日前，在河北省保定市恒祥北大街與恒源路交叉口的一處雨水井旁，馬思雨和同學(xué)們正將無人機送入地下排水管道，為檢測排水管網(wǎng)飛行控制程序完善和未來搭建排水管網(wǎng)數(shù)據(jù)平臺搜集第一手資料。

馬思雨是河北農(nóng)業(yè)大學(xué)城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的大四學(xué)生，大一年級開始，她和幾位同學(xué)組建了一個創(chuàng)業(yè)團隊，致力于城市管網(wǎng)無人機檢測和機器人清淤的系統(tǒng)性研發(fā)。

團隊參加2024河北省大學(xué)生創(chuàng)新大賽。受訪者供圖

“一到雨季就容易出現(xiàn)城市內(nèi)澇，而且管道清淤工作量大，工作環(huán)境惡劣，我們想用學(xué)到的知識為城市做點什么?！瘪R思雨說，為研發(fā)智能化城市管網(wǎng)清檢設(shè)備，她和同學(xué)們開展廣泛調(diào)研，查文獻(xiàn)，發(fā)論文，通過無人機檢測城市管網(wǎng)現(xiàn)狀，定位管道故障點，采用多平臺TLS獲取的點云數(shù)據(jù)與數(shù)字孿生模型比對，進(jìn)行管道健康動態(tài)評估，為城市運維決策提供參考，并自主研發(fā)管道破障運維車、管道清理機器人，力求實現(xiàn)檢測、清淤、管道日常維護(hù)一體化的城市管網(wǎng)智能運維體系。

調(diào)試破障運維車。受訪者供圖

團隊的核心成員來自不同的專業(yè)，有城鄉(xiāng)規(guī)劃、機械工程、給排水、計算機、市場營銷等。他們各展所長，從排水管道運維實際需求、機器人關(guān)鍵部件設(shè)計和優(yōu)化、機器人控制系統(tǒng)開發(fā)、無人機飛行控制系統(tǒng)完善、數(shù)字孿生模型構(gòu)建與數(shù)據(jù)分析處理等方面，讓這一創(chuàng)業(yè)項目拾階而上、步步登高。機械設(shè)計專業(yè)的安東旭、周子明等同學(xué)負(fù)責(zé)破障運維車和機器人的設(shè)計工作。“這個項目讓我深入學(xué)習(xí)了挺多課本外的專業(yè)知識?！敝茏用髡f，目前他正在做車輛機械臂和視覺系統(tǒng)的調(diào)試，也正從項目中漸漸明確未來的就業(yè)方向。經(jīng)濟學(xué)專業(yè)的孫夢筱和財會專業(yè)的王巍達(dá)負(fù)責(zé)團隊的財務(wù)工作，劉子駿和王赫揚則是跨專業(yè)研究行業(yè)政策、做宣傳策劃等?！皥F隊里每位學(xué)長都很努力，大家齊心協(xié)力做一個項目，挺有意義?！眲倓偧尤雸F隊的環(huán)境工程大二學(xué)生張嘉航說。

獲獎證書。受訪者供圖

幾年來，團隊在“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽等國家級賽事中獲得8項獎勵，和14項省級賽事獎勵。

在社會實踐和校內(nèi)老師的指導(dǎo)下，馬思雨同學(xué)和團隊成員通過設(shè)計、開發(fā)、集成、優(yōu)化，使管道清檢機器人集成了UltraHD圖傳、激光SLAM定位和TensorFlow視覺深度學(xué)習(xí)算法。目前，該團隊已獲得4項發(fā)明專利、7項實用新型專利授權(quán)，實現(xiàn)了對復(fù)雜城市排水系統(tǒng)的綜合態(tài)勢感知，并針對排水行業(yè)痛點，采用通用接口和多功能機械臂的設(shè)計，機器人能夠?qū)崿F(xiàn)清理與檢測的雙重任務(wù)，確保排水系統(tǒng)的暢通無阻。

管道清理機器人實驗室樣機。受訪者供圖。

“目前如何更好地疏導(dǎo)排水管網(wǎng)、實時掌控管網(wǎng)運行狀態(tài)及相關(guān)數(shù)據(jù)，更加科學(xué)合理地進(jìn)行管網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)度運行是擺在每一位排水行業(yè)從業(yè)者面前的一個課題。隨著城市化進(jìn)程不斷加快，城市排水運行和管理工作亟需從傳統(tǒng)管理方式走向智慧化。”保定市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院市政所所長陳宏宇說，本項目對不同管徑及材質(zhì)的排水管道均能適應(yīng)，同時可以應(yīng)對復(fù)雜的管道內(nèi)部狀況。同學(xué)們在清淤檢測工作一體化，實現(xiàn)多種檢測技術(shù)手段下的綜合信息反饋和綜合態(tài)勢感知，實時數(shù)據(jù)上傳反饋等方面，都作出積極的探索和嘗試，值得肯定。

無人機檢測。劉芳攝

大學(xué)期間，馬思雨和團隊中的同學(xué)的課余時間大部分在實驗室、企業(yè)和工地中度過。“每年暑假也就在家待十來天。”馬思雨說，團隊里的同學(xué)都很努力，有時候為了解決一個問題，大家會在實驗室研究到后半夜。

“項目運行三年來，支出近10萬元，支撐項目運轉(zhuǎn)的費用有參賽獎金、天使輪融資，還有指導(dǎo)老師的資助?！瘪R思雨說，目前，已和幾家企業(yè)簽訂了合作協(xié)議，正在進(jìn)行第一批設(shè)備的生產(chǎn)。（劉芳）

分享讓更多人看到