机器人在排水管道中的研究和应用

第37卷第9期2012年9月环境科学与管理ENVIRONMENTALSCIENCEANDMANAGEMENTVol.37No.9Sep．2012收稿日期:2012－06－28基金项目:上海市重点科技攻关项目:排水管道多功能检测设备关键技术研究与集成(10231201400)作者简介:柏蔚(1989－)，女，同济大学在读硕士研究生，研究方向:城市排水管道改建。通讯联系人:李怀正文章编号:1674－6139(2012)09－0045－06机器人在排水管道中的研究和应用柏蔚1，李怀正1，陈卫兵2，汤霞1(1．长江水环境教育部重点实验室同济大学，上海200092;2．中国石油乌鲁木齐石化公司，新疆乌鲁木齐830019)摘要:机器人作为自动执行工作的机器装置，近几十年来已成为国内外研究及应用的热点。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它能到达人不能到达的地方，并协助或取代人类完成工作。文章介绍了城市排水管道在检测及维修方面所面临的问题，阐明了机器人在排水管道应用的必要性，评述了机器人在排水管道中的相关研究及各种检测和维修技术的性能特点，并对排水管道机器人在检测、维修及标准化方面未来的发展做出展望。关键词:排水管道;机器人;检测;维修中图分类号:X22文献标识码:AResearchandApplicationofRobotsinSewerPipesBaiWei1，LiHuaizheng1，ChenWeibing2，TangXia1(1．KeyLaboratoryofYangtzeAquaticEnvironmentofMinistryofEducation，TongjiUniversity，Shanghai200092，China;2．UrumchiPetrochemicalCompanyofChinaPetroleum，Urumchi830019，China)Abstract:Asakindofdevicethatimplementsmissionautomatically，robothasgraduallybecomethefocusofresearchandapplicationfordecadesbothhomeandabroad．Itcanbothaccepthuman'scommandsandrunprogramseditedinadvance．Itcanalsoactaccordingtoprinciplesmadebyartificialintelligenttechnology，reachesplaceswherehumanscan'tandassistsorreplacespeopletoaccomplishworks．Thisarticleintroducestheproblemsurbansewersarefacingininspectionandrehabilitation，andde-scribesthenecessityofrobots'applicationinsewers．Therelatedresearchofsewerrobotsandthepropertiesofdifferenttechnolo-giesofinspectionandrehabilitationinsewerswereintroduced．Thispaperalsoputsforwardprospectsforthefutureofsewerrobotsininspection，rehabilitationandstandardization．Keywords:sewerpipe;robot;inspection;rehabilitation1城市排水管道面临的问题随着城市化进程的深入，城市地下管网的规模也不断扩大，但大批的排水管道因为铺设时间久远，现在已纷纷达到或接近使用年限，甚至很多管道没有达到使用年限就因为老化而发生泄漏、破爆事故。中国排水管道的现状令人堪忧，修建于20世纪50年代左右的排水管道已使用大约60年，它们在污水长年累月的侵蚀以及其他外界因素的作用下，容易破损而引起污水泄漏［1］，造成环境污染和社会经济损失，危害不容小觑。以排水管道过量地下水渗入为例，其危害包括:(1)侵占管道的设计负荷，影响排水安全性;(2)加剧环境污染，影响污水处理厂按设计参数运行，降低了污水处理厂的运行效率和处理效果;(3)对于合流制管道，过量地下水渗入导致雨天溢流事件频发，溢流时间变长，加剧了对受纳水体的污染;(4)增加污水输送和处理成本;(5)影响交通与管道设施的使用等等［2］。2006年1月的北京京广桥事件中，东三环路京广桥东南角辅路污水管线发生漏水事故，导致三环路南向北方向部分主