[發明專利]一種城市地下綜合管廊巡檢機器人的調度方法

在審

• 申請號: 201810550026.1
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108776476A
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發明（設計）人: 周熙煒;梅芳;湯培勇;任大東;汪貴平;閆茂德;林海
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G01D21/02
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 黃小梧

本發明提供了一種城市地下綜合管廊巡檢機器人的調度方法，包括以下步驟：巡檢機器人巡檢區域的待分類對象點為X；將巡檢機器人巡檢區域的待分類對象點初始聚類為c類，初始聚類中心為V，則巡檢機器人巡檢區域的待分類對象點經過初始聚類后的模糊矩陣為U；迭代尋找滿足巡檢區域的待分類對象點與聚類中心誤差平方和函數J(U,V)在極小值時的新的聚類中心和新的巡檢區域類。本發明解決了若個別巡檢機器人出現故障、發現災害點或需要充電以致不能繼續巡檢其所負責的區域時，重新分配臨近巡檢機器人的巡檢區域，以保證管廊測控系統巡檢工作正常進行。

技術領域

本發明屬于城市地下領域，具體涉及一種城市地下綜合管廊巡檢機器人的調度方法。

背景技術

地下綜合管廊，又稱“共同溝”，是對地下各種管線、管道的統籌管理，即“統一規劃、統一建設、統一管理”，其中包含了一個城市正常運營下所需要的方方面面的供給，包含通風、照明、排水、檢測、檢修口等，是集水利系統、電力系統、熱力系統、通訊系統、燃氣系統、消防系統等多種管線和設備為一體的集約化隧道，是城市運行的命脈。建立地下綜合管廊，可以有效地避免因不同公司、部門的管線鋪設時間、地點或者工作方式不同而產生地面反復開挖、鋪設、維修等行為對交通道路造成的干擾與不便，亦有利于管廊運行后期對管線的擴容和管理，這有效地增加了地下空間的利用率，降低了管線與土壤直接接觸的機會，延長了地下管線的使用壽命，同時也降低了因反復開挖地面帶來的環境污染以及人力、物力、財力的巨大浪費。

綜合管廊普遍具有距離長、分支多、內部信號干擾性強、人工輔助管理困難等特點，加之綜合管廊建設于地下，隱蔽性強，數據傳輸困難，現有技術針對上述情況提出了多種監控系統：

(1)綜合管廊的監控功能技術有采用分布式監控系統，該系統主要特點是嚴重的依據傳感器網絡技術，將大量、多類型的環境監測傳感器和攝像頭按一定規律組成網絡，還要對網絡中各傳感器的信息進行綜合處理、分析并識別，尤其是系統中各信號之間的冗余和互補信息須要按一定的規則進行優化組合，同時甄別損壞或無效的傳感信號，以實現對監測信號狀態的一致性描述，然而該分布式監控系統的傳感器使用量巨大，后臺數據處理復雜，分布式監控系統自身就有著巨大的建設投資和高昂的運營管理成本，大范圍長距離監控會增加系統的復雜性；

(2)管廊智能巡檢測控系統，該系統是針對地下管廊的全面信息化管理設計所研發的，其內置多個含有多種傳感器、攝像頭、機械臂的巡檢機器人可以對地下管廊的溫度、濕度、含氧量、可燃氣體(CO，CH4，SO2等)濃度、水位檢測信號等進行檢測，沿預先已設計好的軌道往復運行以達到監測地下管廊的實時環境以及管線的使用情況的目的。通過無線傳輸技術，將監測數據上傳給遠程數據監控平臺，使管理者能準確地了解管廊內設施的布局、建設和維護，并能對管廊內的突發事件及時做出預警與處理，準確定位事故地點知道維修人員或者機器快速搶修，亦可隨時檢查管廊內各類管線、設備的運營狀態，及時發現隱患，降低火災、燃氣泄漏等事件的發生率，提高管廊的運營效率、穩定性與使用壽命等；

(3)地下綜合管廊智能巡檢機器人，其屬于一種特殊管隧環境下工作的小車，國內外的研究文獻中，雖然針對地下綜合管廊巡檢的較少，但是對于電纜、交通、礦山等隧道的巡檢機器人的研究常見諸于文獻。例如廣州科翔路隧道、臨安青山湖隧道、杭州湘湖地下隧道等均內置了巡檢機器人，但由于國內對于巡檢機器人研究的著重點放在了巡檢機器人自身上，主要設計提升巡檢機器人的攀爬能力、搭載能力、巡航里程能力等，因此目前隧道內安置的小車大多采用輪式驅動(或履帶式)和手動控制。這樣的輪式小車不僅對隧道內的道路環境要求較高(路面要求平整、無積水)還缺通信、智能調度能力。近年來軌道小車也有較大的發展，但其調度規則主要是有效地分配工件搬運作業及確定其執行順序，調度程序簡單。關于多小車的智能調度問題，目前國內外關于地下管廊監測的研究仍處于發展之中，尚沒有成熟可靠的模式與方法，針對地下綜合管廊智能巡檢機器人系統自適應調度的研究成果鮮有報道，對適合于這一系統的各類調度方法仍需進行深入研究的研判。

發明內容