生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為支撐生態(tài)文明建設(shè)和高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵力量，正面臨著轉(zhuǎn)型升級(jí)的迫切需求。環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力，正成為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展的核心力量。本欄目將聚焦生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的新技術(shù)、新裝備、新材料、新模式，深入宣傳推廣科技創(chuàng)新成果，及時(shí)發(fā)布環(huán)境技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)項(xiàng)，全面介紹行業(yè)內(nèi)的實(shí)用技術(shù)裝備和示范工程，引導(dǎo)行業(yè)持續(xù)創(chuàng)新，加快數(shù)字、智慧、科技的融合賦能，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)全面綠色轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)力量。
 

　　生態(tài)環(huán)境保護(hù)實(shí)用裝備
 

　　2023-Z-5
 

　　申報(bào)單位
 

　　合肥中盛水務(wù)發(fā)展有限公司
 

　　推薦單位
 

　　安徽省環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)
 

　　一、技術(shù)簡(jiǎn)介
 

　　適用范圍
 

　　智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)備主要適用于地埋式和半地埋式污水處理廠，如污水處理廠生化池、雨水調(diào)蓄池、綜合管廊、污泥處置中心、制水廠砂濾池等多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。通過整合機(jī)器人技術(shù)、多傳感器技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)封閉式污水池全天候、全方位、全自主智能巡檢、監(jiān)控，及時(shí)反饋水環(huán)境狀況，同時(shí)有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度，降低系統(tǒng)運(yùn)維成本，提高污水處理廠智能化管理水平，保證污水處理廠的運(yùn)行安全，填補(bǔ)該領(lǐng)域技術(shù)空白。
 

　　技術(shù)原理
 

　　1、巡檢機(jī)器人體積小，能夠快速地到達(dá)人工不能輕易到達(dá)的位置進(jìn)行巡檢；
 

　　2、在巡檢過程中采集水池內(nèi)相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析可以協(xié)助人工判斷水池運(yùn)行狀況；
 

　　3、對(duì)智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)可以設(shè)置定時(shí)巡檢任務(wù)，實(shí)現(xiàn)全天候自動(dòng)巡檢。
 

　　工藝路線
 

　　1、行走裝置及定位跟蹤：巡檢機(jī)器人采用懸掛式軌道，通過橡膠輪與軌道面的摩擦力進(jìn)行移動(dòng)，通過軌道安裝的光柵進(jìn)行機(jī)器人位置定位及校準(zhǔn)；
 

　　2、數(shù)據(jù)精準(zhǔn)采集：通過機(jī)器人本體安裝的攝像頭進(jìn)行視頻或者圖像數(shù)據(jù)的采集；通過機(jī)器人本體安裝的氣體傳感器與溫濕度傳感器采集污水廠水池內(nèi)的氣體參數(shù)與環(huán)境參數(shù)；采用無線組網(wǎng)的通訊實(shí)現(xiàn)對(duì)巡檢數(shù)據(jù)及運(yùn)行狀況的采集；
 

　　3、自動(dòng)分析：異常情況自主返航，信號(hào)系統(tǒng)自主反饋；自動(dòng)選擇最優(yōu)路線，自主返航完成充電；自動(dòng)生成巡檢報(bào)表，巡檢過程全記錄。
 

　　裝備性能參數(shù)及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
 

　　運(yùn)行速度：≤0.5M/S可調(diào)
 

　　定位精度：≤30mm
 

　　續(xù)航時(shí)間：≥4KM
 

　　工作溫度：-35℃——+60℃
 

　　工作濕度：5%——93%(無冷凝水)
 

　　云臺(tái)性能：垂直范圍 0°——+90°；水平范圍 0°——355°
 

　　攝像頭性能：分辨率：1920 * 1080；變焦倍數(shù)：光學(xué)變焦4倍，數(shù)字變焦16倍
 

　　防護(hù)等級(jí)：IP66
 

　　應(yīng)用效果
 

　　在一般污水處理廠的整個(gè)污水處理環(huán)節(jié)中，運(yùn)維人員需要每隔幾個(gè)小時(shí)就要進(jìn)行一次例行巡檢，而在污水處理的環(huán)節(jié)中，有很多場(chǎng)景運(yùn)維人員無法輕易到達(dá)，同時(shí)還需要進(jìn)行安全防護(hù)，對(duì)水廠的運(yùn)行增加了大量的人力物力，本套裝備應(yīng)用到污水處理廠后，運(yùn)維人員只需要在中控室，通過設(shè)置巡檢機(jī)器人的巡檢任務(wù)就能夠完成日常的巡檢工作，有效地降低運(yùn)維人員的工作強(qiáng)度和危險(xiǎn)系數(shù)，同時(shí)能夠根據(jù)巡檢機(jī)器人采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行工況與設(shè)備的分析，提高了水廠的運(yùn)行效率，減少了水廠系統(tǒng)的運(yùn)維成本。
 

　　研發(fā)背景
 

　　為了保證污水處理廠的正常工作，需要定期對(duì)污水處理廠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)巡檢，以保障污水處理廠安全運(yùn)行。國(guó)內(nèi)大多數(shù)污水處理廠的巡檢任務(wù)都是由人工完成的，耗時(shí)耗力，特別是封閉式生化池通常是巡檢人員在開孔的池板上探頭觀察或手持儀表巡查，觀察難度大、巡視死角多、工作強(qiáng)度大，且池內(nèi)環(huán)境復(fù)雜惡劣，并聚集有毒有害氣體易導(dǎo)致人員中毒，危險(xiǎn)性很大。同時(shí)，生化池內(nèi)有機(jī)物在厭氧消化過程中會(huì)釋放大量的甲烷和硫化氫，通過檢查孔溢出后，遇到火星極易發(fā)生爆炸，對(duì)巡檢人員及整個(gè)污水池的安全會(huì)造成非常嚴(yán)重的威脅。由于人工巡檢的局限性，獲取的池內(nèi)曝氣情況容易失真，會(huì)造成無法準(zhǔn)確地判斷污水處理設(shè)施的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，對(duì)最終的出水水質(zhì)造成嚴(yán)重的影響，存在化學(xué)污染的可能性。
 

　　本項(xiàng)目研發(fā)的智能巡檢機(jī)器人，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)池內(nèi)H2S、NH3、CH4、O2的濃度、拍攝污水曝氣狀況，解決了信息采集及反饋的不精確不及時(shí)等問題，杜絕了人員傷害、爆炸風(fēng)險(xiǎn)以及潛在的化學(xué)污染，對(duì)污水處理廠安全運(yùn)行起到非常重要的作用，并將智能化、信息化、自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用到封閉式污水處理單元，開創(chuàng)了封閉式污水池巡檢的新思路，為未來污水處理大數(shù)據(jù)平臺(tái)系統(tǒng)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域技術(shù)空白，意義重大。
 

　　裝備特點(diǎn)
 

　　本套設(shè)備是以巡檢機(jī)器人為核心的智能巡檢系統(tǒng)，整合機(jī)器人技術(shù)、視頻檢測(cè)技術(shù)、多傳感器融合技術(shù)、導(dǎo)航定位技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水池的全天候、全方位、全自主智能巡檢和監(jiān)控，有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度，降低系統(tǒng)運(yùn)維成本，提高正常巡檢作業(yè)和管理的自動(dòng)化和智能化水平。
 

　　智能巡檢機(jī)器人采用模塊化設(shè)計(jì)，主要構(gòu)成部件都可進(jìn)行模塊化拆裝，提高了維修的便利性。整套系統(tǒng)采用基于無線組網(wǎng)通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)搭建寬窄、固移結(jié)合的巡檢通信系統(tǒng)，建立數(shù)據(jù)傳輸通道，解決移動(dòng)、遮蔽非視距等復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景下的巡檢通信需求。
 

　　二、典型應(yīng)用案例
 

　　案例名稱
 

　　白龍港污水處理廠提標(biāo)改造工程BLG-E11標(biāo)項(xiàng)目(智能機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)備安裝及調(diào)試)
 

　　案例簡(jiǎn)介
 

　　上海白龍港污水處理廠提標(biāo)改造工程，白龍港污水廠廠外新征用地分為三塊，分別為西北地塊、西南地塊和南部地塊。西北地塊布置50萬m3/d 一級(jí)A全流程地下污水處理廠，西南地塊布置20 萬m3/d生物處理設(shè)施，南部地塊布置50萬m3/d生物處理設(shè)施和180萬m3/d深度處理設(shè)施，另50萬m3/d深度處理設(shè)施設(shè)置在廠區(qū)現(xiàn)狀用地內(nèi)。
 

　　我司在該項(xiàng)目中主要負(fù)責(zé)生化池內(nèi)部使用的智能巡檢機(jī)器人的供貨及安裝調(diào)試工作，主要是配合污水處理廠能夠?qū)嵤┯^察到地埋封閉式生化池內(nèi)部運(yùn)營(yíng)實(shí)景觀察，同時(shí)對(duì)曝狀態(tài)進(jìn)行分析監(jiān)查，為污水處理廠的運(yùn)營(yíng)工作提供助力。
 

　　達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)或性能要求
 

　　運(yùn)行速度：≤0.5M/S可調(diào)
 

　　定位精度：≤30mm
 

　　續(xù)航時(shí)間：≥4KM
 

　　工作溫度：-35℃——+60℃
 

　　工作濕度：5%——93%(無冷凝水)
 

　　云臺(tái)性能：垂直范圍 0°——+90°；水平范圍 0°——355°
 

　　攝像頭性能：分辨率：1920 * 1080；變焦倍數(shù)：光學(xué)變焦4倍，數(shù)字變焦16倍
 

　　防護(hù)等級(jí)：IP66
 

　　業(yè)主單位
 

　　上海電科智能系統(tǒng)股份有限公司
 

　　投運(yùn)時(shí)間
 

　　自2019年6月19日—2020年12月31日
 

　　工藝流程
 

　　1、行走裝置及定位跟蹤：巡檢機(jī)器人采用懸掛式軌道，通過橡膠輪與軌道面的摩擦力進(jìn)行移動(dòng)，通過軌道安裝的光柵進(jìn)行機(jī)器人位置定位及校準(zhǔn)；
 

　　2、數(shù)據(jù)精準(zhǔn)采集：通過機(jī)器人本體安裝的攝像頭進(jìn)行視頻或者圖像數(shù)據(jù)的采集；通過機(jī)器人本體安裝的氣體傳感器與溫濕度傳感器采集污水廠水池內(nèi)的氣體參數(shù)與環(huán)境參數(shù)；采用無線組網(wǎng)的通訊實(shí)現(xiàn)對(duì)巡檢數(shù)據(jù)及運(yùn)行狀況的采集；
 

　　3、自動(dòng)分析：異常情況自主返航，信號(hào)系統(tǒng)自主反饋；自動(dòng)選擇最優(yōu)路線，自主返航完成充電；自動(dòng)生成巡檢報(bào)表，巡檢過程全記錄。
 

　　運(yùn)行情況
 

　　智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)池內(nèi)H2S、NH3、CH4、O2的濃度，并進(jìn)行曝氣狀況分析預(yù)測(cè)，達(dá)到設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)定的功能。
 

　　智能巡檢機(jī)器人替代人工在地下污水處理廠進(jìn)行巡檢，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)池內(nèi)H2S、NH3、CH4、O2的濃度、拍攝污水曝氣狀況，解決了信息采集及反饋的不精確不及時(shí)等問題，杜絕了人員傷害、爆炸風(fēng)險(xiǎn)以及潛在的化學(xué)污染，對(duì)污水處理廠的安全運(yùn)行起到非常重要的作用，智能巡檢機(jī)器人通過集成高清圖像、自動(dòng)化水質(zhì)采樣于一體，實(shí)現(xiàn)曝氣池實(shí)時(shí)作業(yè)狀態(tài)信息與樣本的采集。通過氣泡群圖像分析對(duì)曝氣狀態(tài)進(jìn)行智能判斷與曝氣量統(tǒng)計(jì)，曝氣智能識(shí)別分析預(yù)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)曝氣量的識(shí)別與預(yù)測(cè)，對(duì)生物反應(yīng)池運(yùn)行健康狀態(tài)的精準(zhǔn)診斷。智能巡檢設(shè)備軟件監(jiān)控平臺(tái)可對(duì)污水廠進(jìn)行集中監(jiān)控和管理，可對(duì)所轄廠區(qū)內(nèi)多組系統(tǒng)進(jìn)行更高層次的綜合控制和管理，將智能化、信息化、自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用到封閉式污水處理單元，開創(chuàng)了封閉式污水池巡檢的新思路，也為未來污水處理大數(shù)據(jù)平臺(tái)系統(tǒng)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域技術(shù)空白。
 

　　三、技術(shù)申報(bào)單位聯(lián)系信息
 

　　單位名稱：合肥中盛水務(wù)發(fā)展有限公司
 

　　單位地址：安徽省合肥經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)九龍路與榮成路交口東湖高新創(chuàng)新中心19幢
 

　　聯(lián)系人：王兵兵
 

　　原標(biāo)題：環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力 |智能巡檢機(jī)器人系統(tǒng)