基于智能巡检机器人的高速隧道维护自动检测研究  

基于智能巡检机器人的高速隧道维护自动检测研究  

周志祥

甘肃智通科技工程检测咨询有限公司 

摘要：随着当前我国社会经济发展水平的不断提升，在我国许多地区都进行了大规模的道路工程项目建设活动，而高速隧道就是属于道路工程项目当中的重要组成部分。在完成了高速隧道的建设活动后，为了保证隧道运行过程中的安全性就必须做好相应的维护检测。而传统的检测模式主要是依赖于人力的方式进行的，不仅工作的质量无法得到保证，同时运营成本相对较高，所以在这样的情况下，如果可以利用智能巡检机器人进行自动检测具有重要意义。本文针对高速隧道智能巡检机器人的技术特点、高速隧道智能巡检机器人的系统需求进行了分析，探究了智能巡检机器人隧道维护自动检测系统的框架以及智能巡检机器人隧道维护自动检测系统的功能。

关键词：智能巡检机器人；高速隧道；自动检测

引言：随着我国国民拥有的私家车的数量不断增长，我国的高速公路隧道经历的车流量也在随之增加。在这样的情况下，为了保证隧道的正常运行往往就需要在隧道当中设置大量的各种安全设备。随着设备数量的增长，使得现阶段高速公路隧道的运行管理和检修工作存在较大的难度。如果仍然只是按照传统的人工维护检修的方式进行检修，不但需要消耗大量的时间同时检测的结果也无法保证。在这样的情况下，就应当利用好基于智能训练机器人的隧道维护自动检测系统进行隧道检测活动，有效地减少隧道维护检测过程中人力资源成本，同时提升隧道维护检测工作的质量。

一、高速隧道智能巡检机器人的技术特点

1. 实现了动态监测和现场处置的有机结合

在当前时期高速隧道当中所使用的智能巡检机器人上具备的技术特征，就是实现了动态的监测和现场处置之间的有机结合。将巡检机器人作为载体，把视频监控和有害气体监测等动态监测功能以及交互式广播指挥等现场处置技术进行的有机结合。从而使得在通过智能巡检机器人进行高速隧道的巡检工作时，可以更好的保证工作的质量，有效地提升隧道安全防护工作的水平。

2. 采取了满足隧道特殊条件的专用技术

由于高速公路上的许多隧道相较于普通的公路来说具有一定的特殊性，并且在现阶段建设的高速公路隧道当中还安装了许多的设备，这种情况就对于智能巡检机器人的体积以及防侵蚀能力提出了较高的要求。所以在当前时期所使用的智能巡检机器人上的各项技术大多都是专门针对隧道检修工作中而开发的，这些技术有着非常强的针对性的特点。

3. 采取了高性能的无线传输技术

智能巡检机器人在运行的过程中，不管是在隧道内部进行信息数据的采集，还是和外部之间实现高效的数据传输，往往都是需要借助无线通信模式实现的。而隧道内部由于整体环境构造较为复杂，所以就必须要采取高性能的无线传输技术进行数据传输活动，有效地规避特殊环境对于信号传输产生的不利影响。

二、高速隧道智能巡检机器人的系统需求

在高速隧道中使用的智能巡检机器人需要对于隧道内部的实际状况实施动态化监测，并且一旦发现了突发事件应当及时的进行报警，并且为后续开展的应急管理工作，提供准确的数据支持。所以通过高速隧道智能巡检机器人的应用可以极大地减少高速隧道运行过程中隧道检修和维护工作所需要消耗的人力资源成本，同时还可有效地提高工作效率，对于高速公路的隧道进行实时检测。从具体来看高速隧道智能巡检机器人的系统需求主要有以下几个方面。第一个方面就是机器人的续航时间必须足够长。因为应用于高速隧道当中的智能巡检机器人需要随时准备完成各项工作，并且在很多情况下需要经历较长的时间才能进行一次能源补给所以为了更好地发挥机器人的作用，就必须保证机器人的续航时间。第二个方面就是确保智能机器人具备足够高的通过性。在很多高速隧道当中的地形都较为复杂，只有保证机器人具备足够高的通过性的前提下，才能够确保机器人可以正常的运行。第三个方面就是应当确保机器人运动过程中的稳定性。因为机器人在实际使用的过程中需要实时监测，并且进行一定的现场处置工作，所以机器人在运行的过程中是否能够保证足够的稳定性将直接决定机器人的工作质量。因此为了提升机器人的应用价值必须做好机器人运动稳定性的设计工作，保证机器人在不同情况下都可以长时间的稳定运行。第四个方面就是应当确保机器人系统可以拥有添加额外模块的工作区域。因为随着隧道内部复杂程度的不断增加，未来对于智能机器人的功能也会提出更加多元化的需求，因此必须确保当前使用的智能机器人，具备足够的空间可以进行额外功能模块的安装。

三、智能巡检机器人隧道维护自动检测系统的框架

智能巡检机器人隧道维护自动检测系统的框架应当分为四个部分，第一个部分就是智能巡检机器人主体。在智能巡检机器人主体当中安装多种的信号检测传感器，从而确保机器人在运行的过程中可以灵敏的进行信号的检测搜集。然后就是需要搭建通信网络。通过通信网络将自动检测系统的各个环节进行连接，并且更好地把现场收集到的有关数据传输至指定的处理平台中。其次就是滑行轨道，滑行轨道是智能巡警机器人在运行过程中的基础。为了最大限度地发挥出智能巡检激情的价值，必须根据隧道的实际情况建设合适的滑行轨道，确保智能巡检机器人可以更好地进入到隧道深处进行信息数据的收集。最后就是智能巡检机器人系统的管理平台。在管理平台中，对于智能巡检机器人收集到的有关数据进行全面的分析检测，并且为后续开展的有关工作提供相应的数据支持。

四、智能巡检机器人隧道维护自动检测系统的功能

1. 进行隧道环境的监测

在高速公路隧道运行的过程中，很多情况下之所以会出现各种隧道道路交通安全事故，主要还是因为隧道内部有着大量的有毒有害气体。如果在进行隧道日常检测维护的过程中，没能及时的识别和清除这些有毒有害气体，那么就很容易会导致隧道运行的过程中出现各种安全事故。从具体来看，高速公路隧道内存在的有毒有害气体，主要分为一氧化碳和甲烷等等。如果高速公路的隧道里程数较长，那么隧道内部有毒有害气体的分布状况往往并不均匀。为了更好地做好有害气体的监测工作，那么就需要在高速公路隧道内部设置多个监测点位。而通过智能巡检机器人隧道维护自动检测系统的应用，就可以让智能机器人自动化的人在隧道内部进行高速移动，从而准确的把握好隧道不同区域有毒有害气体的具体分布情况。同时如果隧道内部有毒有害气体的浓度超过了预设的标准，此时机器人就会自动地进行报警，并且将有关信息传输至管理中心。

2. 进行火灾的识别

一旦在高速公路隧道当中发生了安全事故，那么往往都会引发火灾。如果未能及时地做好火灾的处理，那么会造成非常严重的后果。而通过智能巡检机器人隧道维护自动检测系统的应用可以有效地识别隧道当中的火灾，其主要是通过智能机器人上安装的火灾探测器对于特定探测区域的具体热成像状况进行分析，并且以此制作原始的热成像图，再根据火灾检测算法，结合热成像图的具体状况进行分析，判断隧道内部是否存在火灾状况。如果最终的分析判断结果符合火灾的特征，那么就应当及时地对于灾害区域进行标记，并且将有关的报警信息传输至管理平台中。

结语：基于智能巡检机器人的高速隧道维护自动检测系统，对于高速隧道的运行和维护工作有着非常重要的意义。为了更好地保证高速隧道运行过程安全性就应当根据隧道的实际情况，构建符合其具体需求的智能机器人系统进行自动化的隧道维护和检测。

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