项目名称：智能巡检灭火机器人

成果简介：

电力隧道作为城市输电网络的核心载体，长期面临环境复杂（有毒气体、潮湿、高温）、人工巡检风险高、传统监测设备功能分散等痛点，导致火灾、积水等事故频发，年均经济损失超百亿元。本项目研发的智能巡检灭火机器人，深度融合AI视觉识别、多传感器融合、动态灭火联动等核心技术，提出轨道式多机协作巡检模式，实现电缆状态实时监测（红外热成像精度±0.5℃）、环境隐患智能预警（气体检测响应时间＜1s）、火灾精准定位与灭火（覆盖面积≥16㎡/次）的一体化闭环管理。系统搭载高可靠轨道导航（定位精度±30mm）与MESH无线通信（带宽≥6Mbps），突破长隧道供电（续航10km）与复杂地形适应性难题，较德国柏林巡检车体积缩小60%，巡检效率提升3倍（达1200米/小时），故障冗余切换时间＜100ms。降低运维成本40%，事故响应时间缩短至2分钟，实现“监测-预警-处置-追溯”全流程无人化的解决方案。

主要技术创新点：

（1）多模态感知与智能诊断技术

创新集成高精度红外热成像（36倍光学变焦）、多光谱气体传感（支持O₂/H₂S/CH₄等6类气体）、声纹识别模块，基于边缘计算构建电缆接头热缺陷预测模型（误差＜5%），实现设备异常（如温升＞5℃/h）与环境风险（如积水深度＞10cm）的毫秒级预警，误报率低于0.1%。

图1 红外热成像

（2）轨道式高可靠导航系统

研发高强度工字型铝合金轨道（弯道半径≥2m）与分布式超声避障装置，结合里程计+激光SLAM的混合定位算法，攻克轮式机器人易脱轨难题，定位精度达±30mm，坡度适应能力提升至15°，支持80m/min高速巡检与紧急制动（停车距离＜800mm）。

图2 轨道式高可靠导航系统

（3）动态灭火协同控制架构

设计灭火机器人集群调度算法，通过OPC UA协议联动隧道消防设施（风机/排水泵），依托超细干粉喷射技术（引爆时间＜2s）与火源定位模型（红外+视觉融合），实现60m³空间全覆盖灭火，较传统气体灭火效率提升70%。

图3 灭火流程

（4）能源与通信冗余保障体系

研发接触式感应充电站（效率85%+防爆设计），每500米布设节点，支持10km续航；构建基于802.11ac的MESH网络（漫游切换＜100ms），集成QoS分级传输机制，保障4K红外视频（带宽≥6Mbps）与多机控制信号的实时同步，系统可用性达99.99%。 

图4 通信系统简图