智能巡查机器人技术在地下综合管廊中的应用研究

2018-05-14张国超

中国房地产业·下旬 2018年9期

关键词：综合管廊机器人

【摘要】本文主要从智能巡查机器人技术在地下综合管廊中的背景、需求、机器人各系统的组成、实例应用四个层面进行简单说明。

【关键词】智能巡查；机器人；综合管廊

1、引言

城市地下综合管廊现在作为城市的主要功能建设之一，也成为了城市现代化、集约化的标志。综合管道廊道的建设可以有效避免道路重复开挖，减少城市视觉污染，保护城市环境，改善城市能源供给，保证城市安全运行，从而形成新兴的城市基础设施。

2、需求分析

能够纳入到综合管廊的工程管道十分广，大致可分为：水、电、气、通讯等等。涉及的面十分广泛，除此之外，综合管廊的建设还必须和消防、供电、照明、报警、通风、排水等同时建造。

2.1管廊运维管理需求

综合管廊建成以后，在日常管理中应当由专业单位负责。

初步统计，综合管廊的每年管理费约为建设费用的0.3%，以下是近年来对部分建设城市综合管廊后期运营管理费用的统计（统计数据来自网络）。

2.2管廊运维管理现状

内传统综合管廊的日常巡视检测工作主要由人工完成，并通过固定式监控检测设备和手持式检测设备进行辅助巡检。传统巡检方式的主要问题如下：管廊内环境恶劣，不利于工作人员的身心健康且存在安全隐患；环境湿度大，常常会有漏水和积水；通风条件差，易聚集有毒有害气体；光照条件差，不便于工作人员巡检；管廊距离长，人工巡检劳动强度大；固定式检测设备离散式分布于管廊沿线，无法实现全覆盖式的监控；固定式检测设备投入数量大，维护成本高。

2.3解决思路

机器换人，实现管廊智慧化建设：智能机器人系统以机器人为核心，整合机器人技术、非接触检测技术、多传感器融合、导航定位、模式识别技術等技术，实现对管廊内管线的自主检测，可定时进行对机器人设置任务，有效降低运行人员劳动强度；智能机器人可实现自主巡检，建立机器人巡检系统，可实现无人值守，减员增效。自主设定巡检任务，表计智能自动识别，设备智能红外测温，巡检数据实时传输后台，并形成数据报表，缺陷自动进行报警，达到安全、绿色、高效、创新、可持续发展目标。

3、机器人各系统组成

3.1机器人系统机构

机器人系统架构可分为三层，分别为执行层、通讯层和管理层。执行层包括了智能机器人本体、自主充电模块、防火门控制模块、其他在线辅助设施等，实现智能机器人的数据采集、自主充电、自动穿越防火门、应急消防等功能。通讯层采用无线通讯，无线通讯满足管廊内的网络全覆盖，保证机器人在任何位置都能实现无障碍通信。管理层包含了机器人后台、监控中心（综合管廊系统）和移动客户端三类，主要功能有大数据分析、任务编排下达和历史数据查询等。

3.2机器人后台系统

（1）机器人本体自检模块：机器人配备有独立、完善的自检系统。

（2）数据远传与报表模块：机器人智能巡检系统配备专业通讯设备，保证数据传输的稳定、可靠。

（3）实时监控模块：实时监控界面，主要功能是检测机器人的位置、检测路线、检测设备的信息、检测过程中的实时高清晰度和红外视频，以及检测过程中的实时检测结果。

（4）巡检计划模块：检验计划的接口主要用于编辑检验任务，制定检验计划，进行例行检查任务。

（5）手动遥控模块：远程控制界面，主要功能是允许用户在任何地方远程控制机器人，手动检查特定的设备，并能截获设备的高清晰度和红外图像和视频。

（6）历史数据模块：历史查询接口分为两部分，对应于两种查询方法。一种是根据巡检任务进行查询，另外一种是按照设备列表进行查询。

（7）异常报警模块：机器人配备的高清摄像头还将完成对各类管线状态检测，当发现异常时，机器人发出声光提示，报警信息能通过短信发送，并且报警上传至服务器。该类报警在人工操作模式下可以实现退出/恢复。

3.3辅助系统设计

1.轨道设置

施工布置：轨道型材采用高强度铝合金，可以拼接，并且可以根据管廊地形设计弯曲度和坡度.采用高强度铝合金轨道。弯轨道弯曲半径：R1000，弯曲弧度：30、45、90度等；承载重量：不小于80KG；轨道固定支架：每隔1.2米安装一只；

轨道安装方式：将长T形螺栓螺母装好滑入轨道槽拧紧；将T形螺栓头穿过支架上的孔，用螺母固定（如下图1所示）；轨道高度可通过螺栓进行调节。