追求梦想各展所长 河北农大学生研发管道智能清检维护体系

日前，在河北省保定市恒祥北大街与恒源路交叉口的一处雨水井旁，马思雨和同学们正将无人机送入地下排水管道，为检测排水管网飞行控制程序完善和未来搭建排水管网数据平台搜集第一手资料。

马思雨是河北农业大学城乡规划专业的大四学生，大一年级开始，她和几位同学组建了一个创业团队，致力于城市管网无人机检测和机器人清淤的系统性研发。

团队参加2024河北省大学生创新大赛。受访者供图

“一到雨季就容易出现城市内涝，而且管道清淤工作量大，工作环境恶劣，我们想用学到的知识为城市做点什么。”马思雨说，为研发智能化城市管网清检设备，她和同学们开展广泛调研，查文献，发论文，通过无人机检测城市管网现状，定位管道故障点，采用多平台TLS获取的点云数据与数字孪生模型比对，进行管道健康动态评估，为城市运维决策提供参考，并自主研发管道破障运维车、管道清理机器人，力求实现检测、清淤、管道日常维护一体化的城市管网智能运维体系。

调试破障运维车。受访者供图

团队的核心成员来自不同的专业，有城乡规划、机械工程、给排水、计算机、市场营销等。他们各展所长，从排水管道运维实际需求、机器人关键部件设计和优化、机器人控制系统开发、无人机飞行控制系统完善、数字孪生模型构建与数据分析处理等方面，让这一创业项目拾阶而上、步步登高。机械设计专业的安东旭、周子明等同学负责破障运维车和机器人的设计工作。“这个项目让我深入学习了挺多课本外的专业知识。”周子明说，目前他正在做车辆机械臂和视觉系统的调试，也正从项目中渐渐明确未来的就业方向。经济学专业的孙梦筱和财会专业的王巍达负责团队的财务工作，刘子骏和王赫扬则是跨专业研究行业政策、做宣传策划等。“团队里每位学长都很努力，大家齐心协力做一个项目，挺有意义。”刚刚加入团队的环境工程大二学生张嘉航说。

获奖证书。受访者供图

几年来，团队在“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、全国三维数字化创新设计大赛等国家级赛事中获得8项奖励，和14项省级赛事奖励。

在社会实践和校内老师的指导下，马思雨同学和团队成员通过设计、开发、集成、优化，使管道清检机器人集成了UltraHD图传、激光SLAM定位和TensorFlow视觉深度学习算法。目前，该团队已获得4项发明专利、7项实用新型专利授权，实现了对复杂城市排水系统的综合态势感知，并针对排水行业痛点，采用通用接口和多功能机械臂的设计，机器人能够实现清理与检测的双重任务，确保排水系统的畅通无阻。

管道清理机器人实验室样机。受访者供图。

“目前如何更好地疏导排水管网、实时掌控管网运行状态及相关数据，更加科学合理地进行管网系统的调度运行是摆在每一位排水行业从业者面前的一个课题。随着城市化进程不断加快，城市排水运行和管理工作亟需从传统管理方式走向智慧化。”保定市城乡规划设计研究院市政所所长陈宏宇说，本项目对不同管径及材质的排水管道均能适应，同时可以应对复杂的管道内部状况。同学们在清淤检测工作一体化，实现多种检测技术手段下的综合信息反馈和综合态势感知，实时数据上传反馈等方面，都作出积极的探索和尝试，值得肯定。

无人机检测。刘芳摄

大学期间，马思雨和团队中的同学的课余时间大部分在实验室、企业和工地中度过。“每年暑假也就在家待十来天。”马思雨说，团队里的同学都很努力，有时候为了解决一个问题，大家会在实验室研究到后半夜。

“项目运行三年来，支出近10万元，支撑项目运转的费用有参赛奖金、天使轮融资，还有指导老师的资助。”马思雨说，目前，已和几家企业签订了合作协议，正在进行第一批设备的生产。(刘芳)