綜合管廊是城市重要的市政基礎設施，可實(shí)現給水、排水、電力、通信、燃氣等各類(lèi)市政管線(xiàn)的集成化管理，便于后期維護與檢修，保障城市“生命線(xiàn)”的正常運行。自2015年以來(lái)，我國綜合管廊建設規模和里程已達到世界前列，目前已將重心從建設轉移到運維上，周期智能化管理已成為今后我國綜合管廊運維中需要實(shí)踐和貫徹的重要理念，而智能化運維新技術(shù)應用，旨在實(shí)現管廊的智能化管理，提升運維效率及水平。

城市綜合管廊運維中需要達到的目標是：保障結構及管線(xiàn)正常運行、與城市綜合防災機制聯(lián)動(dòng)和確保城市地下國土的安全；直觀(guān)顯示運維情況和精細管理資產(chǎn)情況；節省能量開(kāi)支和減少管道漏損。提升運維管理水平的新技術(shù)有BIM+可視化技術(shù)和大數據+人工智能技術(shù)。

1 智能巡檢機器人

智能巡檢機器人（Intelligentinspection Robot）系統利用掛軌式或輪式機器人在綜合管廊內進(jìn)行巡檢等任務(wù)，可有效減輕巡檢人員的工作量，還能彌補監控系統只能定點(diǎn)監控的缺陷。

結合人工智能技術(shù)，目前智能巡檢機器人可以做到：

1. 自主完成巡檢任務(wù)并出具體檢報告

智能巡檢機器人可設定基本任務(wù)，運維人員通過(guò)選擇任務(wù)、編排順序、選擇巡檢管段等操作，定義日檢內容并由機器人自主執行。機器人工作過(guò)程中，無(wú)須人工干預，系統自動(dòng)將數據上傳到服務(wù)器進(jìn)行數據分析。在體檢報告中可展示隱患點(diǎn)現狀以及異常數據。

2. 智能識別滲漏水等管廊病災

經(jīng)過(guò)大量真實(shí)照片的訓練后，系統可針對該條管廊的特征滲漏水作出標示，幫助巡檢人員篩選出隱患點(diǎn)，并且記錄該隱患點(diǎn)的歷史變化趨勢，巡檢人員只需對篩選出的隱患點(diǎn)作重點(diǎn)補救或監控病災的演變趨勢。

3. 完整、準確的巡檢數據采集

智能巡檢機器人系統可實(shí)現連續且完整數據采集的方式。從依靠巡檢人員經(jīng)驗判斷隱患轉變?yōu)閿祿撝蹬卸ㄟM(jìn)行隱患告警。從沒(méi)有數據檔案的維護歷史轉變?yōu)榇髷祿治鲞M(jìn)行歷史重現和趨勢預判。

4.應急狀態(tài)下的高速馳援和現場(chǎng)實(shí)時(shí)監控

當出現緊急狀況時(shí)，機器人可通過(guò)高速馳援，先于救援人員到達事故現場(chǎng)，回傳現場(chǎng)實(shí)況畫(huà)面和現場(chǎng)環(huán)境參數（如O2、CO、H2S、CH4氣體濃度，溫濕度等），以協(xié)助制定救援方案，自帶的語(yǔ)音通話(huà)功能可提高救援效率。

5.對接綜合管理平臺，提升智慧化水平

智能巡檢機器人系統在數據采集、數據分析、實(shí)時(shí)監控和應急處理上的優(yōu)勢，必將成為綜合管廊運維平臺的有效補充。靈活的接口對接能力，還可以將信息數據對接至更高一級的智慧管理平臺，尤其為突發(fā)事件的多部門(mén)協(xié)同解決提供了技術(shù)支持。如果將智能巡檢機器人與現有的弱電、安防系統對接，則可實(shí)現多系統聯(lián)動(dòng)，提升整體管廊運維系統的智能化。

下表為傳統人工巡檢+固定傳感器的巡檢方式，和智能巡檢機器人巡檢方式的效率優(yōu)化對比。

2 BIM+AR技術(shù)

增強現實(shí)（AugmentedReality, AR），在人們的生產(chǎn)生活的現實(shí)環(huán)境中疊加由計算機生產(chǎn)的圖像、視頻、3D模型等。增強現實(shí)硬件作為人工智能的核心硬件之一，集成了大量的人工智能技術(shù)，例如通過(guò)物體識別技術(shù)識別和理解現實(shí)環(huán)境、依靠語(yǔ)音識別技術(shù)檢測和分析用戶(hù)指令、利用空間同時(shí)定位及建圖判別所在空間中的位置等等。

目前，在現有AR設備的基礎上，針對BIM行業(yè)的特殊工作環(huán)境，研制適用于BIM行業(yè)工作環(huán)境的AR分體式設備，搭建具有物體識別、基于深度學(xué)習的異常目標檢測、BIM模型輕量化、3D內容管理的云服務(wù)平臺，開(kāi)發(fā)面向BIM行業(yè)的基于A(yíng)R技術(shù)的智能化應用，并進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化示范，從而協(xié)助工程設計、施工監理、工程維保等企業(yè)人員提高工作效率，具體的建設工作如圖所示:

運用到綜合管廊運維的BIM+AR可以實(shí)現以下功能：

1.基于視覺(jué)的異常檢測

基于視覺(jué)的異常檢測功能利用BIM匹配和深度學(xué)習檢測技術(shù)進(jìn)行協(xié)同決策，智能檢測場(chǎng)景中的異常?；贐IM匹配技術(shù)的異常檢測即將建筑的三維模型疊加到真實(shí)場(chǎng)景之上，通過(guò)真實(shí)場(chǎng)景與三維模型的1:1匹配，檢測出建筑中存在的異常。通過(guò)對異常樣本的大量學(xué)習，能夠得到不同類(lèi)型異常的本質(zhì)特征，從而對真實(shí)場(chǎng)景中的異常進(jìn)行檢測?；谏疃葘W(xué)習的異常目標檢測對于位置的要求不高，因此能夠很好地補充BIM匹配技術(shù)的不足。真實(shí)場(chǎng)景圖像在同時(shí)經(jīng)過(guò)上述兩種檢測方式處理后，再通過(guò)智能化的協(xié)同決策系統進(jìn)行最終的決策處理，智能判定異常類(lèi)型和異常位置。

2.智能化BIM信息呈現

智能化BIM信息呈現基于增強現實(shí)系統中的多種人工智能技術(shù)，將BIM模型直接嵌入到真實(shí)場(chǎng)景中，通過(guò)虛實(shí)融合的方式，實(shí)現智能化BIM信息呈現。首先，增強現實(shí)系統中的物體識別技術(shù)識別場(chǎng)景中的目標，其次通過(guò)SLAM技術(shù)估計當前的位置和姿態(tài)，最后通過(guò)虛擬融合技術(shù)，將虛擬的BIM信息以特定的大小和姿態(tài)固定到真實(shí)場(chǎng)景中。使用者通過(guò)增強現實(shí)設備可以實(shí)時(shí)全方位觀(guān)察BIM模型，即可以在設計階段與客戶(hù)共同探討設計實(shí)例和模型展示，也可以在施工階段及時(shí)了解當前施工進(jìn)度和剩余進(jìn)度，更可以在維保階段作為維修參考基準。

3.智能化BIM 信息標注

智能化BIM信息呈現通過(guò)AR虛實(shí)疊加等人工智能技術(shù)，把工程設計、施工以及維保過(guò)程中發(fā)現的問(wèn)題和其他相關(guān)內容，實(shí)時(shí)標注到BIM模型中。支持的標注類(lèi)型包括任意畫(huà)圈、高亮顯示、文字標注等。

4.智能化BIM多人協(xié)同

智能化BIM多人協(xié)同交互功能，搭建了一個(gè)包含多個(gè)用戶(hù)的全息交流場(chǎng)景，支持隨時(shí)隨地“面對面溝通”，同時(shí)每個(gè)參與者都能以自己的獨有視角學(xué)習、體驗、互動(dòng)，并且支持多用戶(hù)通過(guò)手勢操作等方式對同一個(gè)BIM模型進(jìn)行交互操作。

3 結語(yǔ)

綜合管廊運維需要提升信息化和智能化，最終促進(jìn)城市的科學(xué)化、精細化、智能化管理。