案例名称：守护城市地下“生命线”让生活更美好—中建三局绿投公司《管网检测及维护智能机器人》

案例类型：技术创新

完成单位：中建三局绿色产业投资有限公司

案例概要：习近平总书记在2023年中央经济工作会议上提出：地下管网是城市“里子”工程，“面子”、“里子”要一起要，要更重“里子”。城市管网是城市经济发展和人民生活保障的生命线，但是城市给排水管网普遍存在修建年代久、新旧管网质量良莠不齐等现象，加上管网埋于地下，日常维护困难，管网老化、破损、混错接、淤堵问题突出，造成污水外溢、雨水入侵、溢流污染和城市内涝频发，严重影响城市生态环境和居民生活环境质量，每年因管网气体中毒和爆炸造成人员伤亡事故屡见不鲜。针对上述问题，创新团队围绕给排水管网更新维护，突破行业“卡脖子”技术难题，形成机械化、智能化、系统化的给排水管网更新维护综合解决方案，布局排水管网测量、检测、清淤、修复4类12款机器人，研发系列先进技术装备，引领行业发展新方向。创新团队在机器人整机仿真、多栖行走、智能化定位及位姿控制等方面进行了技术攻关，开发了满足不同水位、流速、淤积障碍物等复杂环境的3大检测机器人本体。同时开展了水下隐形缺陷分析及图像增强、基于深度学习的雷达探测及声光学图像缺陷自动识别技术研究，有效提升管网缺陷识别效率及准确度。开发出全球首台深隧水下巡检机器人，该机器人采用6自由度全姿态设计，配备8个大功率推进器以及恒张力自动缆轴系统，使机器人具备很好的机动能力和抗水流冲击能力，在1.2m/s的高流速污水中稳定行进并悬停在任意位置，开展检测工作。机器人首次融合浑水光学观测、图像声呐探测、电磁雷达检测技术，能够在300NTU低能见度的污水环境下对隧道内部厘米级厚度淤积和毫米级结构表面损伤进行检测。美国工程院院士Glen T.Daigger曾专程对它考察点赞，同时它还荣登“科创中国”先导技术榜和央视“大国基石”专栏。

在管网更新维护方面，团队开发了履带管径自适应控制、铲挖储滤一体化清淤、一站式长距离喷涂修复3大技术。针对复杂管网地形环境，开发了铲挖储滤一体化清淤及履带变径控制技术，研制了装载式及管道自适应清淤机器人，实现了复杂工况下全尺寸排水管网高效清淤清障。开发出行业首套装载式暗涵清淤机器人，该机器人满足城市箱涵高效清淤清障。其清淤系统为铲储一体化设计，最大推力达15吨，还配备了3立方大容量分体式自滤水淤泥存储机构，排泥含水率低于60%，清淤效率18方每小时，相当于20个工人同时作业。受到央视“新闻三十分”的报道并得到任南琪、王焰新、胡亚安等两院院士的关注和认可。

团队开发了全国首台砂浆喷涂修复机器人，机器人配备了六自由度旋喷机械臂，具有“储料-配比-搅拌-送料-旋喷”一站式功能。同时配套研制了高抗折、耐腐蚀、高性能砂浆材料，降低修复材料成本40%以上。它的修复效率由人工方式的50平米每小时提升至100平米每小时，作业半径由人工的100m提升至500m，高效智能。

目前，系列机器人产品已在全国数十个城市得以应用。管网应用总里程突破1000km，清淤方量90.4万方，直接效益7260万元，间接效益2.25亿元。同时机器人产品亮相水博会、城市防洪排涝国际论坛等重国内外大行业活动展会，取得了广泛的社会影响。未来创新团队将持续管网产品开发及迭代，助力城市高质量发展。