11 支持对象检测、实例分割和姿势估计 等任务,这些都是识别设备、检测泄漏、监控安全条件和跟踪现场活动的关键功能。

图 1.使用YOLO11 detect 烟雾的示例。

在本文中,我们将探讨YOLO11 如何帮助石油和天然气行业将可视化数据转化为更快速的决策、更安全的操作和更高效的监控。

石油和天然气行业对计算机视觉的需求

长期以来,石油和天然气站点一直依赖检查员在地面上巡视,检查仪表,查看录像,并确保一切运行正常。这是一个建立在例行程序和经验之上的系统。

然而,如今,场地更大、更繁忙,而且通常更偏远。 检查团队需要覆盖更多的区域,而且通常资源更少。 过去需要几个小时的检查现在可能需要几天时间,即使这样,也很容易错过可能变成更大问题的微小问题。

最重要的是,石油和天然气站点现在收集的视觉数据比以前多得多。随着无人机、摄像头和传感器持续运行,越来越多的未开发信息可以借助计算机视觉进行分析和利用。

图 2. 石油和天然气行业对计算机视觉的需求。图片由作者提供。

计算机视觉如何应用于石油和天然气工作流程?

石油和天然气行业涉及几个关键流程,例如钻井、管道监测、设备维护和安全检查。借助计算机视觉,许多这些任务都可以自动化。例如,目标检测 是一项计算机视觉任务,可自动识别和定位图像或视频中的特定对象。

YOLO11 支持物体检测等任务,并可进行自定义训练,以detect 特定物体。例如,一个监控现场重型机械状况的系统。可以对YOLO11 进行培训,使其能够实时识别和track 泵、阀门或涡轮机等设备。 

为此,第一步是使用无人机、固定监控摄像头或手持设备等来源从工作场所收集图像或视频数据。然后对这些图像进行标记,以便突出显示并相应地标记图像中每个可见的阀门、泵或涡轮机。 

然后,这个标注过的数据集将用于训练YOLO11 ,使其能够了解每种类型设备的外观。如果目标是detect 潜在问题的迹象,如异常移动、明显损坏或过热迹象,数据集还应包括这些情况的标注示例。

经过训练后,该模型可以帮助监控机械设备。这使操作员能够快速响应,从而有助于防止意外故障、减少停机时间并提高整体维护效率。

YOLO11 在石油和天然气行业的应用

既然我们已经对计算机视觉如何应用于石油和天然气领域有了更深入的了解,那么让我们来仔细看看YOLO11 在现实世界中可以发挥关键作用的一些应用。

利用人工智能和YOLO11自动检测泄漏YOLO11

如果未及早发现,石油泄漏和溢出会导致严重问题。即使是很小的泄漏也会损坏设备,给工人带来安全风险,或对环境造成危害。这些问题通常始于细微的迹象,例如管道附近的液体积聚或淡淡的雾气,这些迹象很容易被忽略,尤其是在大型或偏远的设施中。

YOLO11 可以介入并帮助分析现场摄像机的视频流,实时发现问题的早期迹象。它可用于detect 地面上的石油扩散和阀门附近的液体聚集。

当检测到异常情况时,YOLO11 可以使用边界框突出显示视频中的确切位置,使团队能够快速评估和响应。通过提供实时见解,它可以降低损坏风险,支持更安全、更高效的运营,而无需完全依赖人工检查。

利用YOLO11进行管道腐蚀检测

腐蚀是石油和天然气场所中管道、储罐和其他金属结构上缓慢出现的问题。当金属暴露于湿气、化学物质或变化的天气时,就会发生腐蚀,逐渐磨损表面。如果未及早发现,腐蚀会导致泄漏、设备故障、安全风险和昂贵的维修。

通常,在金属表面发现诸如锈蚀、点蚀或变色等腐蚀早期迹象,需要派遣工人去检查设备,而这些设备通常分布在广阔或难以到达的区域。这可能非常耗时,而且有时,损坏的早期迹象并不容易被发现。

图 3. 石油和天然气管道上发生的不同类型的腐蚀。 

YOLO11的实例分割功能可以更容易地发现和了解腐蚀问题。实例分割功能可用于勾勒出每个腐蚀点的确切形状和位置(即使有几个腐蚀点紧挨在一起),而不是仅仅在一个大致区域周围画一个方框。有了这种详细程度,维护团队就能更快地做出反应,专注于正确的区域,避免出现更大的问题。

由YOLO11驱动的智能钻井现场监控

钻井现场是人员和重型机械密切配合的活跃、高压环境。钻机、挖掘机、泵车和油罐车等设备不断在区域内移动,而且往往时间紧迫,需要共用空间。同时发生这么多事情,要手动track 所有情况并确保作业安全有序是非常困难的。

然而,由于YOLO11支持对象跟踪(一种跟踪特定对象在视频帧中移动的计算机视觉任务),实时监控设备和人员变得更加简单。YOLO11 可以detect 现场不同类型的设备,并track 每台机器在任何特定时刻的位置。 

图 4.使用YOLO11 detect 重型机械附近的工人。

通过这种方式,它可以发现位置不对的车辆,detect 共享或限制区域内的工人,甚至可以识别液体泄漏或通道堵塞等问题的早期迹象。通过提供清晰、实时的现场活动视图,YOLO11 可以帮助团队提前发现潜在问题。它能及早发现风险,从而支持更安全的操作,并通过更轻松地规划任务、避免减速和保持整个现场平稳运行来提高协调性。

在石油和天然气应用中使用YOLO11 的优势

与人工检测相比,由YOLO11 支持的系统提供了一种更快、更可靠的方式来管理石油和天然气作业中的视觉监控。以下是在石油和天然气作业中使用YOLO11 的一些主要优势,在这些作业中,实时感知、安全和效率是成功的关键:

  • 环境合规性支持:监控火炬燃烧行为、排放和泄漏有助于团队与环境法规保持一致,并避免代价高昂的违规行为。
  • 24/7 监控能力:与人工检查不同,Vision AI 解决方案可以持续运行,即使在夜间、周末或人员不足的轮班期间也能提供持续的监督。
  • 长期成本效益: 虽然前期部署可能需要投资,但自动化可以显著降低长期的劳动力和停机成本。
  • 可扩展 跨地点: 从单个站点到多个远程设施,YOLO11 可以广泛部署,而无需增加现场工作人员。

在石油和天然气用例中使用视觉 AI 的局限性

在实施计算机视觉解决方案时,还需要牢记一些关键注意事项。以下是使用视觉 AI 在石油和天然气运营中需要考虑的一些因素:

  • 光照挑战:不良或不一致的照明,尤其是在偏远或弱光区域,会影响视觉数据的质量,并使检测的可靠性降低。
  • 环境条件:雨、雪或雾等恶劣天气条件会阻碍视觉 AI 系统的性能,从而降低检测精度。
  • 系统维护: 需要定期维护和校准,以确保视觉AI系统持续正常运行并提供准确的结果。
  • 集成复杂性:将视觉 AI 集成到现有基础设施中可能既复杂又耗时,需要额外的资源才能实现无缝部署。

主要要点

石油和天然气行业正在迅速采用 AI,以提高运营的安全性和效率。借助计算机视觉技术,过去依赖人工检查的任务正变得更快、更准确。 

像YOLO11 这样的视觉人工智能模型可以更早地detect 问题,从而提高安全性并降低成本。随着计算机视觉技术的不断进步,石油和天然气行业必将在安全和效率方面获得更大的收益。

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