[发明专利]一种城市地下综合管廊巡检机器人的调度方法

说明书

本发明提供了一种城市地下综合管廊巡检机器人的调度方法，包括以下步骤：巡检机器人巡检区域的待分类对象点为X；将巡检机器人巡检区域的待分类对象点初始聚类为c类，初始聚类中心为V，则巡检机器人巡检区域的待分类对象点经过初始聚类后的模糊矩阵为U；迭代寻找满足巡检区域的待分类对象点与聚类中心误差平方和函数J(U,V)在极小值时的新的聚类中心和新的巡检区域类。本发明解决了若个别巡检机器人出现故障、发现灾害点或需要充电以致不能继续巡检其所负责的区域时，重新分配临近巡检机器人的巡检区域，以保证管廊测控系统巡检工作正常进行。

技术领域

本发明属于城市地下领域，具体涉及一种城市地下综合管廊巡检机器人的调度方法。

背景技术

地下综合管廊，又称“共同沟”，是对地下各种管线、管道的统筹管理，即“统一规划、统一建设、统一管理”，其中包含了一个城市正常运营下所需要的方方面面的供给，包含通风、照明、排水、检测、检修口等，是集水利系统、电力系统、热力系统、通讯系统、燃气系统、消防系统等多种管线和设备为一体的集约化隧道，是城市运行的命脉。建立地下综合管廊，可以有效地避免因不同公司、部门的管线铺设时间、地点或者工作方式不同而产生地面反复开挖、铺设、维修等行为对交通道路造成的干扰与不便，亦有利于管廊运行后期对管线的扩容和管理，这有效地增加了地下空间的利用率，降低了管线与土壤直接接触的机会，延长了地下管线的使用寿命，同时也降低了因反复开挖地面带来的环境污染以及人力、物力、财力的巨大浪费。

综合管廊普遍具有距离长、分支多、内部信号干扰性强、人工辅助管理困难等特点，加之综合管廊建设于地下，隐蔽性强，数据传输困难，现有技术针对上述情况提出了多种监控系统：

(1)综合管廊的监控功能技术有采用分布式监控系统，该系统主要特点是严重的依据传感器网络技术，将大量、多类型的环境监测传感器和摄像头按一定规律组成网络，还要对网络中各传感器的信息进行综合处理、分析并识别，尤其是系统中各信号之间的冗余和互补信息须要按一定的规则进行优化组合，同时甄别损坏或无效的传感信号，以实现对监测信号状态的一致性描述，然而该分布式监控系统的传感器使用量巨大，后台数据处理复杂，分布式监控系统自身就有着巨大的建设投资和高昂的运营管理成本，大范围长距离监控会增加系统的复杂性；

(2)管廊智能巡检测控系统，该系统是针对地下管廊的全面信息化管理设计所研发的，其内置多个含有多种传感器、摄像头、机械臂的巡检机器人可以对地下管廊的温度、湿度、含氧量、可燃气体(CO，CH4，SO2等)浓度、水位检测信号等进行检测，沿预先已设计好的轨道往复运行以达到监测地下管廊的实时环境以及管线的使用情况的目的。通过无线传输技术，将监测数据上传给远程数据监控平台，使管理者能准确地了解管廊内设施的布局、建设和维护，并能对管廊内的突发事件及时做出预警与处理，准确定位事故地点知道维修人员或者机器快速抢修，亦可随时检查管廊内各类管线、设备的运营状态，及时发现隐患，降低火灾、燃气泄漏等事件的发生率，提高管廊的运营效率、稳定性与使用寿命等；

(3)地下综合管廊智能巡检机器人，其属于一种特殊管隧环境下工作的小车，国内外的研究文献中，虽然针对地下综合管廊巡检的较少，但是对于电缆、交通、矿山等隧道的巡检机器人的研究常见诸于文献。例如广州科翔路隧道、临安青山湖隧道、杭州湘湖地下隧道等均内置了巡检机器人，但由于国内对于巡检机器人研究的着重点放在了巡检机器人自身上，主要设计提升巡检机器人的攀爬能力、搭载能力、巡航里程能力等，因此目前隧道内安置的小车大多采用轮式驱动(或履带式)和手动控制。这样的轮式小车不仅对隧道内的道路环境要求较高(路面要求平整、无积水)还缺通信、智能调度能力。近年来轨道小车也有较大的发展，但其调度规则主要是有效地分配工件搬运作业及确定其执行顺序，调度程序简单。关于多小车的智能调度问题，目前国内外关于地下管廊监测的研究仍处于发展之中，尚没有成熟可靠的模式与方法，针对地下综合管廊智能巡检机器人系统自适应调度的研究成果鲜有报道，对适合于这一系统的各类调度方法仍需进行深入研究的研判。

发明内容