在阴暗潮湿的污水管道中向前爬行的500多米，是电影《肖申克的救赎》中男主通向自由的距离。而定期检查城市地下管道，是保障供排水、供热、供气，守护城市可持续发展的必经之路。幸运的是，与传统人力手段不同，如今有了特种机器人来完成这一大量重复劳动，还有了AI智能算法帮助快速分析。

2018年，中科院深圳先进院与

深圳博铭维技术股份有限公司联手

成立国内首 个城市管网大数据AI联合实验室

一起向守护城市“地下生命线”发起了挑战

近日，读创/深圳商报记者

分别采访了双方科研人员

在博铭维位于深圳龙华的办公区内，走进大厅就能看到形状各异、大小不一的各种机器人，它们是城市管道检测的“钢铁卫士”。

“针对不同应用场景，我们分别研发了相应的机器人，比如高清无线潜望镜，解决了大井深管道通信质量差的问题；管网检测全地形机器人，采用螺旋推进设计，能应对高水位、高淤积管道的检测；管中地质雷达机器人，则能快速获取信息，探测排水管道周边病害。”博铭维研发总监谢飞告诉记者。

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博铭维技术——SmartMole-PPR 管中地质雷达机器人，探测排水管道周边病害

为什么管道检测如此重要？

博铭维副总经理陈增兵以供排水管道举例

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“统计发现，不少城市里出现的地面塌陷，导火索就是供排水管道破损，造成周围的水土流失，形成空洞，继而引发塌陷。”他说，“如果将城市看作一个人，我们行业就是搭建管网‘医院’，找出人体中的暗病，守护人民生命健康。”

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事实上，不止“诊断”，博铭维正在探索一条集机器人创新研发、柔性生产制造、管网检测维护与修复以及数字化治理的全流程解决方案。

其中，来自深圳先进院的AI算法，为行业注入了全新活力。

对深圳先进院先进计算与数字工程研究所副研究员王亚立来说，开发管线AI算法，既是发挥专业优势，又是全新挑战。

“随着特种机器人在管线领域的广泛应用，产生的视频数据量也不断增加，单纯依靠人工，不仅效率较低，还有可能产生漏判、误判的情况。因此，AI的入局是必然。”他告诉记者。

利用深度学习来解决计算机视觉问题

王亚立团队在业内已经有了相当的积累

而管线算法却与此前的应用有些不同

“第一是由特种机器人拍摄的管道实况视频，时长普遍在半小时以上，分析难度大大提升；第二是在光线不足、结构复杂的特殊环境下，如何教会AI正确判断管线存在的问题，比如准确区分错口和脱节。”王亚立告诉记者。

为此，团队为博铭维量身打造了一个“基于不完全监督多任务学习的管网视频异常分析模型。”

据王亚立介绍，这个模型的创新点包括弱监督定位、时空注意力和多任务学习。

Gator-S1管网检测全地形机器人

“拿到视频后，AI会通过多任务处理，渐进式判断管道缺陷。例如，AI通过视频前后帧关联，分析当前帧是管道里还是管道外、是不是有异常、异常是什么类型的缺陷、缺陷等级如何、缺陷在哪个时钟位置，从而实现管道异常的自动精 准筛查。”王亚立说。

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据悉，目前团队已积累了超过一万条来自真实世界的城市管道视频。通过这一算法，原来需要5个人进行的工作，现在1个人就可以完成，准确率达到90%以上。

2018年，深圳先进院与博铭维的联合实验室正式成立。几年来，两个团队开展定期会议和年度总结已成了一种传统，双方一起建的“城市管网联合实验室”微信群，成员更在不断增加。

“合作中，双方各自的优势都很突出，我们团队在算法上有很好的积累，而博铭维不仅能提供大量管线视频数据，更是管网行业专家，对于我们算法模型的打造提供了专业知识方面的意见。”王亚立说。

谈及AI对行业带来的改变，谢飞则认为，远不止于提高效率和安全性。“此前的管网检测评估是一门经验技术，相同的检测视频 ，不同的人评估的结果可能不一样。借助AI，可以建立一种统一的评价标准，让行业的发展进一步走向规范化。”他表示。