智能巡檢機器人在綜合管廊中的應用

李歡

（南京天創電子技術有限公司 江蘇南京 210012）

1 智能巡檢機器人在綜合管廊巡檢中的應用優勢

隨著城市的日益發展，綜合管廊的應用越來越廣泛，綜合管廊內部的運行環境面臨各種不利的客觀因素。因此，綜合管廊準備工作要求在逐漸增多，這表示綜合管廊巡檢工作有了更加嚴格準確的標準傳統的巡檢技術已經越來越難以克服各種不利的運行環境，，需要對綜合管廊巡檢技術進行創新，因此，智能巡檢機器人及其監測技術和遙感技術，開始被廣泛應用在綜合管廊巡檢工作中。巡檢機器人可以實現二十四小時不間斷工作，可以替代人工在復雜、危險環境下執行巡邏檢查、環境監控、故障預警、圖像智能分析等任務，越來越廣泛的應用在廊、隧道、地鐵、化工廠、電站、機場等場合。最近這兩年發展的尤為迅速，因此很多研制機器人的企業取得了良好的發展。

1.1 降低巡檢成本

在智能巡檢機器人技術之前，為了完成綜合管廊巡檢工作，測量團隊多選擇人工和搭載攝像頭的機器人共同完成拍攝和測量工作，消耗了大量的人力成本。智能巡檢機器人在一定程度上代替人工完成設備巡檢工作。在運行維護費用方面，采用智能巡檢機器人，只需定期對機器人本體進行基本保養維護，可減少應用大量的視頻監控設備費用、定期運行維護費用以及故障裝置的拆裝，降低維護難度。

1.2 提高獲取資料分辨率

智能巡檢機器人技術能夠在天氣較為惡劣的條件下應用，并且能夠結合不同的地面高度和不同的運行速度調節巡檢方式，這在極大程度上提高了獲取資料的分辨率，實際上，智能巡檢機器人分辨率要高于衛星分辨率[1]。并且，智能巡檢機器人技術開展綜合管廊巡檢過程中，人為干預較少，這就降低了巡檢獲取資料受人為因素影響的概率，進而提高了巡檢結果的準確性。

1.3 提高檢測宏觀性

智能巡檢機器人技術不但包括了遙感信息收集收集技術，還包括了遙感信息處理技術，這使得智能巡檢機器人技術在綜合管廊巡檢工作中的應用具有極高的結合度和宏觀性，能夠實現各項檢測系統之間的協調應用。此外，智能巡檢機器人體積較小，操作較為便捷，能夠通過較為狹小的空間，進而完成信息收集工作，這表示檢測人員能夠通過調節智能巡檢機器人運行速度和高度，來進行更大范圍的巡檢，如圖1所示。

2 智能巡檢機器人在綜合管廊巡檢中的應用方式

2.1 進行管廊采集

在開展管廊采集工作之前，需要確定以下技術要求：成圖比例尺為1：2000；航向重疊程度和旁向重疊程度為70%～90%；拍攝區域邊界南北覆蓋需要超過像幅的30%；航線首尾位置需要超過拍攝區域所在圖幅邊界1條基線，每臺智能巡檢機器人重疊位置需要超過拍攝區域所在圖幅邊界5條基線；管廊作業比例尺為1：1000，這是為了滿足設計需求；相片地面分辨率需要在0.12m之內；需要確定行高，假設應用的是SonyNEX-5R數碼微單相機，焦距為15mm，相片地面分辨率為0.064m。

在開展管廊采集工作的過程中，需要在充分了解智能巡檢機器人技術需求和智能巡檢機器人高度后，通過軟件對智能巡檢機器人航行方向和路徑進行規劃，以此來確定智能巡檢機器人運行路線和拍攝位置的合理性，隨后用GPS系統監測智能巡檢機器人運行位置和路線[2]。

圖1 智能巡檢機器人

2.2 保障綜合管廊設備安全穩定運行

目前對綜合管廊的巡檢方式依然以人工巡視為主，巡視人員定期進行地面和管廊隧道協同的巡視工作，巡視人員在管廊內主要關注電纜的蠕動變形情況、電纜和管廊隧道外觀、地下管廊金屬構件銹蝕情況以及管廊隧道積水情況，巡視工作內容逐漸單一，隧道內人員巡視工作效率低，而這些工作可以通過自動化的攝像監控來代替，另外人工巡檢存在隧道環境空間封閉，內部陰暗潮濕、積水及有毒氣體的存在較大的安全隱患。

為了進一步提高地下綜合管廊的防災減災能力，保障高壓電纜網的安全運行，在地下管廊實現了固定、離散在線監測的基礎上，一些重要地下管廊還需要動態和連續監控的功能，采用智能巡檢機器人對重點隧道的不間斷巡檢，取代人工巡檢；同時，還可以逐步實現對地下管廊內突發事件的現場處理，在第一時間采取最有效的處理措施，相對傳統的人工干預，有其快速、安全、高效的優勢。

2.3 有效采集數據

在智能巡檢機器人技術中，數據采集和儲存工作均是通過智能巡檢機器人相關設備完成的，而這樣情況下的數據采集和儲存工作需要有一定的權限，這不但提高了巡檢數據的精確程度，還提高了數據的安全程度。相比較智能巡檢機器人技術，傳統巡檢方式的數據采集和儲存工作均需要由計算機及相關系統完成，這種方式并不能確保采集數據的準確性和安全性。具體來講，智能巡檢機器人技術在數據采集中的應用方式有兩種，分別是自動方式和手動方式，采集數據也是智能巡檢機器人運行和拍攝的重要目的之一，工作人員能夠控制智能巡檢機器人運行系統，并結合GPS定位和導航系統，控制智能巡檢機器人完成對指定區域的拍攝工作，進而收集其拍攝圖像和信息。智能巡檢機器人則能夠通過自身的信息傳遞系統，將拍攝到的圖像傳回到地面的監控系統，工作人員除了能夠從拍攝圖像中獲取信息，還能夠結合拍攝圖像及時調整智能巡檢機器人運行速度和拍攝角度等技術參數[3]。

2.4 完成環境條件較差地區的測繪工作

在綜合管廊巡檢工作中，為了做到對巡檢結果的有效把控，同時確保巡檢結果的準確性，測量人員需要確保測量環境的有效性，這樣才能確保拍攝圖像和獲取數據的質量，這表示地理條件對于巡檢工作而言十分重要。但是在山區、云層較高地區、海拔較高地區巡檢工作中，傳統的拍攝技術并不能良好的完成拍攝工作。而智能巡檢機器人技術受外界因素影響較小，這表示惡劣的地理環境不會對智能巡檢機器人技術的應用效果造成較多影響，因此，在環境條件較差地區內，想要高質量完成巡檢工作，可以選擇應用智能巡檢機器人技術。

2.5 提高采集數據精準性

智能巡檢機器人技術在綜合管廊巡檢中的應用，能夠通過全數字攝影及測量體系完成樣本數據采集工作，同時確保平面、高程、實際坐標之間的有效連接，進而提高采集數據的準確性。這主要是因為智能巡檢機器人技術應用的拍攝設備及其他設備配置較高，因此，采集到的數據也具有較高的品質，而獲取準確的數據則是綜合管廊巡檢工作進行的主要目的，為后續巡檢工作的進行奠定了基礎。

2.6 有效進行信息處理

在獲取了精確的數據之后，還需要對其進行有效的處理，為了確保信息的有效處理，還需要應用相關技術，良好技術的應用不但能夠提高信息處理的效率和質量，還能夠減輕工作人員的負擔，同時提高信息處理操作的方便程度。在以往的綜合管廊巡檢工作中，大部分信息處理分析工作都需要由工作人員完成，這需要工作人員具備足夠的專業程度，通過人工方式完成數據分析處理工作，以此來確保信息的準確程度。但是隨著智能巡檢機器人技術在綜合管廊巡檢工作中的應用，信息處理效率和質量均得到了提高，具體來講，智能巡檢機器人中的遙感信息處理系統，能夠對拍攝的圖像進行預處理和更正，進而完成對收集信息的初步整理和審核，并按照既定標準篩選和刪除不合格信息，同時對剩余信息進行優化。

2.7 繪制地形圖

繪制地形圖是綜合管廊巡檢工作中比較關鍵的操作，只有具備了詳細準確的地形圖后，設計人員才能完成綜合管廊施工設計和規劃工作，通過智能巡檢機器人技術，工作人員便能夠按照既定比例尺要求，結合智能巡檢機器人拍攝圖像，在對所獲得地形圖進行矢量化處理后，獲得精確的坐標信息，進而完成地形圖繪制工作。

3 結束語

總之，智能巡檢機器人在綜合管廊巡檢中的應用，能夠讓巡檢工作變得更加方便快捷，最重要的是能夠獲取更加精確的數據信息，減少實際數據與巡檢數據的差距，這不但可以減少巡檢工作量，還能夠提高巡檢準確程度，并且還能夠減少巡檢成本，真正實現了經濟效益和社會效益的雙贏。