項(xiàng)目研究和實(shí)驗(yàn)的目的、內(nèi)容和要解決的主要問題
現(xiàn)代城市的正常運(yùn)行，背后需要一個(gè)極其復(fù)雜的體系來支撐---城市管網(wǎng)。每座建筑都有很深的地基，加之在建筑下面掏洞修管道也無法實(shí)施，因此這些管網(wǎng)不會(huì)從街區(qū)的中間斜穿而過，而是與道路并行。當(dāng)管線出現(xiàn)問題的時(shí)候，如果是小問題，還勉強(qiáng)能夠應(yīng)付；可是如果有了大問題，或者線路升級(jí)，就必須把道路挖開了。不僅影響交通，還勞民傷財(cái)。
隨著城市的發(fā)展，地下綜合管廊必成為發(fā)展的趨勢(shì)，即在城市地下建造一個(gè)隧道空間，將電力、通信，燃?xì)?、供熱、給排水等各種工程管線集于一體，設(shè)有專門的檢修口、吊裝口和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)施統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一建設(shè)和管理。地下管廊不僅保了持路容完整和美觀，在檢修時(shí)對(duì)居民生活沒有過多影響，有效利用了道路下的空間，節(jié)約了城市用地。便于各種管線的敷設(shè)、增減、維修和日常管理。
目前中國(guó)僅有北京、上海、深圳、蘇州、沈陽(yáng)等少數(shù)幾個(gè)城市建有綜合管廊
，許多城市管廊在建當(dāng)中。目前，全國(guó)正在開展地下綜合管廊建設(shè)示范試點(diǎn)。在15年確定了“地下綜合管廊”十大試點(diǎn)城市。16年又確定包括廣州、成都在內(nèi)的十五個(gè)試點(diǎn)城市。除此之外，各地對(duì)城市地下綜合管廊建設(shè)也具有很高的積極性，不少省市主動(dòng)請(qǐng)纓搞項(xiàng)目試點(diǎn)，并紛紛出臺(tái)相關(guān)規(guī)劃。地下綜合管廊的建設(shè)狀況欣欣向榮。這便是著名的“馬路拉鏈”現(xiàn)象。
截止至18年3月1日，湖南地下管廊建設(shè)項(xiàng)目多達(dá)66個(gè)。據(jù)悉，這66個(gè)在建地下綜合管廊項(xiàng)目分布在長(zhǎng)沙市、湘潭市、衡陽(yáng)市、衡山縣、邵陽(yáng)市、常德市、郴州市、益陽(yáng)市、永州市、吉首市、張家界市、祁陽(yáng)縣等12個(gè)市縣。其中，長(zhǎng)沙市項(xiàng)目最多，共31個(gè)，長(zhǎng)沙市也是全國(guó)首批“地下綜合管廊”十大試點(diǎn)城市之一。目前，長(zhǎng)沙市首座地下綜合管廊控制中心在雨花區(qū)高鐵新城落成，將利用管廊內(nèi)已經(jīng)布有的監(jiān)控和安全防范等多項(xiàng)系統(tǒng)，將實(shí)現(xiàn)對(duì)管廊的24小時(shí)智能監(jiān)控。
地下管廊的正常運(yùn)行，少不了精心的維護(hù)。由于管廊位處地下，通風(fēng)條件差，空氣質(zhì)量不能保證，還時(shí)長(zhǎng)產(chǎn)生積水的情況，其環(huán)境情況堪憂。而且隧道通常短則幾公里、長(zhǎng)則數(shù)十公里。使用人員進(jìn)行巡檢將耗費(fèi)大量的人力資源，且巡檢時(shí)須攜帶大量裝備，增加身體負(fù)擔(dān)，影響巡檢任務(wù)。而且人工巡檢數(shù)據(jù)記錄落后、主觀性強(qiáng)，通常以目測(cè)為主，不同工作經(jīng)驗(yàn)、技能水平人員對(duì)巡檢質(zhì)量影響極大，數(shù)據(jù)分析可行性差，且易發(fā)生漏巡、錯(cuò)巡等，巡檢質(zhì)量差。若出現(xiàn)責(zé)任心不強(qiáng)的巡檢人員，會(huì)造成巡檢不到位，漏檢等現(xiàn)象，致使地下管廊各設(shè)施存在一定的安全隱患，從而造成嚴(yán)重的后果。并且地下綜合管廊的運(yùn)維情況及其復(fù)雜一旦發(fā)生險(xiǎn)情，巡檢人員生命安全將受到威脅，更無法處置危情。如此廣袤的工作區(qū)域，巡檢人員不可能完全實(shí)時(shí)掌握地下管廊運(yùn)行工況。
于是管廊巡檢機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生，管廊機(jī)器人可以對(duì)管廊內(nèi)的電力、水力、通訊管線設(shè)施進(jìn)行表面外觀與實(shí)時(shí)發(fā)熱情況分析。全面監(jiān)測(cè)管廊內(nèi)各類設(shè)施設(shè)備狀態(tài)，管廊巡檢采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備分類及數(shù)據(jù)管理，數(shù)據(jù)客觀、安全性高、可追溯，不受作業(yè)人員心理狀態(tài)、作業(yè)水平等影響，不產(chǎn)生漏巡及錯(cuò)巡等，防患設(shè)備故障隱患，巡檢質(zhì)量高，提高了管廊管理效率。其環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，惡劣環(huán)境下照常巡檢，可深入危情現(xiàn)場(chǎng)，將現(xiàn)場(chǎng)情況及時(shí)上傳到?jīng)Q策中心，并配合處理異常。采用綜合化的運(yùn)維管理平臺(tái)，將機(jī)器人系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等多維子系統(tǒng)進(jìn)行高度融合，使作業(yè)平臺(tái)更專業(yè)、更專一。
本項(xiàng)目致力于研究其環(huán)境監(jiān)測(cè)部分，設(shè)計(jì)以及制作出其環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，安裝至管廊巡檢機(jī)器人上實(shí)現(xiàn)其環(huán)境監(jiān)測(cè)的功能。
本項(xiàng)目研制的管廊巡檢機(jī)器人的環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，致力于實(shí)現(xiàn)以下功能：
（1）空氣質(zhì)量檢測(cè)：由于管廊位處地下，氣體不易流通，很容易產(chǎn)生有害氣體超標(biāo)的情況，對(duì)人員和設(shè)備產(chǎn)生安全隱患，管廊巡視機(jī)器人攜帶氣體檢測(cè)芯片，可識(shí)別有害氣。實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體如甲醛、二氧化碳、硫化氫、氧氣等濃度定量監(jiān)測(cè)，以及周圍溫濕度等環(huán)境信息。
（2）溫度檢測(cè)：紅外測(cè)溫，觀測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的溫度情況，智能分析設(shè)備及電線的溫度分布情況，智能識(shí)別熱源、火災(zāi)源，發(fā)生事故時(shí)能及時(shí)報(bào)警，保證安全。
（3）視頻監(jiān)控：管廊巡視機(jī)器人攜帶高清攝像頭巡檢管廊，我們通過圖像觀察設(shè)備的運(yùn)行狀況，觀察現(xiàn)場(chǎng)狀況。還可進(jìn)行智能算法圖像處理對(duì)所拍攝設(shè)備的圖片進(jìn)行智能識(shí)別，分析設(shè)備的損壞情況。
（4）水位檢測(cè)：地下濕氣重，易積水，管廊巡視機(jī)器人有積水檢測(cè)功能，可檢測(cè)水位情況，防止損壞設(shè)備以及危險(xiǎn)的發(fā)生。
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