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項(xiàng)目名稱：智能巡檢滅火機(jī)器人

成果簡(jiǎn)介：

電力隧道作為城市輸電網(wǎng)絡(luò)的核心載體，長(zhǎng)期面臨環(huán)境復(fù)雜（有毒氣體、潮濕、高溫）、人工巡檢風(fēng)險(xiǎn)高、傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)設(shè)備功能分散等痛點(diǎn)，導(dǎo)致火災(zāi)、積水等事故頻發(fā)，年均經(jīng)濟(jì)損失超百億元。本項(xiàng)目研發(fā)的智能巡檢滅火機(jī)器人，深度融合AI視覺(jué)識(shí)別、多傳感器融合、動(dòng)態(tài)滅火聯(lián)動(dòng)等核心技術(shù)，提出軌道式多機(jī)協(xié)作巡檢模式，實(shí)現(xiàn)電纜狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)（紅外熱成像精度±0.5℃）、環(huán)境隱患智能預(yù)警（氣體檢測(cè)響應(yīng)時(shí)間＜1s）、火災(zāi)精準(zhǔn)定位與滅火（覆蓋面積≥16㎡/次）的一體化閉環(huán)管理。系統(tǒng)搭載高可靠軌道導(dǎo)航（定位精度±30mm）與MESH無(wú)線通信（帶寬≥6Mbps），突破長(zhǎng)隧道供電（續(xù)航10km）與復(fù)雜地形適應(yīng)性難題，較德國(guó)柏林巡檢車體積縮小60%，巡檢效率提升3倍（達(dá)1200米/小時(shí)），故障冗余切換時(shí)間＜100ms。降低運(yùn)維成本40%，事故響應(yīng)時(shí)間縮短至2分鐘，實(shí)現(xiàn)“監(jiān)測(cè)-預(yù)警-處置-追溯”全流程無(wú)人化的解決方案。

主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)：

（1）多模態(tài)感知與智能診斷技術(shù)

創(chuàng)新集成高精度紅外熱成像（36倍光學(xué)變焦）、多光譜氣體傳感（支持O?/H?S/CH?等6類氣體）、聲紋識(shí)別模塊，基于邊緣計(jì)算構(gòu)建電纜接頭熱缺陷預(yù)測(cè)模型（誤差＜5%），實(shí)現(xiàn)設(shè)備異常（如溫升＞5℃/h）與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)（如積水深度＞10cm）的毫秒級(jí)預(yù)警，誤報(bào)率低于0.1%。

圖1 紅外熱成像

（2）軌道式高可靠導(dǎo)航系統(tǒng)

研發(fā)高強(qiáng)度工字型鋁合金軌道（彎道半徑≥2m）與分布式超聲避障裝置，結(jié)合里程計(jì)+激光SLAM的混合定位算法，攻克輪式機(jī)器人易脫軌難題，定位精度達(dá)±30mm，坡度適應(yīng)能力提升至15°，支持80m/min高速巡檢與緊急制動(dòng)（停車距離＜800mm）。

圖2 軌道式高可靠導(dǎo)航系統(tǒng)

（3）動(dòng)態(tài)滅火協(xié)同控制架構(gòu)

設(shè)計(jì)滅火機(jī)器人集群調(diào)度算法，通過(guò)OPC UA協(xié)議聯(lián)動(dòng)隧道消防設(shè)施（風(fēng)機(jī)/排水泵），依托超細(xì)干粉噴射技術(shù)（引爆時(shí)間＜2s）與火源定位模型（紅外+視覺(jué)融合），實(shí)現(xiàn)60m3空間全覆蓋滅火，較傳統(tǒng)氣體滅火效率提升70%。

圖3 滅火流程

（4）能源與通信冗余保障體系

研發(fā)接觸式感應(yīng)充電站（效率85%+防爆設(shè)計(jì)），每500米布設(shè)節(jié)點(diǎn)，支持10km續(xù)航；構(gòu)建基于802.11ac的MESH網(wǎng)絡(luò)（漫游切換＜100ms），集成QoS分級(jí)傳輸機(jī)制，保障4K紅外視頻（帶寬≥6Mbps）與多機(jī)控制信號(hào)的實(shí)時(shí)同步，系統(tǒng)可用性達(dá)99.99%。 

圖4 通信系統(tǒng)簡(jiǎn)圖