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城市地下综合管廊是将电力、通信、给水、再生水、热力、燃气及其他适用市政管线集中敷设于地下专用空间的城市基础设施。综合管廊通过统一规划、集中建设和专业运营，为城市管线检修、运行维护及安全管理提供专用空间。综合管廊具有线路长、分支多、地下空间封闭、自然光照不足、卫星导航信号缺失、管线和支架分布密集、局部空气流动不充分以及环境风险随舱室类型变化等特点。随着管廊运营规模增长，依靠人工逐段巡检的传统方式在巡检频次、检测数据完整性、异常位置追溯和特殊环境作业方面面临更高要求。不同舱室的风险具有明显差异。电力舱重点关注电缆运行温度、局部放电、设备状态、积水及消防风险；综合舱重点关注给水、再生水、通信等管线的外观与附属设施状态；天然气舱涉及可燃气体泄漏及爆炸性环境风险；排水或污水相关舱室还可能存在硫化氢、氧气不足、积水及其他特定危险因素。
管廊本体也可能在长期运行中出现混凝土裂缝、施工缝渗漏、接缝异常、局部剥落、支架腐蚀、结构变形及其他病害。相关问题可能与地基条件、地下水、结构变形、环境湿度、腐蚀介质和外部施工影响有关，需要根据工程情况开展针对性检查。传统巡检通常由运维人员携带照明、气体检测仪、测温设备和检查工具进入管廊，逐段检查管线、附属设备和结构状态。这种方式能够发挥现场人员的专业判断能力，但对于长距离、重复性任务以及部分高风险区域，仍可能存在人员进入频繁、检查时段受限和成果记录不够标准化等问题。利用智能巡检机器人进行管廊检查，可以将移动感知、导航定位、高清视频、红外热成像、气体检测和结构病害识别等技术集成于一个平台，实现指定区域的自动或远程巡检。本方案中的“位置、姿态、障碍”主要指巡检机器人在管廊内的运动与环境感知参数；“任务相关水质、结构、气体数据”则指机器人按照具体任务搭载的专业检测载荷。机器人位姿不能直接解释为管廊结构位移，机器人避障数据也不能未经测量基准转换直接用作结构净空验收数据。对于存在持续监测要求的气体、积水、消防和其他关键安全指标，应继续设置适用的固定在线监测设备。巡检机器人主要承担空间移动检查、局部异常复核和补充检测任务，与固定传感器形成相互补充的监测体系。综合管廊综合环境监测方案采用“固定感知、移动巡检、智能分析、统一管理”的总体设计，融合机器人定位与姿态感知、障碍检测、结构图像检测、气体监测、积水及水质任务检测、设备状态自诊断和远程管理平台，实现多专业、多舱室、多区段的数字化巡检与运行维护管理。
包括位置、工程里程、横滚角、俯仰角、航向角、行驶速度、定位质量、剩余电量及任务运行状态。
包括人员、临时设施、突出管件、地面杂物、积水、台阶、设备箱及其他影响机器人运行的目标。
包括顶板、底板、侧墙、管廊接缝、施工缝、变形缝和其他需要检查的结构部位。
包括给水、再生水、热力、电力、通信和其他管线，以及阀门、支架、仪表、固定装置和设备箱。
根据舱室类别和危险源调查结果，检测氧气、甲烷、硫化氢、一氧化碳及其他任务相关气体。
包括积水、集水坑水位、局部漏水，以及在具备有效采样条件时开展的水温、pH、电导率、浊度等水质检测。
包括固定式气体报警、温湿度、通风、排水、消防、安全防范和其他按工程要求设置的系统。
巡检路线长：综合管廊通常包含多个区段和分支口，人工巡检需要投入较多时间。
舱室风险不一致：燃气舱、电力舱和普通综合舱不能采用完全相同的机器人和传感器配置。
地下定位困难：普通卫星定位无法可靠覆盖地下管廊，长距离重复结构容易导致定位漂移。
障碍物复杂：管道、支架、电缆、排水沟及临时作业设施可能限制机器人通行。
气体检测具有安全边界：移动气体检测无法在所有时间、所有位置持续测量，且不同气体传感器可能存在响应延迟和交叉敏感性。
水质检测条件受限：普通摄像机无法直接测量pH或溶解氧；密闭输水管道也不能未经授权随意开孔取样。
结构缺陷识别易受环境影响：裂缝、接缝、污渍、水迹及光照阴影可能影响自动识别结果。
通信覆盖存在盲区：长距离封闭管廊及复杂转弯可能造成无线传输不稳定。
数据位置不统一：机器人轨迹、气体数值、结构照片和固定传感器数据若缺少统一坐标与时间基准，后续异常复核较为困难。
监测系统自身故障不易发现：低电量、传感器失效、定位异常和通信断开可能影响巡检任务及监测可靠性。
建设以机器人位置、姿态、障碍感知为运动基础，以结构、气体、水情和水质任务检测为专业扩展，以固定式环境监测和远程管理平台为协同支撑的管廊综合在线监测系统。
建立管廊内部有效的局部定位与地图管理体系，实现机器人位置和工程里程关联。
记录机器人横滚、俯仰和航向变化，辅助判断运行稳定性与运动风险。
在经过验证且被允许的运行区段内执行计划巡检、任务点检测和返回任务。
识别机器人行驶路径上的静态和动态障碍，获取必要的距离、方位及障碍状态。
根据障碍物、速度、制动能力和通行条件，执行减速、停止、绕行或人工接管。
通过图像及可选三维检测识别衬砌裂缝、渗漏、剥落、接缝异常等指定病害。
对可见管线、阀门、支架及仪表开展巡检，记录异常位置和图像。
根据舱室危险源配置目标气体检测设备，记录有效浓度与时间、位置。
识别巡检通道内可见积水，并根据配置检查固定水位传感器与排水设备状态。
在具有合法、安全且有效的采样条件下，对规定水体开展水温、pH、电导率、浊度等专项检测。
根据设备运行特点，对可接近的目标管线及机电设施开展表面温度异常辅助识别。
将固定式气体、水位、温湿度及设备监测数据与机器人巡检结果关联。
监测机器人电池、充电状态、通信、定位、传感器和任务执行健康状态。
将检测异常与位置、图像、现场复核、专业检查和维修工单关联。
明确项目属于干线综合管廊、支线综合管廊、小型综合管廊或其他适用地下管线设施。
核查电力舱、燃气舱、综合舱、热力舱、给排水相关区域及其他具体舱室配置。
分析可燃气体、有毒气体、缺氧、触电、高温、积水、消防及其他运行风险。
根据舱室风险、运营管理和设备适用性确定允许进入的区域，设置禁入区和特殊作业区。
根据净空、坡度、地面状态、排水沟及运维目标选择轨道式、轮式、履带式、四足式或其他适用机器人。
明确需要达到的地图定位误差、异常位置标注精度和长距离累计漂移控制要求。
根据底盘形式和坡度条件，确定横滚、俯仰、航向及角速度监测需求。
明确最小需要识别的障碍尺寸、有效检测距离、安全停车条件和传感器盲区。
明确裂缝、渗漏、剥落、管廊断面、构件缺损及其他检测项目。
根据舱室内可能出现的气体种类配置适用检测仪器，明确量程、准确度、响应时间和报警要求。
区分普通积水状态检查、集水坑水位监测和接触式水质检测三种不同任务。
对输水、再生水和其他管线内水体取样，应遵守管线权属单位及运行管理要求，不得擅自开启阀门或破坏管道密封。
核查现有环境与设备监控、消防、可燃气体报警、视频及安全防范系统的合法授权接口。
通过现场测试选择适用的光纤、以太网、专用无线网络、漏泄通信或其他通信方案。
根据巡检距离、任务时长、照明功耗、检测载荷、路线坡度和安全返回余量计算机器人供电需求。
明确机器人通信中断、定位失效、底盘故障、低电量及其他异常时的安全控制和救援流程。
需要记录有效时间戳、位置状态、传感器标定、检测条件、置信度和数据完整性。
系统采用固定式监测与移动机器人巡检协同架构，统一接入管廊运维管理平台。
适用于已建设专用巡检轨道、路线稳定且具有相应安装净空的管廊。通过轨道行走机构、位置编码器、里程参考点和任务载荷执行巡检。
适用于地面较平整、通行空间明确、坡度及障碍满足底盘能力要求的巡检区域。
适用于经过验证的较复杂地面环境，需关注履带滑移、狭窄通道转弯和底盘高度限制。
适用于存在台阶、坡道或局部复杂障碍的巡检场景，但必须评估其稳定性、续航、安全停车和相关舱室准入条件。
利用激光雷达、相机、IMU、编码器和定位参考点建立地图与运动定位。
融合激光、视觉和其他适用安全感知设备，识别通行风险并执行保护动作。
采用工业相机、辅助照明、可选三维扫描及其他专业载荷，采集管廊结构外观数据。
结合高清可见光、红外热成像及可选专项检测设备检查管线与机电设施。
根据舱室危险源配置相应气体检测设备，并与固定式气体监测系统进行数据关联。
通过积水图像、固定液位计和可选接触式水质传感器完成相关任务。
执行定位融合、障碍识别、图像分析、事件判断和数据质量检查。
实现机器人状态上报、任务管理、视频传输和经授权的人工接管。
根据设备形式和安全条件设置自动或人工充电设施。
统一管理舱室地图、机器人任务、固定监测、结构病害、气体、水情、报警和维修记录。
管理管廊空间位置、舱室类型、区段、分支口、入廊管线及设备资产。
负责底盘运动、速度限制、任务执行、制动及安全控制。
由激光雷达、IMU、编码器、视觉系统和适用定位地标组成。
由激光、深度相机、近距离传感器及其他安全检测设备组成。
由高清相机、照明、红外热成像和可选专业检测设备组成。
包括经适用认证的气体传感器、采样系统及检测状态管理模块。
由固定液位计、浸水设备、可选水质探头和取样装置组成。
接入经授权的固定气体报警、消防、水位、温湿度及其他监测系统。
负责导航、图像推理、多源数据关联及本地事件记录。
负责机器人与平台间的数据及控制通信，并提供通信健康状态。
分别保存轨迹、地图、图像、点云、气体、水质、固定传感器和设备状态数据。
执行病害识别、异常趋势、设备健康和巡检任务分析。
对机器人安全、结构异常、气体异常、水情异常及设备故障分类报警。
关联任务调度、人工复核、巡检报告、专业检测和维修工单。
记录机器人在局部地图中的X、Y、Z坐标，并输出定位质量信息。
将机器人位置关联至管廊舱室、区段、工程里程和相关设备编号。
监测机器人横向倾斜状态，辅助识别侧翻或异常运动风险。
记录坡道、地面起伏及机器人纵向姿态变化。
记录机器人行驶方向，与巡检路线和地图进行比较。
通过编码器及融合定位结果估计机器人速度。
监测定位有效性、地图配准、里程偏差和重定位状态。
通过激光雷达和其他适用设备检测行驶路径中的障碍及距离。
检查机器人与管廊侧墙、管道、支架和设备箱之间的距离。
检测台阶、坑洞、排水沟、散落物及其他影响底盘运行的障碍。
识别人员和其他移动目标，按照安全策略采取减速、停止或等待。
利用可见光、深度信息和必要的专用水位设备识别巡检通道的积水风险。
通过高清图像采集和经验证的识别算法发现疑似裂缝。
采用可调角度相机、云台或其他适用机构对管廊顶板进行外观检查。
检查底板可见裂缝、破损、积水和其他表观异常。
记录接缝可见张开、错台、渗漏和密封材料异常。
通过图像及可选深度检测识别疑似剥落和钢筋外露区域。
利用高清图像、可选热成像及其他适用检测手段识别湿斑、滴漏与流淌水迹。
通过经过标定的三维点云对管廊断面和设施空间位置进行检查。
识别指定管线表面的明显腐蚀、外观损坏、异常滴漏或保温层破损等情况。
通过可见光图像记录支架变形、腐蚀、构件缺失和其他明显异常。
对适合图像识别的机械式或数字式仪表开展读数提取，并保存原始图像。
在设备适用的测量距离、发射率和环境条件下获取目标表面热像及温度信息。
根据舱室风险及任务要求配置有效氧气检测设备。
对存在天然气泄漏风险的场景采用适用甲烷检测设备，并符合相关舱室防爆要求。
对排水、污水及其他具有硫化氢风险的区域配置对应传感器。
根据实际危险源及任务需要配置CO检测设备。
根据舱室通风及危险源调查结果选配，不要求所有管廊统一安装全部气体检测设备。
利用固定或移动传感器记录管廊空气温度及相对湿度。
接入固定液位计数据，或在专项任务中使用适用的移动测量方法。
在适用的位置通过固定点式水浸或漏水线缆检测液态水接触。
仅在实际取样条件满足要求时，通过经校准的pH探头测量目标水体。
根据水体性质和采样要求检测电导率，并记录温度补偿情况。
采用适用的光学浊度传感器检测指定水样。
根据水质任务选择温度和溶解氧探头，确保实际接触水体且满足稳定测量条件。
采用机械臂、伸缩探杆、流通池或经批准的采样接口完成水样采集。
在具备适用设备及作业条件时，可增加电缆表面温度、局部放电等专业检测。
记录电量、充电、制动、通信、定位、传感器故障和运行任务状态。
对固定式气体、水位、温湿度及其他监测系统的异常结果发起移动巡检复核任务，但不能因此绕过固定安全保护。
地下管廊通常无法获得可靠GNSS信号，机器人需要利用里程计、IMU、激光雷达、视觉及其他有效参考信息实现定位。
机器人局部位置可表示为：
P(t) = [x(t), y(t), z(t)]T
机器人姿态可以采用横滚角φ、俯仰角θ和航向角ψ表示。
R(t) = [φ(t), θ(t), ψ(t)]T
对于复杂三维运动，实际融合算法宜使用四元数或旋转矩阵进行姿态计算。
机器人位姿由平移向量和旋转状态共同构成，不同传感器数据需要根据已标定的外参转换至统一坐标系。
在适用无滑移近似下：
Δs = rΔφ
其中r为有效轮半径，Δφ为车轮转角。
轮胎打滑、履带滑移和地面不平整会影响里程估计。
轨道式机器人可利用编码器、固定里程标记和轨道参考点确定运行位置。
轨道安装误差、传动打滑和编码器累计误差仍需校核。
通过激光点云配准和地图匹配估计机器人运动，并建立环境地图。
长距离重复管廊结构可能导致地图配准约束不足，应结合里程参考点或其他外部信息校正。
利用相机图像和惯性信息估计机器人运动，低照度、反光和重复纹理可能影响定位可靠性。
采用卡尔曼滤波、因子图优化或其他适用算法融合雷达、视觉、IMU和里程计。
在具有可靠参考位置的条件下：
e = ||Pest - Pref||
其中Pest为估计位置，Pref为参考位置。
应分别评估短距离误差、长期累计漂移和重定位精度。
根据经过测绘和标定的管廊中心线，将机器人局部坐标映射为对应的区段及工程里程。
对于存在分叉、转弯及上下层连接的管廊，不能直接将累计行驶距离作为唯一工程位置。
病害位置应结合机器人位姿、相机安装外参、目标距离及管廊地图进行计算。
机器人当前位置与镜头所看到的缺陷位置通常并不相同。
在统一坐标系下：
d = ||Pobs - Probot||
实际安全控制需要进一步考虑机器人外形、障碍形状、运动方向和安全余量。
在简化匀减速模型下：
Dstop = vTdelay + v²/(2a)
其中v为速度，Tdelay为检测及控制延迟，a为有效减速度。
实际安全距离还应计入路面附着、坡度、载荷和测量误差，并通过现场试验确定。
可采用全局路径规划与局部障碍处理相结合的方法，在允许通行范围内执行巡检。
对于无法确认通行安全的区域，应停止运动并请求人工处理。
根据地面落差、坡度、通道宽度及机器人实际能力判断可通行性。
仅检测到障碍物距离不代表机器人一定能够绕行。
通过经标注和验证的图像识别模型检测疑似裂缝区域，并记录图像位置和模型置信度。
在完成相机几何标定及图像尺度转换后：
w = npixel × spixel
其中npixel为裂缝像素宽度，spixel为对应有效物理尺度。
未经标定的普通图像不能直接用于高精度裂缝宽度测量。
通过三维扫描获取管廊结构表面点云，在具备可靠控制基准及有效配准的条件下进行断面或几何变化分析。
机器人SLAM地图漂移可能影响跨期结构变形计算，因此需要独立测量控制或可靠的稳定参考体系。
红外热成像仪依据目标红外辐射特征估计表面温度。
测量受发射率、反射背景、距离及环境条件影响，图像热点不一定代表内部设备故障。
根据目标气体选用电化学、非分散红外、催化燃烧或其他适用技术。
不同检测原理具有各自的量程、交叉敏感性、响应时间和使用环境要求。
气体测量常见单位包括ppm、%vol及%LEL。
不同单位必须按目标气体和检测仪器的实际定义进行转换，不能直接将%LEL数值等同于%vol。
气体采样可能经过气路输送、传感器响应及信号滤波。
对于移动速度v和有效延迟τ，在简化直线匀速条件下，气体数值与实际采样位置可能产生约：
Δs ≈ vτ
的空间偏移。实际系统应结合采样方式和时间戳进行校正。
不同气体的相对密度和现场通风条件可能影响浓度空间分布。
单一安装高度的机器人气体传感器通常不能完整反映整个舱室不同高度的气体浓度。
当固定安全检测系统报告异常时，机器人数据可用于补充空间检查，但不得以机器人未检测到异常为理由自动解除固定系统的安全报警。
通过电导、光学或其他适用方法检测目标位置是否存在液态水接触。
水浸状态不能直接用于计算实际积水深度。
对于适用的静压测量条件：
h = p/(ρg)
其中p为液体表压，ρ为液体密度，g为重力加速度。
VH = [H(t2) - H(t1)]/(t2 - t1)
可用于分析集水坑积水上涨和排水趋势。
pH、电导率、浊度和溶解氧等指标通常需要与目标水体直接接触或完成有效取样。
传感器应达到相应稳定条件，并根据设备要求实施校准、清洁和补偿。
当检测探头安装在机械臂或伸缩机构末端时，实际采样位置应根据机器人位姿和探头相对位置计算。
不能将机器人中心位置无条件作为实际水质采样位置。
通过有效时间基准将机器人位姿、相机、气体、水质和固定监测数据关联。
不同采样频率的数据应按时间戳及实际测量条件关联，不得简单按照记录序号匹配。
在明确任务点数量和有效完成标准后：
Rtask = Ncompleted/Nplanned × 100%
其中Ncompleted为有效完成任务数，Nplanned为计划任务数。
A = Tonline/Ttotal × 100%
设备在线率与有效检测数据完整率应分别统计。
Age = Tnow - Tlast
当有效数据超过允许更新时间时，应显示为过期或通信异常，而不能继续标记为实时正常状态。
在简化有效能量模型下：
Trun ≈ Eusable/Pavg
实际续航仍受到载荷、坡度、照明、温度、行驶模式及电池健康状态影响。
监测平台应区分真实检测异常、传感器故障、定位质量不足、通信中断和其他数据问题。
可将结构图像、水浸、气体、温湿度和固定监测数据按空间位置关联，为分析病害与环境影响提供参考。
数据之间存在相关性，不代表已经确定了唯一的结构病害原因。
机器人巡检能够提高特定任务的自动化程度，但不能独立完成所有结构承载能力评价、地下管线检测、消防安全确认和人员入廊许可。
展示管廊区段、舱室、机器人、固定传感器及当前异常状态。
显示机器人在管廊地图中的位置、工程里程和定位质量。
展示横滚角、俯仰角、航向角及相关运行状态。
记录巡检线路、任务点、停留位置及异常停车事件。
显示障碍距离、位置、类别及安全控制状态。
支持按舱室、区段、设备和时间编排任务。
提供机器人现场视频和任务图像查看。
对指定裂缝、渗漏、剥落等异常生成候选检测记录。
提供管线、支架、阀门及其他设施的图像检查结果。
展示重点设备热像和必要的温度信息。
根据实际配置显示氧气、甲烷、硫化氢及其他目标气体。
展示集水坑水位、浸水及有效水质采样结果。
将固定气体、温湿度、排水和其他监测数据与机器人巡检任务关联。
显示电池状态、充电记录及必要的低电量维护提示。
支持经过授权的人工远程控制与任务干预。
显示定位、通信、电量、传感器健康及数据有效状态。
对机器人故障、结构异常、气体异常、水情异常和其他事件分类存储。
支持相同区段、构件和设备不同巡检周期的结果比较。
将异常与现场复核、专项检测和维修记录关联。
输出巡检范围、任务完成率、异常位置、检测记录和处理建议。
适用于具备固定巡检轨道及必要安全设计的管廊区段。
根据通道条件选用轮式、履带式或四足式平台。
用于环境感知、定位及障碍检测。
用于姿态与运动状态估计。
用于轮速、轨道运行距离和里程估计。
用于现场图像、结构外观和设备检查。
用于近距离空间感知和障碍分析。
为低照度管廊提供适用的检测照明。
用于目标设备表面温度异常辅助检查。
根据舱室危险源选择对应气体检测设备，并核查整机环境适用性。
按照管廊安全设计及现行规范配置，与机器人巡检形成互补。
用于实际水体采样条件满足要求的专项水质检测。
包括机械臂、伸缩探杆、流通池或其他经授权的采样装置。
用于集水坑、排水沟和重点低洼位置的固定连续监测。
用于定位融合、障碍识别、图像分析和设备管理。
根据现场条件配置光纤、以太网、专用无线通信或其他适用方案。
为机器人底盘、检测设备和通信系统提供供电。
根据实际部署方式及安全条件设置自动停靠和充电。
用于机器人异常运动、碰撞风险和其他故障保护。
| 设备名称 | 主要功能 | 配置原则 |
|---|---|---|
| 巡检机器人本体 | 移动、制动、任务执行 | 核心配置 |
| 激光雷达 | 定位、建图、障碍检测 | 按定位方案配置 |
| IMU | 姿态、角速度、惯性状态 | 核心配置 |
| 运动编码器 | 行驶距离、运动速度 | 按底盘形式配置 |
| 高清摄像机 | 结构与设备图像 | 核心检测配置 |
| 深度相机 | 近距离障碍感知 | 按安全与导航需求配置 |
| 专用照明 | 低照度图像采集 | 建议配置 |
| 红外热成像仪 | 设备表面测温 | 任务选配 |
| 气体检测模组 | O₂、CH₄、H₂S、CO等 | 按舱室危险源配置 |
| 固定气体检测报警设备 | 连续安全检测 | 按适用规范独立配置 |
| 固定水位和水浸传感器 | 积水水位、浸水状态 | 按排水风险配置 |
| 多参数水质仪 | 水温、pH、电导率、浊度等 | 专项选配 |
| 水质采样机构 | 探头接触水体或取样 | 水质任务配套 |
| 三维扫描模块 | 结构断面、点云 | 专项选配 |
| 边缘计算主机 | 定位、导航、图像分析 | 核心配置 |
| 工业通信网关 | 远程数据和任务管理 | 核心配置 |
| 电池及电源系统 | 机器人供电 | 核心配置 |
| 自动充电设施 | 停靠、充电 | 按项目选配 |
| 设备自诊断模块 | 电量、链路、传感器状态 | 基础配置 |
| 机械安全保护装置 | 急停、制动、故障保护 | 核心配置 |
综合管廊机器人及检测传感器应根据舱室环境、通道条件、风险等级、任务目标和监测精度进行选型。
以下为工程方案阶段的参考选型范围，并非SIYB某一具体产品的实际规格或性能承诺。正式项目应以产品技术文件、校准报告、适用认证和现场测试结果为准。
| 设备或指标 | 参考选型范围 | 工程要求 |
|---|---|---|
| 机器人行驶速度 | 参考0.2～1.0m/s巡检模式 | 按通道、制动距离和任务要求验证 |
| 机器人续航 | 参考2～6h或按任务配置 | 按实际载荷、照明及路线测试 |
| 机器人位置 | 输出坐标、里程、定位质量 | 须建立实际地图及外部参考基准 |
| 机器人姿态 | 横滚角、俯仰角、航向角 | 关注误差、温漂和长距离稳定性 |
| 激光雷达 | 测距能力按舱室尺寸及目标选择 | 关注反光管线、小目标和重复结构影响 |
| 障碍检测周期 | 参考10Hz以上或按安全分析确定 | 与速度及安全停车距离相匹配 |
| 工业相机 | 参考500万～2000万像素等规格 | 根据目标缺陷尺寸及成像距离选型 |
| 视频采集 | 参考15～30fps或按任务配置 | 关注运动模糊和通信带宽 |
| 红外热成像 | 温度范围和像素按目标设备选择 | 需核查发射率、测距和标定 |
| 氧气检测 | 参考0～25%vol或按任务确定 | 使用符合应用要求的检测设备 |
| 一氧化碳检测 | 参考0～1000ppm或按风险确定 | 关注准确度和响应时间 |
| 硫化氢检测 | 参考0～100ppm或其他适用量程 | 关注交叉敏感性及校准 |
| 甲烷检测 | 按ppm、%vol或%LEL选择 | 核查目标气体、危险区域和整机适用性 |
| 固定温湿度传感器 | 湿度参考0～100%RH | 关注长期高湿环境稳定性 |
| 集水坑水位计 | 参考0～1m、0～3m或其他量程 | 根据井深及排水风险确定 |
| 水质pH | 参考0～14pH | 需具备实际水样及校准条件 |
| 水质电导率 | 参考0～20mS/cm或按水体配置 | 关注温度补偿和水质适用性 |
| 水质浊度 | 参考0～1000NTU或其他量程 | 关注污染、气泡及稳定时间 |
| 通信方式 | 工业以太网、光纤、专用无线等 | 现场覆盖、延迟和失联策略 |
| 设备防护 | 按IP等级及危险区域条件选型 | IP等级不能代替防爆适用性认证 |
应根据实际地图、参考点和巡检路线验证定位精度，不应未经测试统一承诺全程厘米级绝对定位。
应分别核查横滚、俯仰和航向测量性能，关注长期累计误差。
应根据目标裂缝最小尺寸、相机距离和像素尺度确定有效检测能力。
应以实际目标气体、传感器有效量程、响应时间及适用标准为依据。
应结合真实水体介质、采样方式和稳定测量要求进行选型。
对可能存在爆炸性气氛的舱室，应根据危险区域要求核查机器人整机、驱动电机、电池、开关、通信设备、传感器和其他组件的适用性。
普通工业机器人不得仅凭安装可燃气体探测器直接进入危险区域。
应完成障碍检测、制动、通信失联、定位异常、紧急停止和必要的救援测试。
显示全部舱室、区段、机器人、固定监测设备和异常事件。
展示管廊位置、内部结构、管线、设备及监测结果。
在管廊地图中显示当前位置、实际轨迹和巡检任务点。
显示横滚、俯仰、航向、速度和运动安全状态。
展示障碍物距离、位置与安全处理状态。
查看裂缝、渗漏、剥落及其他异常图像。
查看管线、支架、阀门及相关设备的检查结果。
查看热像、温度趋势和异常位置。
按舱室展示移动与固定气体检测结果。
显示积水、水位和有效水质采样数据。
查看固定环境与设备监控系统授权提供的状态数据。
管理巡检路线、任务计划、任务点及实际完成情况。
显示机器人电量、定位、通信、传感器故障和其他状态。
显示设备在线、数据过期、异常中断和数据缺失。
保存异常时间、舱室、位置、数据、图像和处理过程。
支持相同结构构件和管线设备不同巡检周期的数据比较。
将异常与专业复核、人员安全、设备检查及相关应急措施关联。
自动生成巡检路线、检测结果、异常分布和设备状态报告。
分析机器人长距离定位漂移、重定位失败和地图匹配异常。
根据障碍分布、通道宽度和机器人运行记录识别需要重点维护的路线。
采用经过验证的图像模型识别疑似裂缝并关联位置。
通过可见光图像、可选热成像和固定水浸数据辅助识别异常受水区域。
根据图像和几何信息检查表观损坏。
对可见腐蚀、支架异常、保温层破损和相关设备状态进行识别。
在可比设备运行条件下分析表面温度异常。
将有效气体检测结果与机器人位置及固定监测数据关联，辅助确定需要复核的区域。
根据固定液位计分析集水坑水位上涨及排水效果。
对经过有效采样的不同水质测点开展对比。
将固定报警与移动巡检时的图像及检测数据联系起来，提高异常复核信息的完整性。
统计机器人通信故障、电池维护、定位失败和任务中止情况。
通过人工复核结果评估缺陷识别模型的准确率、召回率和误报情况。
根据历史异常位置、巡检时长和安全条件调整任务路线。
对已维修的结构、管线或设施开展相同位置的复检比较。
根据不同舱室的危险源、历史异常及专业管理规则，对重点复查区域进行分类管理。
应分别对机器人运行安全、结构异常、气体、水情、水质和设备故障建立预警规则。
天然气、电力、污水和普通综合舱的安全控制要求不同，不能使用单一阈值或统一机器人运行策略覆盖全部舱室。
当机器人无法确认可靠位置时，根据安全策略减速、停止或请求人工接管。
当机器人姿态达到已验证的风险条件时，执行相应安全动作。
当障碍距离不足以保证安全停车时，执行减速或紧急停止。
通信中断后，应按预先验证的安全模式处理，不得默认继续进入未知区域。
根据剩余电量、安全返回条件及任务需求执行停止深入、返回或请求救援。
对疑似新增裂缝、剥落、渗漏及其他重大外观异常生成专业复核任务。
对热像异常、管线外观缺陷、设备损坏和其他指定异常生成预警。
按照目标气体及适用安全要求建立相应报警规则。
当固定气体检测系统报警时，应优先执行相关安全预案，不能等待机器人再次确认后才采取必要的保护措施。
对积水、集水坑水位异常和排水设备状态异常进行分类报警。
在水质数据有效且具备适用评价依据的条件下，对异常变化进行提示。
对传感器失效、采样异常、定位误差过大和时间戳异常生成独立诊断事件。
出现轻微异常或检测置信度不足时，开展数据核查和趋势观察。
结构、设备或环境检测结果持续异常时，安排现场专业复核。
当出现明显结构病害、持续气体异常或重要设备失效迹象时，应按照专业风险控制要求组织检查和处置。
当出现危险气体泄漏、火灾、明显结构失稳、严重积水或其他直接危及安全的情况时，执行运营单位的应急预案，并采用相应人员与设备安全控制措施。
异常发现 → 数据有效性核查 → 位置确认 → 专业复核 → 风险判断 → 安全处置 → 维修与复查 → 结果归档。
重要的固定式气体、消防和其他专用安全保护系统应按照其专业设计独立发挥作用。普通巡检平台不应绕过相关保护机制。
收集管廊竣工图、舱室分布、管线配置、设备清单和运营资料。
识别天然气、污水、电力、高温、积水和其他特殊危险源。
根据运营管理要求和设备适用性确定允许机器人运行的舱室及区段。
根据通道净空、坡度、障碍和安装条件选择轨道式或其他移动平台。
根据结构、气体、水情和水质任务配置实际需要的传感器。
检测管廊内实际网络覆盖、延迟和通信盲区。
通过现场测绘、激光扫描和已有资料建立机器人地图。
完成雷达、相机、IMU和编码器等传感器的坐标标定与定位精度验证。
设置任务路线、停靠点、禁入区、关键设备和必要的返回条件。
对不同代表性障碍验证检测能力和停车安全性。
依据设备要求完成相应功能检查、校准及采样响应验证。
使用适用标准溶液及取样程序进行验证。
利用已知尺寸目标和现场病害样本检查检测分辨率与识别性能。
按照授权范围接入固定式气体、温湿度、水位及其他相关数据。
验证通信中断、数据缓存、安全停止及恢复策略。
验证不同任务工况下的续航、充电和低电量保护。
完成代表性巡检任务，检查导航、障碍检测、专业检测和数据管理功能。
提交机器人规格、适用认证、地图、检测参数、功能测试、安全策略和运维资料。
检查机械结构、行走机构、驱动电机、制动及相关安全装置。
检查激光雷达、编码器、IMU和定位地标状态。
检查镜头污染、补光、图像质量和相关连接。
按照适用要求开展功能检查、校准、更换和记录管理。
检查探头污染、校准、取样机构和测量稳定性。
固定气体、消防、水位等系统按照各自专业要求独立维护。
监测电池健康、充电状态和相关故障，按要求维护更换。
检查通信覆盖、网络设备、链路质量和恢复能力。
当管廊改造、管线调整或通行路线发生变化时更新地图。
记录结构缺陷识别及障碍检测算法版本，按验证结果维护。
定期验证急停、障碍停车、通信失联、低电量和定位异常等保护逻辑。
制定机器人卡阻、失电、失联及无法返回时的安全救援程序。
保存轨迹、原始图像、检测结果、异常事件和维护记录。
通过自动化任务和一致的检测流程，减少部分重复性人工操作。
将连续固定监测与周期性机器人巡检数据统一管理。
通过多传感器融合与地图参考实现管廊内位置管理。
根据舱室与通道条件选择不同移动平台。
辅助完成裂缝、剥落和渗漏等表观异常检查。
根据实际危险源配置适用气体检测载荷。
按照实际需求扩展积水、水位与有效水质采样能力。
将机器人电量、通信、定位和检测设备状态纳入统一管理。
按照舱室、区段、管线和设备编号管理巡检成果。
建立巡检任务、检测数据、异常复核与维修记录的完整档案。
适用于长距离、多区段和多管线集中运营的地下综合管廊。
适用于支线管廊结构、管线和附属设施巡检。
重点检查电缆、设备、支架、温度及其他经批准的专项检测项目。
适用于给水、通信、再生水和其他适用管线及附属设施巡检。
仅在设备满足对应危险区域安全要求并完成运营授权时开展规定检测任务。
适用于管道外观、保温层、设备表面温度及相关环境检查。
适用于管道外观、阀门、支架和可见漏水检查。
适用于管线巡检及经批准的水质专项取样。
适用于积水、管线状态及经风险评估的气体检测任务。
适用于积水状态、水位和排水设施检查。
适用于施工缝、变形缝、裂缝和渗漏病害检查。
适用于设备、支架、阀门和局部障碍检查。
适用于结构修复、管线维修及其他处治完成后的历史对比。
适用于采用BIM、GIS、机器人及固定监测结合的综合运营管理项目。
对符合自动巡检条件的区段，减少部分重复性行走及人工数据整理工作。
在合法、适用的工作条件下，减少人员进入部分复杂区域开展例行检测的需求。
通过位置与图像关联形成可追溯的结构病害记录。
提高管线外观、设备状态和红外检查结果的集中管理能力。
通过固定和移动数据结合，为专业气体风险管理提供补充信息。
在适用任务中建立积水和水质检测记录。
通过异常位置标注、图像记录与工单管理辅助开展针对性复核。
通过电量、定位、通信和传感器故障检测，降低部分巡检任务异常中断的风险。
应综合机器人采购、轨道或通信建设、充电设施、专业检测设备、维护及人工巡检成本开展测算。
Bnet = Binspection + Bmaintenance + Bmanagement - Csystem
其中各项收益和成本应根据实际工程资料确定。
没有真实项目数据时，不应承诺固定的巡检效率提升比例、事故减少率或投资回收周期。
住房和城乡建设部于2024年11月29日发布局部修订公告，相关修订自2025年4月1日起实施。原标准名称《城市综合管廊工程技术规范》修改为《城市综合管廊工程技术标准》，标准编号调整为GB/T 50838-2015。
正式项目应采用修订后的现行适用内容。
自2019年8月1日起实施，可为管廊本体、附属设施、入廊管线巡检与安全管理提供技术依据。
该标准对天然气管道巡检设备与防护装备的防爆要求，以及人员进入天然气舱室前的气体检测等具有明确规定，项目应按适用要求执行。
自2018年7月1日起实施，包含统一管理平台、环境与设备监控、安全防范、火灾报警、可燃气体报警及通信系统等内容。
该现行强制性国家标准自2025年6月1日起实施，适用于其规定范围内的可燃气体、有毒有害气体和氧气检测报警仪器。
可为涉及爆炸性环境的设备选型与适用性评价提供技术依据。
对于需要进入相应危险区域的机器人，还应核查适用的其他防爆标准、设备认证和整机风险。
对于适用的特殊设施工程，应结合2024年公告对该规范部分内容的修改和废止情况采用现行有效要求。
自2023年4月1日起实施，可为适用地下管廊防水工程提供强制性基础要求。
可为综合管廊结构工程的相关安全与性能要求提供依据。
可用于设备外壳防尘、防水能力评价。
IP防护等级不代表机器人具有防爆使用资格。
可为机器人机械危险源识别、安全设计和风险减小提供参考。
当项目涉及饮用水、再生水、地表水、地下水或排放水检测时，应先确认水体性质和管理目标，再选择相应的现行水质监测与评价标准。
不能因为机器人安装了pH、电导率和浊度传感器，就认定其能够完成所有法定水质检测任务。
管廊机器人、固定监测、气体安全、结构检测和水质检测属于不同专业领域。正式工程应根据实际任务、危险区域和现行标准分别设计、验证和验收。
资料来源：黄石市人民政府网站2025年4月10日发布的地下综合管廊智能运维报道。
项目背景：黄石大冶湖核心区地下综合管廊全长约19公里，集中敷设自来水、电力、燃气、污水、通信等多种城市管线。
系统组成：项目采用地下综合管廊综合管理平台，结合环境与设备监控、安全防范、通信、消防和其他管理功能。
机器人配置：公开报道介绍，管廊综合舱内设置轨道式智能巡检机器人，搭载红外热成像、高清摄像、气体探测、温湿度传感器和光电停障等设备。
运行方式：机器人采用自主或遥控方式执行巡检，并将检测数据通过网络传回管理中心。
部署规模：公开报道记载，该管廊每天有6个巡检机器人执行任务。
工程参考价值：该案例展示了轨道式巡检机器人与固定式环境和设备监控系统相结合的实际应用。
技术边界：该案例所涉及的机器人功能和效率数据属于公开项目报道，不能据此推断所有舱室都采用相同机器人，也不能将综合舱机器人视为自动具备燃气舱防爆资格。
案例声明：该项目不属于SIYB自有业绩。
公开资料：黄石市人民政府地下综合管廊智能运维报道。
资料来源：福建省人民政府门户网站2026年5月23日发布的《像做CT，透视城市“生命线”》。
项目背景：厦门市运营地下综合管廊超过120公里，集中管理多种市政入廊管线。
固定监测：公开报道介绍，管廊内部署超过2.6万个物联传感器及3000余路高清视频监控设备，对环境、设备和相关安全状态进行监测。
气体监测：项目针对相关风险设置甲烷、氧气、硫化氢等不同气体传感器。
水情与设备联动：系统对温湿度、液位等异常进行监测，并与通风及排水管理功能关联。
机器人巡检：报道记录了环东海域美山路地下综合管廊的机器人自动巡检应用，对入廊管线及管廊主体开展状态检查。
平台架构：项目采用BIM与GIS相结合的数字孪生平台，将机器人和固定传感器数据与管廊空间及设备位置关联。
工程参考价值：该案例直接体现了本方案的“固定监测、机器人巡检、多源融合、统一管理”技术路线。
技术边界：公开资料并不意味着所有机器人均具备接触式水质检测功能，也不意味着全部管廊结构参数已通过机器人实现高精度连续测量。
案例声明：该项目属于厦门市相关单位公开工程，不代表SIYB参与实施。
官方资料：像做CT，透视城市“生命线”。
资料来源：深圳市人民政府门户网站2025年4月24日转载的《“机器狗”巡检前海电缆隧道》。
项目背景：深圳前海地下电缆隧道内部设备密集、空间受限，传统人工巡检需要投入较多时间，并存在检测盲区。
机器人形式：南方电网深圳供电局开展四足智能巡检机器人试点应用。
导航技术：机器人采用激光雷达与视觉融合的SLAM导航技术，支持隧道地图构建、自主导航和障碍识别。
检测内容：配置可见光、红外热成像、气体检测和局部放电检测等载荷，对电缆及相关设施开展巡检。
机械臂应用：公开资料介绍机器人搭载可伸缩机械臂，用于将检测设备靠近指定目标。
能源管理：报道还介绍了多站点充电以及低电量返回充电的相关设计。
工程参考价值：该案例说明在复杂地下电缆通道内，四足机器人可以与激光视觉导航、机械臂及专业检测设备结合。
适用边界：该项目为电缆隧道试点，不应自动视为已在天然气舱或其他爆炸性危险区域取得运行许可。
案例声明：该案例不属于SIYB自有项目。
官方资料：深圳政府在线：机器狗巡检前海电缆隧道。
资料来源：湖南省人民政府门户网站2018年5月23日发布的综合管廊运营报道。
项目背景：长沙劳动东路地下综合管廊属于已投入运营的城市地下综合管廊项目，承担重要电力及其他管线敷设功能。
系统架构：管廊综合管理平台采用BIM与GIS相结合的管理方式，集成环境、安防、火灾预警及其他子系统。
机器人配置：公开报道介绍，该区段部署智能巡检机器人，采用红外高清摄像及气体检测等技术开展巡检。
运营管理：通过机器人巡检和人工巡检相结合的方式，对管廊设施开展检查。
工程参考价值：该案例说明管廊移动巡检与BIM/GIS空间管理、固定安全监测系统的结合具有实际工程应用基础。
适用边界：报道中的运行模式和设备配置应按对应项目理解，不代表全部管廊可以采用完全无人值守的安全管理方式。
案例声明：该项目不属于SIYB自有业绩。
官方资料：湖南省人民政府综合管廊运营报道。
资料来源：天创机器人公开的重庆巴南区地下综合管廊巡检机器人项目资料。
项目背景：相关综合管廊全长约10.12公里，地下约10米，包含电力、燃气、通信等不同管线。
机器人部署：企业资料介绍，项目采用2套T3-C挂轨巡检机器人。
巡检内容：对指定管线及附属设施开展运行状态检查，在发现高温等异常时提供报警。
工程参考价值：该案例说明固定轨道式机器人适合在具有稳定行驶线路和专用安装条件的管廊中执行重复性巡检。
技术边界：相关建设和运行效果属于企业公开工程资料，应与第三方独立验收数据区分。机器人进入天然气相关区域的条件仍需以实际设备认证及工程安全要求为准。
案例声明：该项目不属于SIYB自有业绩。
企业资料：重庆市巴南区地下综合管廊巡检机器人项目。
资料来源：深圳市发展和改革委员会2025年7月11日发布的《综合管廊智能巡检机器人》需求资料。
建设需求：针对综合管廊巡检工作量大、自动化程度不足等问题，提出融合AI识别、可见光、红外热成像和机器人载体的巡检需求。
检测任务：包括墙体损坏、裂缝、锈蚀、管道漏水、保温层破损、人员入侵和通道障碍等异常识别。
工程参考价值：该公开需求展示了综合管廊机器人在结构、管线和环境巡检方面的典型功能方向。
案例属性：该资料属于项目需求发布，不能将其表述为已完成部署或已通过验收的成功案例。
案例声明：不属于SIYB自有工程业绩。
政府资料：深圳市发展和改革委员会综合管廊智能巡检机器人需求。
拟建设的综合管廊综合在线监测项目，应首先按照舱室类别及危险源进行系统规划，再选择机器人形式和具体检测任务。
对于普通综合舱，可重点建设机器人定位、姿态、障碍检测、结构外观、管线设备及环境巡检。
对于电力舱，可根据专业条件扩展红外热成像、局部放电和相关设备检测。
对于燃气舱，应以满足要求的固定式气体检测报警与专业安全管理为基础，机器人进入必须经过相应整机适用性验证与运营授权。
对于积水和排水风险较明显的区域，可将固定水位、水浸监测与移动巡检结合。
对于确有水质检测任务的区域，应设计合法、有效的取样方式，不得默认普通管廊机器人能够直接测量密闭管道内部水质。
本节为SIYB技术实施参考，不代表已经完成的商业项目。正式发布自有成功案例时，应以真实客户、设备型号、现场照片、监测数据和验收资料为依据。
[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部. GB/T 50838-2015《城市综合管廊工程技术标准》及2025年实施的局部修订[S].
[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部. GB 51354-2019《城市地下综合管廊运行维护及安全技术标准》[S].
[3] 中华人民共和国住房和城乡建设部. GB/T 51274-2017《城镇综合管廊监控与报警系统工程技术标准》[S].
[4] 国家市场监督管理总局, 国家标准化管理委员会. GB 12358-2024《作业场所环境气体检测报警仪器 通用技术要求》[S].
[5] 国家市场监督管理总局, 国家标准化管理委员会. GB/T 3836.1-2021《爆炸性环境 第1部分：设备 通用要求》[S].
[6] 中华人民共和国住房和城乡建设部. GB 55028-2022《特殊设施工程项目规范》及现行修订[S].
[7] 中华人民共和国住房和城乡建设部. GB 55030-2022《建筑与市政工程防水通用规范》[S].
[8] 中华人民共和国住房和城乡建设部. GB 55001-2021《工程结构通用规范》[S].
[9] 国家市场监督管理相关标准化主管部门. GB/T 4208-2017《外壳防护等级（IP代码）》[S].
[10] 国家市场监督管理相关标准化主管部门. GB/T 15706-2012《机械安全 设计通则 风险评估与风险减小》[S].
[11] 黄石市人民政府. 地下综合管廊智能巡检与全生命周期健康监测相关工程报道[EB/OL]. 2025-04-10.
[12] 福建省人民政府门户网站. 像做CT，透视城市“生命线”[EB/OL]. 2026-05-23.
[13] 深圳市人民政府. “机器狗”巡检前海电缆隧道[EB/OL]. 2025-04-24.
[14] 湖南省人民政府. 长沙地下综合管廊建设运营及机器人巡检报道[EB/OL]. 2018-05-23.
[15] 天创机器人. 重庆市巴南区地下综合管廊巡检机器人项目[EB/OL].
[16] 深圳市发展和改革委员会. 综合管廊智能巡检机器人[EB/OL]. 2025-07-11.
[17] 中建智能技术有限公司. “智慧线+机器人”管廊运维系统相关工程应用资料[EB/OL]. 2022.
[18] 地下综合管廊自动巡检及灭火机器人的研究与应用[J]. 电工技术, 2026. DOI:10.19768/j.cnki.dgjs.2026.04.005.
GB/T 50838-2015《城市综合管廊工程技术标准》局部修订：住房和城乡建设部官方公告。
GB 51354-2019《城市地下综合管廊运行维护及安全技术标准》：住房和城乡建设部官方公告。
GB/T 51274-2017《城镇综合管廊监控与报警系统工程技术标准》：中国建筑工业出版社标准资料。
GB 12358-2024《作业场所环境气体检测报警仪器 通用技术要求》：国家标准信息。
GB/T 3836.1-2021《爆炸性环境 第1部分：设备 通用要求》：国家标准信息。
黄石大冶湖核心区地下综合管廊智能巡检：黄石市人民政府工程报道。
厦门城市综合管廊智能监测与机器人巡检：福建省人民政府工程报道。
深圳前海电缆隧道四足机器人试点：深圳市人民政府报道。
长沙地下综合管廊机器人巡检：湖南省人民政府报道。
重庆巴南区地下综合管廊机器人项目：天创机器人公开工程资料。
深圳机场卫星厅综合管廊机器人技术需求：深圳市发展和改革委员会官方资料。
综合管廊自动巡检及灭火机器人研究：2026年公开研究论文。
城市地下综合管廊综合环境监测方案，以机器人位置、姿态、障碍感知为移动巡检基础，以任务相关结构、气体和水质检测为专业扩展，以固定监测系统和智能管理平台为协同支撑，建立适用于不同舱室和运行条件的综合在线监测体系。
系统采用轨道式、轮式、履带式或其他适用移动平台，结合激光雷达、IMU、编码器和视觉技术，实现无卫星信号环境下的位置估计、姿态监测、路线执行和障碍检测。
结构检测采用高清图像、辅助照明、可选红外热成像和三维扫描技术，辅助发现裂缝、渗漏、剥落、接缝异常和管线附属设施的可见病害。
气体检测根据不同舱室的危险源配置氧气、甲烷、硫化氢、一氧化碳及其他必要检测设备，并与现有固定式气体安全监测系统进行数据关联。
水情检测通过固定式水位和水浸传感器掌握积水状态；在实际取样条件满足要求的情况下，可以增加pH、电导率、浊度和溶解氧等接触式水质检测任务。
管廊综合管理平台将机器人实时轨迹、结构图像、气体、水位、水质、固定监测数据和设备状态统一关联至舱室、工程里程、管线和具体设施。
系统支持任务调度、异常识别、远程接管、历史对比、设备健康监测、报警管理、巡检报告和维修工单，形成可追溯的数字化运维流程。
在工程实施时，应严格区分机器人自身位姿与管廊结构变形，区分周期性移动检测与连续固定监测，区分可见水迹与可量化水质指标。
对于天然气舱及其他可能存在爆炸性气氛的区域，必须依据实际危险区域要求开展设备选型、整机安全验证和运行授权，普通机器人不能直接进入。
对于涉及重要气体报警、消防、排水和人员安全的系统，应按专业要求保持有效的独立保护机制，不能以机器人巡检作为唯一保障。
通过多机器人形式适配、专业传感器按任务配置、固定与移动监测协同、异常预警和运维闭环，可构建面向城市地下综合管廊的智能巡检与环境监测体系，为城市生命线基础设施长期安全运行和数字化养护提供持续的数据支持。
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