T-CAS 428-2020 綜合管廊智能化巡檢機器人通.用技術標準

綜合管廊智能化巡檢機器人通用技術標準2020-07-31發(fā)布2021-01-01實施中國標準化協(xié)會發(fā)布Ⅱ 12規(guī)范性引用文件 13術語和定義 1 25工作環(huán)境要求 26技術要求 2 8檢驗規(guī)則 Ⅲ本標準依據(jù)T/CAS1.1—2017《團體標準的結構和編寫指南》的有關要求編寫。本標準起草單位：北京市市政工程研究院、大連世安科技股份有限公司、深圳市施羅德工業(yè)集團有限公司、北京隆科興科技集團股份有限公司、深圳市瀚德智能機器人有限公司、上海波匯科技有限公司、中鐵建設集團基礎設施建設有限公司、北京城市管理科技協(xié)會、北京中質通標準技術服務有限公司?？紤]到本標準中的某些條款可能涉及專利，中國標準化協(xié)會不負責對任何該類專利的鑒別。1本標準規(guī)定了綜合管廊智能化巡檢機器人的定義、分類、工作環(huán)境要求、技術要求、試驗與檢驗要本標準適用于城市地下綜合管廊智能化巡檢機器人，有特殊功能要求的巡檢機器人另行設計。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T2423.1電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗A:低溫GB/T2423.2電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗B:高溫GB/T2423.4環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試驗Db:交變濕熱(12h+12h循環(huán))GB3836.1爆炸性環(huán)境第1部分：設備通用要求GB3836.14爆炸性環(huán)境第14部分：場所分類爆炸性氣體環(huán)境GB/T4208外殼防護等級(IP代碼)GB/T13384機電產(chǎn)品包裝通用技術條件GB/T17626.2電磁兼容試驗和測量技術靜電放電抗擾度試驗GB/T17626.3電磁兼容試驗和測量技術射頻電磁場輻射抗擾度試驗GB/T17626.8電磁兼容試驗和測量技術工頻磁場抗擾度試驗GB50838城市綜合管廊工程技術規(guī)范GB/T51274城鎮(zhèn)綜合管廊監(jiān)控與報警系統(tǒng)工程技術標準3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。綜合管廊utilitytunnel建于城市地下，用于容納兩類及以上城市工程管線的構筑物及附屬設施。綜合管廊巡檢作業(yè)的移動裝置。巡檢機器人遠程監(jiān)控系統(tǒng)intelligentinspectionrobotremotecontrolandmonitoringsystem利用有線或無線方式對遠端的巡檢機器人進行監(jiān)控操作的系統(tǒng)，由主機、通信設備、監(jiān)控分析軟件2和數(shù)據(jù)庫等組成，獨立或集成于綜合管廊監(jiān)控報警系統(tǒng)統(tǒng)一管理平臺。注：本標準簡稱為遠程監(jiān)控系統(tǒng)。綜合管廊統(tǒng)一管理平臺unifiedmanagementplatformofutilitytunnel對綜合管廊各組成系統(tǒng)進行集成，滿足對內(nèi)控制管理、對外通信協(xié)調等需求，具有綜合處理能力的系統(tǒng)。注：本標準簡稱為統(tǒng)一管理平臺。巡檢機器人在規(guī)定速度下的連續(xù)工作能力。巡檢機器人完成自主充電的場所。綜合管廊環(huán)境信息傳感系統(tǒng)environmentalinformationsensingsystemofutilitytunnel由溫度傳感器、濕度傳感器、有害氣體傳感器、煙感設備等環(huán)境信息傳感設備組成的系統(tǒng)。注：本標準簡稱為環(huán)境信息傳感系統(tǒng)。4.1巡檢機器人按行走運動軌跡可分為：a)有軌式；b)無軌式。4.2巡檢機器人按控制方式可分為：a)人工控制；b)半自主控制；c)全自主控制。5工作環(huán)境要求巡檢機器人應能在如下環(huán)境條件中正常工作：a)環(huán)境溫度：—20℃~+60℃;b)相對濕度：≤100%。對嚴苛于5.1規(guī)定環(huán)境中工作的巡檢機器人，應另行提出要求。3等其他缺陷，可更換部件應有對應的明顯標識。6.1.2巡檢機器人應外觀堅固，內(nèi)部設備不得外露，各連接件應固定牢靠，緊固件應有防松脫措施。6.1.3巡檢機器人的內(nèi)部電氣線路應排列整齊、固定牢靠且不外露，并用醒目的顏色和標志加以區(qū)分。6.1.4巡檢機器人結構尺寸及質量符合下列要求：a)結構尺寸及重量應滿足管廊空間、運行路線、防火門穿越等要求；b)有軌式巡檢機器人寬度不宜大于500mm,高度不宜大于700mm,質量不宜超過50kg;c)有特殊要求的巡檢機器人應另行考慮。6.2.1巡檢機器人防護等級應符合GB/T4208中IP65的要求，有涉水要求的巡檢機器人應另行設計。6.2.2置于燃氣艙內(nèi)的巡檢機器人及附屬設備應符合GB3836.14規(guī)定的爆炸性氣體環(huán)境為2區(qū)的電氣設備要求。巡檢機器人的運行速度應可調且滿足巡檢功能要求，其最大運行速度應不高于1m/s。無軌式巡檢機器人的直行偏移量應不大于直行距離的5%。巡檢機器人的爬坡能力應符合下列要求：a)滿足巡檢機器人的行走路徑要求；b)滿足巡檢功能要求；c)爬坡能力不應小于20°。巡檢機器人的最小轉彎半徑應符合下列要求：a)巡檢機器人的最小轉彎半徑應滿足作業(yè)空間要求；b)有軌式巡檢機器人最小轉彎半徑應不大于自身長度的2倍；c)無軌式巡檢機器人應具有原地自轉能力且最小轉彎半徑應不大于自身長度的1倍。無軌式巡檢機器人應具備越障能力，越障高度應不小于移動載體離地間隙的0.5倍且不少于在1m/s的運動速度下，巡檢機器人的制動距離應不大于0.5m。6.4.1巡檢機器人應具有實時導航定位功能。6.4.2巡檢機器人的定位精度應小于±100mm,重復定位誤差應不大于±100mm,且在行進出現(xiàn)偏差4時應能自主糾正。巡檢機器人應采用電池供電方式，供電電壓允許幅值偏差±10%。在0.5m/s的行走速度下巡檢機器人的續(xù)航時間應不小于4h,續(xù)航時間內(nèi)，巡檢機器人應能穩(wěn)定、可靠工作。6.5.3.1巡檢機器人應具有自主充電及手動充電功能，巡檢任務完成后或電池電量不足時應能自動返回充電。6.5.3.2巡檢機器人應能與充電裝置配合完成充電，充電裝置應滿足下列要求：a)充電裝置可采用分布式部署或單站式部署，應滿足就近充電需求；b)充電方式可采用接觸式充電或非接觸式充電；c)充電裝置應具有連接狀態(tài)判斷、延時供電保護、帶載插拔保護的功能；e)充電裝置應采用智能啟停充電方式，能自動檢測機器人到來或離開，自動調整工作狀態(tài)；f)處于非充電狀態(tài)時和充滿電后，充電裝置應自動斷電；g)充電裝置的接頭應可靠牢固，外殼應將端子完全封閉；h)充電裝置及充電地點應做防火、防爆、防觸電設計。巡檢機器人應滿足GB/T17626.2規(guī)定的嚴酷等級為4級的靜電放電抗擾度試驗。巡檢機器人應滿足GB/T17626.3規(guī)定的嚴酷等級為2級的射頻電磁場輻射抗擾度。巡檢機器人應滿足GB/T17626.8規(guī)定的嚴酷等級為4級的工頻磁場抗擾度試驗。巡檢機器人應具備避撞功能，在自主行走過程中正面遇到障礙物時應距離障礙物2m停止或繞行，發(fā)出報警并上傳至遠程監(jiān)控系統(tǒng)。對于停止的巡檢機器人，障礙物移除后應能恢復行走。6.8環(huán)境信息傳感系統(tǒng)要求巡檢機器人的環(huán)境信息傳感系統(tǒng)應包括視頻檢測模塊、紅外熱成像檢測模塊、氣體檢測模塊及溫濕度檢測模塊，且應符合下列要求：5a)巡檢機器人的環(huán)境信息反饋信號應能實時傳送至遠程監(jiān)控系統(tǒng)；b)巡檢機器人的環(huán)境信息傳感終端應符合國家現(xiàn)行相應標準的規(guī)定；c)環(huán)境信息采集內(nèi)容及報警閾值應符合GB50838及GB/T51274的有關規(guī)定；d)超出報警閾值時，應在遠程監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出報警，并自動生成記錄；e)巡檢機器人的環(huán)境傳感系統(tǒng)宜具有自校準功能；f)采集的環(huán)境信息于本地存儲記錄時間不小于7d,且能自動更新。巡檢機器人的環(huán)境信息傳感系統(tǒng)安裝于云臺之上，云臺性能應符合下列要求：a)垂直范圍：有軌式巡檢機器人-90°~0°,無軌式巡檢機器人-45°~90°;b)水平范圍：±180°;巡檢機器人應配備具有紅外燈輔助光源的視頻攝像機，能夠對設備外觀、設備分合狀態(tài)及儀表指示a)視頻攝像機應做防霧設計，上傳視頻分辨率應不低于高清1080P;b)視頻攝像機應支持視頻的播放巡檢機器人應配備紅外線熱成像儀，能對綜合管廊內(nèi)出現(xiàn)的熱量集中、煙霧、明火信息進行采集并a)紅外攝像頭應具備自動對焦功能，熱成像儀分辨率應不低于384×288;b)紅外圖像應能顯示影像中溫度最高點位置及溫度值，并具有熱成像圖數(shù)據(jù)；c)測溫精度為讀數(shù)的2%或2℃(取絕對值大者);d)測溫范圍不小于-20℃~+200℃。巡檢機器人應能實時采集周圍空氣中的氧氣及有毒有害氣體含量并反饋，且符合下列規(guī)定：a)可同時檢測氧氣、有毒有害氣體；b)氧氣檢測精度為0.1%(體積分數(shù)),響應時間不大于30s;c)有毒有害氣體檢測精度為1%(體積分數(shù)),響應時間不大于20s。巡檢機器人應能實時感知周圍環(huán)境溫度及濕度并反饋，且符合下列規(guī)定：a)溫度檢測精度每25℃不低于±0.2℃,響應時間不大于5s,重復測量精度不小于±0.2℃;b)相對濕度檢測精度要求為士2%,響應時間不大于5s,重復測量精度不小于±2%。巡檢機器人應具有遙控功能且符合下列要求：b)遙控響應時間應不大于2s。6d)巡檢機器人與監(jiān)控系統(tǒng)間的通信傳輸應采用雙冗余設計；b)宜采用光纖主干網(wǎng)結構，在綜合管廊內(nèi)間隔布設通信基站，基站宜采用光交換機接入傳輸c)末端通信設備與移動載體、檢測設備之間的通信宜采用串口通信，根據(jù)不同的速率可選用77.1工作環(huán)境適應性檢測應符合5.1中a)的規(guī)定。應符合5.1中a)的規(guī)定。按GB/T2423.4中“試驗Db”的規(guī)定進行高溫55℃、相對濕度95%、24h循環(huán)、原地恢復2h的交變濕熱試驗。應符合5.1中b)的規(guī)定。指示標識等，測量巡檢機器人尺寸及重量。應符合6.1.1～6.1.4的規(guī)定。巡檢機器人的防護等級試驗應符合GB/T4208中規(guī)定的試驗方法。8應符合6.2.1的規(guī)定。巡檢機器人的防爆性能試驗應符合GB3836.1中型式試驗部分和相應防爆型式專用標準的規(guī)定。應符合6.2.2的規(guī)定。應符合6.3.1的規(guī)定。e)試驗重復進行3次；f)取各次實測值的平均值作為標準值，實測值的最大值和最小值的極差不得超過平均值的30%。9應符合6.3.2的規(guī)定。7.4.3.1.1無軌式巡檢機器人應按如下步驟進行試驗：a)選擇坡度為20°的坡面且長度不小于2m的斜坡進行爬坡能力試驗，如圖2所示，如需調整坡b)將巡檢機器人正對試驗裝置的斜坡坡道，停在斜坡前沿；c)操作巡檢機器人以不大于0.5m/s的速度直行，使其行走至坡道上，再從坡道行走至坡底；d)爬坡過程中應觀察巡檢機器人是否有停止、滑移的現(xiàn)象；圖2無軌式巡檢機器人爬坡能力試驗7.4.3.1.2有軌式巡檢機器人應按如下步驟進行試驗：a)有軌機器人應在軌道上進行爬坡能力試驗，如圖3所示，斜坡段坡度不應小于工作最大需求坡度；b)將巡檢機器人停滯于坡底，正對試驗裝置的斜坡段軌道；c)操作巡檢機器人以不大于0.5m/s的速度直行，使其行走至坡頂，再從坡頂行走至坡底；d)爬坡過程中應觀察巡檢機器人是否有停止、滑移的現(xiàn)象；e)試驗重復進行3次。a)將巡檢機器人停放在試驗場地的轉彎性能測試區(qū)(測試區(qū)已畫有不同轉彎半徑的同心圓);b)在轉彎性能測試區(qū)進行巡檢機c)操作巡檢機器人順時針和逆時針各轉動3次并測定；d)取各方向各次實測值的平均值作為標準值，實測值的最大值和最小值的極差不得超過平均值的30%。a)將巡檢機器人停放在試驗場地的轉彎性能測試準備區(qū)，其大小應能允許巡檢機器人做全圓周c)操作巡檢機器人順時針和逆時針各轉動3次并測定；d)取各方向各次實測值的平均值作為標準值，實測值的最大值和最小值的極差不得超過平均值的30%。a)按照6.3.4規(guī)定的最小轉彎d)操作巡檢機器人正行和倒退各進行3次并測定。Rmin——最小轉彎半徑。圖6有軌式巡檢機器人轉彎半徑試驗無軌式巡檢機器人應按如下步驟進行越障能力試驗：a)在試驗場地上布置越障試驗裝置，寬度應大于巡檢機器人的寬度；b)越障試驗裝置的高度應不小于50mm;c)巡檢機器人正對越障試驗裝置，停在越障試驗裝置前沿；d)操作巡檢機器人直行，使其越過越障試驗裝置；e)試驗重復進行3次，取各次實測值的平均值作為標準值，實測值的最大值和最小值的極差不得超過平均值的30%。各次試驗結果應符合6.3.5的規(guī)定。在1m/s的運動速度下，對巡檢機器人下發(fā)制動指令，測量制動距離。試驗重復進行3次，取各次實測值的平均值作為標準值，實測值的最大值和最小值的極差不得超過平均值的30%。試驗結果標準值應符合6.3.6的規(guī)定。7.5導航定位性能檢測巡檢機器人導航定位性能應按如下步驟進行試驗：b)設定巡檢機器人自主行走路線、預設點位置和運動速度(1m/s);c)觀察并記錄巡檢機器人的自主行走路線，并測量巡檢機器人的自主導航定位誤差；d)試驗重復進行3次，記錄行進方向上重復導航的定位誤差，取各次實測值的平均值作為標準值，實測值的最大值和最小值的極差不得超過平均值的30%。試驗結果標準值應符合6.4.1～6.4.2的規(guī)定。巡檢機器人續(xù)航能力應按如下步驟進行試驗：a)在模擬場地設置一個循環(huán)巡檢任務；b)啟動巡檢機器人以0.5m/s的運動速度執(zhí)行循環(huán)任務，連續(xù)進行，中間不準許補充能量；c)巡檢機器人在正常試驗周期內(nèi)若出現(xiàn)電量不足報警等情況，判定續(xù)航時間不滿足要求。應符合6.5.2的規(guī)定。在試驗場地內(nèi)任意選取不少于2個充電裝置，在任意位置對巡檢機器人發(fā)布自主充電命令，觀察其是否?？坑谧罱某潆娧b置，并正確執(zhí)行自主充電命令，試驗次數(shù)不得少于3次。每次試驗均應符合6.5.3的規(guī)定。巡檢機器人靜電放電抗擾度試驗應符合GB/T17626.2的有關規(guī)定。試驗結果評價應符合GB/T17626.2規(guī)定的a類。7.7.2射頻電磁場抗擾度試驗巡檢機器人射頻電磁場抗擾度試驗應符合GB/T17626.3的有關規(guī)定。試驗結果評價應符合GB/T17626.3規(guī)定的a類。巡檢機器人工頻磁場抗擾度試驗應符合GB/T17626.8的有關規(guī)定。試驗結果評價應符合GB/T17626.8規(guī)定的a類或b類。巡檢機器人避撞功能檢測應按以下步驟進行試驗：a)在巡檢機器人行進路線上正向設置靜止狀態(tài)的非網(wǎng)狀障礙物[200mm(高)×100mm(寬)];b)將巡檢機器人按照預設路線行走，觀察其行走過程中遇到障礙物是否及時停止并報警，測量安全距離；c)將障礙物移除，觀察巡檢機器人是否恢復行走；d)上述試驗不應少于3次，取各次實測值的平均值作為標準值，實測值的最大值和最小值的極差不得超過平均值的30%。試驗結果標準值應符合6.7的規(guī)定。7.9環(huán)境傳感系統(tǒng)功能檢測應分別測量云臺水平方向和垂直方向旋轉至終端時所旋轉的角度，并記錄試驗結果。控制云臺沿水平及垂直方向轉動0.1°,通過視頻觀察云臺有無明顯轉動。應符合6.8.2的規(guī)定。使巡檢機器人模擬執(zhí)行視頻及紅外巡檢任務，檢查其生成的視頻、紅外視頻、照片及紅外熱成像圖。應符合6.8.3～6.8.4的規(guī)定。巡檢機器人氣體檢測功能應按以下步驟進行試驗：a)將巡檢機器人放置在試驗區(qū)域，設置環(huán)境信息參數(shù)報警閾值；b)將已知濃度的標準氣體分別輸入巡檢機器人的氣體檢測設備進氣口，模擬檢測環(huán)境參數(shù)到達報警閾值；c)觀察巡檢機器人是否在超過環(huán)境信息報警閾值時發(fā)出異常警報。應符合6.8.5的規(guī)定。使巡檢機器人模擬執(zhí)行溫濕度檢測任務，檢查其生成的溫濕度反饋信息。應符合6.8.6的規(guī)定。巡檢機器人遙控性能試驗應按以下步驟進行：a)在試驗場地上選取測量區(qū)間并劃出控制端線和停車端線；b)將巡檢機器人放置于控制端線，在遠程監(jiān)控系統(tǒng)切換不同的控制模式，遙控巡檢機器人進行運應符合6.9的規(guī)定。巡檢機器人通信性能試驗可與遙控性能試驗同步進行，應按下列步驟進行：a)在試驗場地上取50m試驗區(qū)域，將巡檢機器人放置在試驗區(qū)域內(nèi)，遠程監(jiān)控系統(tǒng)置于試驗區(qū)b)用遠程監(jiān)控系統(tǒng)下達任務指令，接收巡檢機器人采集傳輸?shù)娜蝿招畔ⅰ?.10的規(guī)定。7.12自檢功能檢測在巡檢機器人與遠程監(jiān)控系統(tǒng)正常通信后，斷開通信模塊，觀察遠程監(jiān)控系統(tǒng)是否有報警提示。報警提示應正確。將電池模塊閾值設置不足電量，進行電池模塊的自檢，觀察是否有報警提示，若有警提示辨別故障模塊。報警提示應正確。巡檢機器人與遠程監(jiān)控系統(tǒng)正常通信后，斷開任一驅動模塊電源(或信號線),觀察是否有報警提報警提示應正確。巡檢測機器人與遠程監(jiān)控系統(tǒng)正常通信后，斷開任一檢測設備電源(或信號線),觀察是否有報警提報警提示應正確。使巡檢機器人搭載全部任務荷載，進行整機自檢，整機自檢應包括：通