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高速公路隧道巡检的无人化尝试(图)
作者:江西方兴科技股份有限公司 陈昭彰 来源:《中国公路》 时间:2024-07-02

获奖等级:三等奖 

项目名称:高速公路隧道巡检机器人关键技术研究及应用

目前,国内外对高速公路隧道领域运用巡检机器人的研究较少,市面上的巡检机器人在行走方式上主要分为轮式巡检机器人、履带式巡检机器人和腿足型巡检机器人。这些种类机器人已在城市管廊、智慧园区等领域大量应用,但其功能、结构、应用场景等方面与高速公路隧道巡检机器人存在较大差异,行走方式也不适用于隧道巡检工作,并且高速公路隧道巡检对事件监测准确性有较高的要求,机器人在视觉设计上应该充分结合其应用场景的需求,才能准确、高效地完成巡检工作。

高速公路隧道巡检机器人关键技术研究及应用(以下简称“项目”)结合现有高速公路隧道巡检的需求和相关领域的机器人技术,主要解决主用及备用巡检机器人运动性能、高速公路隧道巡检机器人自动化管养系统开发、隧道异常事件信息精准感知、高速公路隧道智慧巡检平台开发等问题。

主用及备用巡检机器人运动性能:结合高速公路隧道特定的环境特征及巡检工作的需求,分别合理设计主用巡检机器人和备用巡检机器人的多舱室结构布置、模块开发,对机器人高速情况下的稳定巡航、安全过弯进行运动部件的结构设计,解决各种极端条件及应急事件下机器人正常运行所出现的振动过大、卡轨等问题。

高速公路隧道巡检机器人自动化管养系统开发:在高速公路隧道中,机器人存在充电、清洁、检修等不便管养的问题。项目一方面运用先进的无线充电技术,摆脱以往有线充电技术的桎梏,另一方面实现了巡检机器人感应电量不足时自行前往充电;同时,开发清洗系统和检修系统,避免因传感器污浊、零部件故障而导致采集数据异常的情况,方便检修。

隧道异常事件信息精准感知:通过主用机器人、备用机器人上布置的高清相机、雷达、温湿度传感器、空气质量检测仪等终端采集的视频、图像和过程数据等多源异构信息,解决数据存储和处理问题,构建路面异物、行人入侵、交通事故、隧道火灾等事件算法模型,实现异常事件的智能识别和告警。

高速公路隧道智慧巡检平台开发:以高速公路隧道巡检机器人主系统和辅助系统为依托,开发高速公路隧道智慧巡检平台,重点解决隧道巡检机器人远程控制问题。首先建立巡检平台数据库;其次设计巡检平台人机交互机制,一方面实时掌握隧道状态信息,另一方面平台监控人员可通过实施各种控制指令操控巡检机器人;最后完成应急事件系统联动控制的开发。

为提升高速公路隧道应急处置能力,提升隧道通行质量,降低事故发生率、降低运营管理成本,该项目应用模块化设计理念,结合大数据、云计算、物联网、人工智能、边缘计算等新一代信息技术,打造了一款集智能感知、智能运维、智能处置于一体的高速公路隧道运维管理现代化智能设备,实现对高速公路隧道“不间断”自动巡检,为高速公路智慧隧道的管养提供了智慧化、一体化的解决方案,有效降低了隧道巡检人力、物力成本,让替代人工巡检成为了可能。

项目成果具有完全自主知识产权,具备应急处置、交通监测、结构监测、环境监测、机电设备监测、事件监测等功能,协助管理人员进行远程音视频交互、调查、取证、预警、指挥、疏导等,科研成果累计销售11套,实现销售收入2300余万元,取得显著的社会和经济效益。该项目已顺利通过江西省科学技术厅重点研发计划项目立项并验收,荣获中国高速公路信息化最佳产品奖、全国公路微创新金奖、江西省首台(套)重大技术装备推广应用指导目录等荣誉,经专家评价,项目成果评价为“国际领先”。

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【编辑: 任 燕】

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