排水管道是城市的生命线,广泛埋置于城市地下,对城市排水、排污起到重要作用。近年来,我国排水管网总长度逐年增长。到2020年为止,我国城市地下排水管道总长度达到了80万公里,规模巨大。然而,经过污水冲刷、腐蚀、人为破坏等长期相互作用,管道内表面会出现各种复杂缺陷,给人民的生活和经济造成极大的安全风险隐患。随着地下排水管网建设的迅速发展和大量在役工程的老化失修,工程安全隐患凸显,渗漏、腐蚀、沉陷、开裂、淤积等病害普遍存在,导致环境污染、城市内涝、道路塌陷等事故多发频发,造成重大损失和社会影响。定期对排水管道进行检测,能提前预知缺陷问题,及时补修,有效避免重大事故的发生,并且能够延长管道寿命。
通过对现有的国内外管道检测机器人的统计分析,一般来说,在国内外管道操作机器人领域取得了许多成果,主要应用于管道检测、维护等方面。这些管道检测机器人主要具有爬行旋转和回归,照片存储,高清晰度和测试报告自动生成等功能。但是,现有的技术方法仍然存在以下不足:(1)管道内部环境复杂,存在有水、无水、障碍物、树根等重阻碍,对管道机器人的爬行造成了影响;(2)管道内部存在大量雾气,机器人的快速移动造成了图像的运动模糊,对数据的采集造成了极大的影响;(3)人眼检测存在效率低下,费时费力,采集到的缺陷图像无法进行缺陷面积、体积、数量的智能量化;(4)现有管道智能检测方法的稳定性抗干扰能力差,数据不够细致,无法还原管道内部环境的三维模型;(5)评估报告无法准确判断管道寿命及使用年限,为管道维护提供有效建议。
该团队从实际出发,研发了一种适用于全工况的智能化城市地下排水管道巡检机器人,可以高效、快速实现地下排水管道病害的检测、分割、量化及重建,并进一步实现地下管网的寿命预测。该机器人使用先进的移动和传感技术,能够在复杂的排水管道环境中自由移动,并对管道内部进行全面的检测和数据采集。机器人还配备了高精度的分割和量化系统,可以对管道内部的缺陷和问题进行精确识别和定位。最终,机器人还能够根据采集的数据,实现管道的三维重建,为管道的维护和管理提供重要的数据支持。本机器人设计方案具有高效、精准、安全等特点,可以大大提高城市排水管道的维护和管理效率,具有广阔的市场前景和应用潜力。
据团队成员介绍,目前这项作品已在管道内进行了实地应用和成果检测,检测精度较高,且具有良好的经济价值和社会价值,有着十分广阔的市场前景和应用潜力。相信在团队的不懈努力下,该项设备在不久的将来定会在排水管道检测方面大放异彩,为国内排水管道检测添砖加瓦。