城市地下排水管道、油气输送管道如同城市的“地下血管”,承担着污水排放、能源输送等关键功能,其健康状况直接影响城市的正常运行与居民的生活质量。然而,随着城市发展进程加快,部分地下管道因使用年限较长、地质沉降、水体腐蚀等因素,容易出现裂缝、腐蚀、渗漏等缺陷,若未能及时发现并维修,可能引发道路塌陷、水体污染、能源泄漏等严重事故。近日,华侨大学研发的“智鱼巡检”仿生机械鱼正式亮相市政管道巡检现场,这款外形酷似金枪鱼的机械鱼,凭借小巧灵活的体型与精准的检测能力,可自主潜入水下管道开展全方位巡检工作,精准锁定各类管道缺陷,为城市地下管网运维提供了安全、高效的智能化解决方案,赢得了现场运维人员的一致认可。
在厦门某市政排水管道巡检现场,记者亲眼见证了“智鱼巡检”仿生机械鱼的作业过程。工作人员仅需两名操作人员配合,一人负责将机械鱼平稳放入管道入口,另一人通过上位机系统发出简单的巡检指令,机械鱼便会自主启动巡检任务,缓缓潜入漆黑的管道深处。在游动过程中,其搭载的高清视觉模块会以10帧/秒的速率实时拍摄管道内壁的详细情况,拍摄的图像与检测到的缺陷数据,通过水声通信模块稳定传输至地面控制中心。在控制中心的显示屏上,原本漆黑模糊的管道内部环境变得清晰可见,管道内壁的每一处细节都纤毫毕现,即使是宽度仅1.5mm的微小裂缝、直径不足2mm的细小腐蚀斑点也无所遁形。系统还能自动标记缺陷的精准位置(误差≤5cm)、尺寸大小,并根据缺陷特征自动判断缺陷类型(如裂缝、腐蚀、渗漏等)与严重程度,生成包含缺陷类型、位置、尺寸、严重程度及修复建议的详细巡检报告,为后续维修工作提供精准、可靠的依据。“以前人工排查地下管道,我们需要先打开井盖通风,再佩戴防毒面具、防水服等厚重装备下井,不仅劳动强度大,还时刻面临缺氧、有毒气体中毒、管道坍塌等诸多安全风险。”现场一位有着十多年运维经验的王师傅感慨道,“尤其是对于一些直径不足1米的狭窄管道,工作人员根本无法进入,只能依靠内窥镜等简单设备初步排查,很容易出现漏检、误判的情况。去年我们负责的一段管道就因为漏检了一处细小裂缝,最终导致污水渗漏,污染了周边土壤,后续修复花费了几十万元。现在有了这款机械鱼,体积小、灵活度高,能轻松进入传统设备无法到达的狭窄区域和弯曲路段,检测效率比人工提升了十几倍,而且全程无需人工下水,安全性大大提高,我们的工作压力也减轻了不少。”据现场项目团队成员介绍,此次对该段长度800米的市政排水管道巡检,“智鱼巡检”系统仅用了4个小时就完成了全链路巡检,共发现3处轻微腐蚀、1处细小裂缝,而相同路段采用人工巡检,至少需要3天时间才能完成。
这款备受好评的“智慧小鱼”,其核心优势在于精准的检测能力、强大的环境适应性与超长的续航能力。它搭载的高性能OpenMV视觉处理模块,配合自适应曝光LED补光灯与自主优化的图像增强算法,即使在浑浊的污水、含沙量较高的水体中,也能清晰捕捉管道内壁的微小缺陷,检测准确率超95%;“模块化机身+柔性尾鳍”的仿生设计,让它能够在弯曲度较大的管道中灵活转向,轻松适配500mm-2000mm不同直径的管道场景,彻底解决了传统设备的卡滞问题;而经过优化的低功耗电源管理系统,搭配高容量锂电池,让其续航时间达到6小时以上,能够连续完成1000m管道的巡检任务,大幅提升了运维效率,减少了设备频繁回收充电的麻烦。
据华侨大学项目团队负责人介绍,“智鱼巡检”系统的应用场景并非局限于市政地下管网,其凭借出色的抗腐蚀性能与环境适应性,还可广泛应用于海洋油气输送管道、工业循环水管道、水库输水管道、核电站冷却水管等多种水下场景。以海洋油气输送管道为例,这类管道长期处于深海高压、高腐蚀环境中,传统巡检设备不仅适配性差,还面临海水强腐蚀、暗流冲击等挑战,而“智鱼巡检”系统的抗腐蚀机身与灵活推进系统,能够在深海环境中稳定作业;在工业循环水管道场景中,水体中含有大量杂质,透明度低,系统的增强型视觉检测方案能够有效克服这一问题,精准识别管道内的结垢、腐蚀等缺陷。该系统的推广应用,将有效降低水下管道巡检的人力成本、设备成本与安全风险,据测算,单条管道采用该系统巡检,每年可节省运维成本30%-50%。同时,系统能够提前发现管道潜在隐患并及时发出预警,推动管道运维模式从传统的“事后维修”向“预防性维护”转变,大幅减少管道泄漏、破裂等事故造成的巨额经济损失与严重环境污染。例如,在油气输送管道领域,一次小型泄漏事故的处理成本就超百万元,若能通过提前巡检发现隐患并修复,可直接避免这类损失。未来,团队还将继续深耕技术优化,进一步提升系统的智能化水平,比如增加AI自主决策修复建议功能,让系统不仅能发现缺陷,还能根据缺陷情况自动推荐最优修复方案;拓展多机协同巡检功能,实现多条机械鱼同步作业,提升大面积管道的巡检效率;同时研发更小型化的版本,适配直径300mm以下的超窄管道巡检场景,让这款“智慧小鱼”更好地守护城市“地下血管”与海洋能源运输通道,为我国基础设施安全运维贡献更多高校智慧与力量。
