引言：

目前，隧道安全巡护工作仍很大程度上依赖于人工方式。此类方式不仅巡查范围有限，也难以持续进行。同时，隧道内部环境可能存在风险，对巡检人员的人身安全构成潜在威胁。将机器人应用于隧道巡检，能够克服人工巡检的诸多弊端，实现高效、精准、实时的监测，及时发现并处理安全隐患，保障隧道的安全稳定运行^[1]。

一、巡检机器人在公路隧道日常安全巡护中的应用价值

（一）提升巡检效率

公路隧道环境往往存在光线不足、空气流通不畅、结构复杂等特点，传统人工巡检不仅需要投入大量人力，还容易因长时间作业产生视觉疲劳和疏忽遗漏。巡检机器人采用多舱室模块化设计，适应高速公路不同转弯半径及紧急停车带弯道的行走需求，便于功能模块的维修或更换。内置控制单元、运动单元、电源管理单元、无线通信单元、定位导航单元和信息采集单元等关键单元^[2]，能够实现自动化运行，按照预设路线和频率开展巡查，不受时间限制，也不会因为重复劳动而降低工作质量。例如，在一些长距离隧道项目中，机器人通过搭载的高清摄像头和传感设备，对衬砌表面、照明设施、排水状态等进行持续监测，实时回传现场情况，有效替代了人工逐一排查的方式。整个作业过程连贯而高效，显著缩短了巡检周期，也让管理人员能够更快速地掌握隧道整体状态，为后续的维护决策提供了及时、全面的信息支持。

（二）保障作业安全

隧道内部环境复杂，可能存在局部坍塌风险、有害气体积聚、高空坠物等不确定危险，这些因素对长期从事巡检工作的人员构成严重安全威胁。采用机器人代替人工进入高风险区域作业，可以最大限度避免人员暴露于潜在危险中，特别是在突发事件如火灾、渗漏水、结构变形等场景中，机器人能够第一时间进入现场，采集图像、检测气体浓度、判断结构稳定性，并将关键信息实时回传至指挥中心。例如，在某隧道渗水应急巡查中，机器人深入积水区段，准确探测水深及来源，避免了人员贸然进入可能遭遇的危险。

二、巡检机器人在公路隧道日常安全巡护中的应用策略

（一）多模态感知融合，精准识别异常

面对公路隧道内部光照变化大、粉尘干扰多、结构特征复杂的检测环境，依靠单一类型的传感器往往难以获得全面可靠的巡检结果。多模态感知融合方式结合了视觉、红外热成像及激光扫描等多种技术手段，让机器人能够同时采集不同属性的环境数据。视觉模块负责捕捉表面裂缝与剥落，热成像模块感知温度异常区域，激光扫描则记录结构轮廓与形变信息。这些数据在底层算法支持下进行交叉比对与综合判断，有效排除偶然因素造成的误报，提升了对病害目标的识别精度。例如，渗水识别中，机器人搭载的可见光设备清晰捕捉衬砌表面水渍形态与分布范围，结合湿度传感器数据，综合判断渗水严重程度与潜在结构风险，异常情况识别精度大幅提升。整个系统通过多层次的信息整合，建立起更加可靠的异常诊断机制，为隧道健康状况评估提供了扎实依据，也显著增强了机器人巡检的实际效果与可信度。

（二）数字孪生驱动，实现全景映射

基于数字孪生技术，隧道巡检机器人能够将实时采集的数据与虚拟模型深度融合，构建出高还原度的隧道动态映像。机器人通过搭载的多种传感器持续获取结构表观、设施状态及环境参数，所有数据传入孪生系统进行动态更新与三维重构。这一技术路径有效克服了传统检测中信息孤立、历史对比困难的局限，实现了隧道状态在时空维度上的连续追踪。运维人员可通过可视化平台直观掌握结构演变趋势，精准定位薄弱环节，从而提前制定养护计划，实现从被动处置向主动预测的转变。数字孪生系统的引入，提升了隧道运维的整体性和前瞻性，为长效安全管理奠定了重要基础。此外，孪生系统可与运维管理流程深度耦合，支持基于虚拟场景的应急演练与维修方案预验证，从而大幅提升决策的科学性与操作的安全性。这一动态映射体系逐渐成为隧道运维的“智慧大脑”，推动基础设施管理向数字化、智能化范式跃升。

（三）轨道悬挂系统，全域稳定巡护

公路隧道环境复杂多变，要求巡检系统具备连续覆盖与稳定运行能力。采用轨道式悬挂部署的机器人成为高效可靠的解决方案。机器人本体通过刚性连接机构悬挂于预设的高位轨道上，由精密驱动单元驱动沿轨道匀速行进。面对地面存在的碎石、散落物或局部坑洼，轨道系统本身架设于障碍物上方，机器人无需直接接触复杂路面，始终保持平稳通行。轨道网络预先规划覆盖隧道关键区域，确保机器人能够按设定路径实现隧道纵向与横向（如有侧向轨道）的全域无缝覆盖。这种悬挂驱动方式彻底规避了地面障碍干扰，保障了巡检作业的绝对连续性与稳定性。

轨道悬挂系统的优势更体现在其卓越的环境适应性与运行可靠性协同设计上。机器人采用紧凑型封闭式结构，关键驱动与传感单元均集成于密封舱体内，有效隔绝隧道内高压水汽、油污与高粉尘环境侵蚀。驱动系统具备高精度位置反馈与扭矩控制能力，即使遭遇轨道轻微变形或外部扰动（如强风），也能实时调整驱动力矩，维持匀速平稳运行，避免晃动导致的成像模糊或数据失真。智能导航系统深度融合SLAM定位与预设路径规划，结合实时里程计与惯性测量单元（IMU）数据，确保厘米级重复定位精度。同时，系统具备断点续巡和自动避撞功能，保障全天候运行安全。这种基于高可靠性轨道平台与智能控制融合的方案，为隧道提供了一种不受地面条件限制、可预测、高效率的全天候自动化巡检手段，奠定了无人化巡护的坚实基础。

结束语：

将巡检机器人应用于公路隧道日常安全巡护，有效提升了巡检工作的自动化与智能化水平。机器人系统通过持续的环境监测与状态分析，为隧道结构及设施的安全运行提供了稳定可靠的技术保障。人机协同的运行模式不仅强化了隧道运维的整体能力，也代表着基础设施智慧管养的重要发展方向，具有广泛的应用前景。

参考文献：

[1]蔡庆荣.机器人技术在公路隧道巡检中的应用探究[J].中国交通信息化,2025,(08):106-109.

[2]张渝军,梁明.公路隧道智能巡检机器人系统设计与应用分析[J].西部交通科技,2025,(04):212-214.