城市地下管网被称为城市运行的“生命线”。
从燃气管道到排水管网,再到工业输送管线,管道系统里任何一处破损、沉降或堵塞,都可能引发安全事故、环境污染和民生影响。
然而在不少地区,管道巡检与评估仍较依赖人工经验和分散设备,尤其面对空间狭窄、环境复杂、腐蚀性强或可燃可爆等工况,检测效率与安全性难以兼顾,成本压力也制约了常态化、精细化运维的推广。
问题在一线尤为突出。
调研显示,中小型运维单位往往面临“三难”:一是设备投入高、更新慢,“用不起”;二是管网点多线长、工况多变,“检不全”;三是定位不准、数据不连续,难以形成有效的风险处置闭环,“管不准”。
随着城市更新和地下空间开发加速,老旧管网改造与增量管网并存,管道健康管理的需求从“出了问题再修”转向“提前发现、及时干预”,对检测手段的智能化、标准化提出更高要求。
在这一背景下,湖南交通工程学院电气与信息工程学院吴濂俊、曾垂洋等15余名学生组成跨专业团队,研发“星驭管察——北斗管道检测机器人”。
据介绍,该项目工程样机已通过多场景验证,并在稳定性与适用性方面取得阶段性进展。
团队成员来自电子信息工程、电气工程、物联网、软件工程等方向,在校内教师指导下,与衡阳睿豪科技有限公司开展协同研发,探索从技术研发到产品转化、再到市场验证的路径。
从技术路线看,项目的关键在于把“定位、通过、成本”三项核心约束协同解决。
其一,定位与数据连续性是管道检测的基础。
团队采用“北斗+IMU”多源融合思路,力图在复杂环境下提升定位与姿态感知能力,为缺陷标注、风险点复核和后续维修提供更可靠的坐标依据。
其二,面对管径变化、障碍物与不同材质内壁,自适应机械结构旨在增强通过性,减少卡滞与重复作业,提高单次作业覆盖率。
其三,针对行业普遍反映的设备价格门槛,通过模块化硬件设计、算法轻量化部署与供应链优化,降低购置与使用成本,让智能检测工具更易进入中小单位的日常运维体系。
这一成果的意义不仅在于单一设备的研制,更在于对城市安全治理方式的补位。
管网风险具有隐蔽性和累积性,若能通过更可及的检测手段提高巡检频次、提升数据质量,有望推动运维从“点状处置”走向“系统治理”。
对城市管理部门而言,连续、可追溯的数据将提升隐患排查的针对性;对燃气、排水、工业管道运营主体而言,提前识别薄弱环节可降低停供停产风险;对公众而言,城市“生命线”更稳,意味着更可预期的安全与更有韧性的城市运行。
从原因分析看,近年来多地推进新型城市基础设施建设与数字化治理,地下管网的精细化管理成为重要方向。
但行业长期存在设备价格高、维护成本高、专业人才缺口与作业安全风险等结构性难题,导致先进技术在基层和中小运营主体的渗透不足。
高校团队以工程实践为牵引,面向真实场景打磨样机,并通过校企协同补齐制造、试验与应用验证环节,有助于加快成果从实验室走向工地现场。
对策层面,推动此类技术形成规模化应用,还需在标准、场景与机制上同步发力。
一是加强与市政、燃气、排水等主管部门和运营单位的联合测试,建立覆盖不同管径、不同介质、不同环境的测试体系,形成可比对、可复用的评价指标。
二是以应用闭环为导向完善产品能力,既要“能进得去、走得通”,也要“看得清、标得准、可回溯”,并与现有运维平台实现数据对接。
三是探索更符合基层需求的供给方式,如按需配置、租赁服务、以检促管等模式,降低一次性投入压力,提升使用黏性。
四是强化人才培养与安全作业规范,确保设备应用与现场管理同步提升,避免“有设备无体系”的断档。
前景方面,随着城市更新持续推进、老旧管网改造提速以及监管要求趋严,管道检测市场对“智能化、低门槛、可规模化”的产品需求将进一步扩大。
若“星驭管察”等成果能够在更多典型场景中完成持续验证,并在可靠性、维护便利性与数据可用性方面形成稳定表现,有望成为城市管网精细化运维的补充力量,为地下空间安全治理提供更普惠的工具选择。
项目已在相关创新创业与科技竞赛中获得奖项并引发关注,也反映出以需求牵引、以工程化落地为导向的创新路径正在形成。
从实验室到工程应用,从技术突破到产业落地,这支青年团队的探索实践生动诠释了创新驱动发展的时代要义。
当北斗之光照进城市地下深处,当智能技术以普惠姿态走向千家万户,我们有理由相信,在产学研协同创新的道路上,会有更多像"星驭管察"这样的项目涌现,为建设更加安全、智慧、韧性的现代化城市贡献青春力量与科技智慧。