項目研究和實驗的目的、內容和要解決的主要問題
現代城市的正常運行，背后需要一個極其復雜的體系來支撐---城市管網。每座建筑都有很深的地基，加之在建筑下面掏洞修管道也無法實施，因此這些管網不會從街區的中間斜穿而過，而是與道路并行。當管線出現問題的時候，如果是小問題，還勉強能夠應付；可是如果有了大問題，或者線路升級，就必須把道路挖開了。不僅影響交通，還勞民傷財。
隨著城市的發展，地下綜合管廊必成為發展的趨勢，即在城市地下建造一個隧道空間，將電力、通信，燃氣、供熱、給排水等各種工程管線集于一體，設有專門的檢修口、吊裝口和監測系統，實施統一規劃、統一設計、統一建設和管理。地下管廊不僅保了持路容完整和美觀，在檢修時對居民生活沒有過多影響，有效利用了道路下的空間，節約了城市用地。便于各種管線的敷設、增減、維修和日常管理。
目前中國僅有北京、上海、深圳、蘇州、沈陽等少數幾個城市建有綜合管廊
，許多城市管廊在建當中。目前，全國正在開展地下綜合管廊建設示范試點。在15年確定了“地下綜合管廊”十大試點城市。16年又確定包括廣州、成都在內的十五個試點城市。除此之外，各地對城市地下綜合管廊建設也具有很高的積極性，不少省市主動請纓搞項目試點，并紛紛出臺相關規劃。地下綜合管廊的建設狀況欣欣向榮。這便是著名的“馬路拉鏈”現象。
截止至18年3月1日，湖南地下管廊建設項目多達66個。據悉，這66個在建地下綜合管廊項目分布在長沙市、湘潭市、衡陽市、衡山縣、邵陽市、常德市、郴州市、益陽市、永州市、吉首市、張家界市、祁陽縣等12個市縣。其中，長沙市項目最多，共31個，長沙市也是全國首批“地下綜合管廊”十大試點城市之一。目前，長沙市首座地下綜合管廊控制中心在雨花區高鐵新城落成，將利用管廊內已經布有的監控和安全防范等多項系統，將實現對管廊的24小時智能監控。
地下管廊的正常運行，少不了精心的維護。由于管廊位處地下，通風條件差，空氣質量不能保證，還時長產生積水的情況，其環境情況堪憂。而且隧道通常短則幾公里、長則數十公里。使用人員進行巡檢將耗費大量的人力資源，且巡檢時須攜帶大量裝備，增加身體負擔，影響巡檢任務。而且人工巡檢數據記錄落后、主觀性強，通常以目測為主，不同工作經驗、技能水平人員對巡檢質量影響極大，數據分析可行性差，且易發生漏巡、錯巡等，巡檢質量差。若出現責任心不強的巡檢人員，會造成巡檢不到位，漏檢等現象，致使地下管廊各設施存在一定的安全隱患，從而造成嚴重的后果。并且地下綜合管廊的運維情況及其復雜一旦發生險情，巡檢人員生命安全將受到威脅，更無法處置危情。如此廣袤的工作區域，巡檢人員不可能完全實時掌握地下管廊運行工況。
于是管廊巡檢機器人應運而生，管廊機器人可以對管廊內的電力、水力、通訊管線設施進行表面外觀與實時發熱情況分析。全面監測管廊內各類設施設備狀態，管廊巡檢采用標準化設備分類及數據管理，數據客觀、安全性高、可追溯，不受作業人員心理狀態、作業水平等影響，不產生漏巡及錯巡等，防患設備故障隱患，巡檢質量高，提高了管廊管理效率。其環境適應能力強，惡劣環境下照常巡檢，可深入危情現場，將現場情況及時上傳到決策中心，并配合處理異常。采用綜合化的運維管理平臺，將機器人系統、環境監測系統等多維子系統進行高度融合，使作業平臺更專業、更專一。
本項目致力于研究其環境監測部分，設計以及制作出其環境監測子系統，安裝至管廊巡檢機器人上實現其環境監測的功能。
本項目研制的管廊巡檢機器人的環境監測子系統，致力于實現以下功能：
（1）空氣質量檢測：由于管廊位處地下，氣體不易流通，很容易產生有害氣體超標的情況，對人員和設備產生安全隱患，管廊巡視機器人攜帶氣體檢測芯片，可識別有害氣。實現對氣體如甲醛、二氧化碳、硫化氫、氧氣等濃度定量監測，以及周圍溫濕度等環境信息。
（2）溫度檢測：紅外測溫，觀測現場的溫度情況，智能分析設備及電線的溫度分布情況，智能識別熱源、火災源，發生事故時能及時報警，保證安全。
（3）視頻監控：管廊巡視機器人攜帶高清攝像頭巡檢管廊，我們通過圖像觀察設備的運行狀況，觀察現場狀況。還可進行智能算法圖像處理對所拍攝設備的圖片進行智能識別，分析設備的損壞情況。
（4）水位檢測：地下濕氣重，易積水，管廊巡視機器人有積水檢測功能，可檢測水位情況，防止損壞設備以及危險的發生。
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