为城市管网装上“智慧眼”

团队成员与机器人合影。□受访者供图

机器人在模拟管道中进行实验。□受访者供图

地下数米，淤泥没到脚踝，一台11公斤重的机器人贴着管壁一路向上，在90度垂直的管道内停了两秒，随即继续攀爬，将管网内部的裂缝、腐蚀等病害精准识别并实时回传至地面。

这台名为“灵枢碳循”的全地形自适应巡检机器人，出自安徽信息工程学院的一支大学生创客团队之手。在第十五届“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛中，这支平均年龄22岁的团队凭借该项目入围现代服务与社会治理赛道全国总决赛。从发现城市管网运维痛点，到突破核心技术壁垒，再到实现规模化应用与成果转化，这群“95后”“00后”用扎实技术与创新思维，为城市管网装上了“智慧眼”。

城市供排水管网如同城市的血管和脉络，维系着市民日常生产生活安全。据统计，我国供排水管道总长超378万公里，超半数管道服役年限超过20年，老化破损、淤积堵塞、路面塌陷等隐患频发。长期以来，高危管道人工下井作业风险大、效率低，传统巡检机器人适配性差、极易卡管打滑，“进不去、看不清、定不准”的行业困境始终困扰着市政管网运维工作。

2023年9月，该校大数据与人工智能学院学生李子睿带领团队，开启城市管网运维专项社会实践。队员们跟随芜湖市湾沚区运维师傅深入井下一线，目睹泥泞昏暗的管网作业现场：脚踝深的淤泥遍布管道内部，垂直陡峭的管段无法人工抵达，老旧管网病害隐蔽难查，传统检测方式费时费力、隐患重重。

真实的一线场景让队员们深受触动。“市面上的设备适配不了复杂管网工况，人工作业又存在极大安全隐患，那我们就自主研发一台适配全场景的智能巡检机器人”。下定决心后，这支跨专业团队迅速分工协作，嵌入式算法、视觉识别、市场运营、技术统筹各司其职，搭配专业教师与企业工程师双向指导，正式开启技术攻坚之路，立志用科创破解城市治理难题。

暗无天日、积水淤积、管壁湿滑、垂直陡峭，复杂多变的地下管网环境是机器人研发路上最大的阻碍。为了让设备适配DN300至DN1000毫米各类管径，实现全地形稳定巡检，团队从零起步，在机械结构、驱动系统、智能算法上全方位创新突围。

针对传统机器人刚性结构易卡壳、无法适配变径管道的短板，团队独创分布式柔性变径技术，自研六组独立伺服伸缩系统与柔性偏转轮组，实现机器人连续无级变径，在积水淤泥工况下通过率高达98.7%，真正做到灵活适配各类管道环境。

考虑到地下管网湿滑、垂直攀爬难，团队引入了磁电复合增摩驱动与MPC（模型预测控制）双闭环策略。机器人能够自动吸附管壁，附着力达到100%，打滑率被严格控制在2%以下。“哪怕是在90度垂直的管道里，巡检机器人也能以0.3米/秒的速度平稳攀爬，整体抗扰性能提升了24%。”李子睿自豪地说。

“不仅要走得稳，更要看得准、测得精。队员胡紫轩介绍，为提升病害识别精度，团队整合相机、激光雷达等多源数据，优化滤波与配准算法，自研YOLO26深度学习模型，让管网裂缝、腐蚀、淤积等病害识别率达98.6%，百米定位误差不足0.2米，可实现管线三维毫米级重建，精准锁定每一处地下病害隐患。

无数个日夜的反复调试、迭代优化，一次次实验室测试、一次次井下实操改良，让这台11公斤重的智能机器人，练就了适配全地形、高精度、高效率的硬核本领。

“实验室里的数据再漂亮，也要经得起泥泞现场的考验。”为检验设备实战能力，团队主动对接芜湖市湾沚区城建公司，将“灵枢碳循”机器人（以下简称“灵枢”）投入真实管网作业现场实战检验。

在一处淤积严重、工况复杂的管网深处，机器人灵活穿梭、平稳攀爬，精准识别各类管道病害，清理超95%的管道淤积物，识别准确率稳定在99%。“以前人工配合传统设备巡检一公里，至少需要4个小时，现在用‘灵枢’，1.5个小时就能高质量完成，效率整整提升了3倍。”湾沚区城建公司的现场负责人对这款由大学生研发的设备赞不绝口。

过硬的技术、亮眼的实战成果，让项目收获诸多认可。目前，该设备已累计巡检管网超32公里，通过CNAS权威认证，整体技术达国内领先水平，获评地方政府科创典型案例，还与科大讯飞子公司达成产学研合作。团队已斩获“挑战杯”全国总决赛入围资格，市场化落地稳步推进，累计签订182万元意向订单。

“我们的目标不仅是卖设备，更是用非开挖作业大幅减少市政施工对城市交通和居民生活的影响。”李子睿算了一笔“生态账”：相较于传统的大面积开挖修复，使用“灵枢”进行精准检测与微创修复，单台设备预计可减少15吨碳排放，以实际行动助力国家“双碳”目标实现。目前，随着全国管网改造工程全面推进，团队已成立科创公司，规划创造多个高技术岗位，带动数百人就业，持续深耕管网智能运维领域。

“城市的安全藏在地下，我们愿做守护城市生命线的提灯人。”李子睿表示，团队将持续推进技术迭代与市场化落地，深耕实体经济，以青年科创之力，持续为城市安全治理、智慧市政建设赋能，让青春创新在民生一线绽放光彩。

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责任编辑：李斌

文章来源：http://www.anfangnews.com/2026/1105/17578.shtml