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智能巡检机器人系统在城市地下

中建交通建设集团第三工程有限公司广西南宁

摘要：通过智能巡检机器人系统的搭建，集机械电子、多传感器融合技术、

模式识别技术、红外热诊断技术、无线通信等科学技术方法于一体，以智能巡检

机器人为核心，实现全天候、全方位、全自主智能巡检、监控和设备数据状态智

能分析判读；实现对地下综合管廊运行状态数据进行连续、动态采集，解决了固

定式、离散式在线监测系统覆盖率低的问题；支持同时监测、控制多个机器人，

支持多个智能机器人巡检系统集中管理、信息融合、任务调度等功能。城市地下

综合管廊智能巡检机器人系统的投入使用，极大程度上降低了运维成本，提高了

正常巡检作业和管理的自动化和智能化水平，有效解决了人工劳动带来的劳动强

度缺陷与不足，更快地推进了无人值守的进程。

关键词：智能巡检机器人；地下综合管廊；多传感器融合技术；红外热诊断

技术；无线通信；信息融合

1智能巡检机器人系统组成

智能巡检机器人巡检系统由智能巡检机器人后台软件系统、轨道总成部分、

供电总成部分、通信总成部分、智能巡检机器人本体及其他相关设备组成。

智能巡检机器人轨道系统采用专用高强度铝合金预制轨道，其具有强度高、

稳定性好、防腐蚀、安装方便、美观等优点；供电系统采用专利分布式充电技术，

配合安全控制逻辑，可以为机器人工作提供可靠保证；通讯传输采用全光通信

TCP/IP综合数据网络结合WiFi无线信号网络构成一体网络通讯系统，以达到远

程集中监测、集中显示报警、集中联动控制和集中管理的目标；智能巡检机器人

本体是系统的核心，其可沿轨道在地下综合管廊内反复来回运行，实现管廊设备、

环境、辅助设施的全方位周期性巡检；后台软件系统具备存储、统计与智能分析

巡检机器人采集的各种数据的功能，具有GIS电子地图，可呈现机器人的位置、

行进路径、监控点信息等。

2智能巡检机器人本体

智能巡检机器人配备O传感器、HS传感器、CO传感器、CH传感器、温度传

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感器、湿度传感器、烟雾传感器等，可实现对综合管廊内的运行环境进行实时监

测及反复巡检，并实现对综合管廊状态的连续、动态的数据采集及系统存储。智

能巡检机器人还具备以下功能：

1.

具备自检功能，自检内容包括电源、驱动、通信和检测设备等部件的工作状

态，发生异常时应能就地指示，并能上传故障类型等信息至监控后台；

2.

携带语音设备，配合高清摄像机，采用智能补光和全方位云台配合，能实时

提供现场高清、流畅图像，可实现监控后台与隧道现场人员的音视频信息交互；

3.

行走速度在0-120m/min内连续可调，在轨道上具备90°的爬坡能力，在管

廊特殊位置，如坡道、弯道等，能自动控制行进速度。可根据隧道环境场景及任

务事件，智能判断最佳的行进速度，实现匀速巡检、准确到达指定工位、紧急事

件高速行进、遇到障碍自动停止告警以及遇到人员智能减速；

4.

具备防碰撞功能，在行走过程中如遇到障碍物应及时停止，在自主模式下障

碍物移除后应能恢复行走；

5.

具备红外热成像仪，能提供清晰的隧道内电力设备红外测试图像，供后台软

件进行温度分析；红外测温设备需具有较强的环境适应能力，在地下管廊环境中

应能清晰成像；对设备缺陷或故障进行自动分析判断，并提出预警。

3智能巡检机器人轨道系统

智能巡检机器人轨道系统采用高强度圆管型铝合金轨道，具有良好的防腐、

防锈能力。机器人轨道表面进行本色阳极化处理，以保证轨道具有较高的抗腐蚀

能力和表面硬度，并增加其耐磨性。轨道具有快速、方便的拆装、维护特性，最

小弯轨道弯曲半径为R1000mm，可以根据现场地形设计弯曲度和坡度，可承载

80KG的重量。机器人能通过变轨方式对主管廊及分支管廊进行巡检，能适应管廊

伸缩缝错位不小于50mm。

智能巡检机器人轨道在弯道区域设置弯道入/出关键点，并自动含有减速区

域，弯道入关键点需距离弯道1000mm以上，以便机器人正常减速，弯道区域关

键点须成对出现。

智能巡检机器人轨道始端和末端必须设置轨道端点及安装RFID点，以确保

机器人不会出轨。端点和轨道始末的距离为600mm，RFID点和轨道始末的距离为

1000mm。

4智能巡检机器人通讯系统

智能