一、引言
黄山市位于安徽省南部，以"天下第一奇山"黄山闻名于世，是国际知名的旅游目的地城市。全市年接待游客超过7000万人次，旅游旺季日均用水量是淡季的2~3倍，供水管网承受着巨大的运行压力。黄山市城区供水管网总长度约1600公里，其中屯溪区、黄山风景区及周边旅游服务区的管网保障要求极高。同时，黄山市地处皖南山区，地形复杂，管道穿越山体、河流和城市密集区，巡检维护难度大。传统的人工巡检方式效率低、盲区多，难以满足现代供水管网精细化管理的需求。管道机器人智能巡检技术的引入，为黄山市供水管网的安全运维开辟了新的技术路径。
二、管道机器人类型与技术特点
2.1 CCTV管道检测机器人
CCTV（闭路电视）管道检测机器人是目前应用最广泛的管道内窥检测设备。其由轮式或履带式行走机构搭载高清摄像云台组成，可在DN200以上的管道内自主行走，通过视频图像直观显示管道内壁的状况。现代CCTV机器人的摄像头通常具备360°旋转、10倍以上光学变焦和LED辅助照明功能，可清晰拍摄管道内壁的腐蚀、裂缝、接口错位、沉积物和渗漏等缺陷。黄山市采购的CCTV检测机器人配备了激光测距功能，可在视频中自动测量缺陷尺寸和位置，检测效率较传统人工方式提高3~5倍。
2.2 声纳管道检测技术
当供水管道处于充水运行状态时，CCTV光学摄像无法工作，此时需要采用声纳探测技术。声纳管道检测机器人通过向管道内壁发射高频声波脉冲并接收反射回波，利用声波在不同介质界面的反射特性，生成管道横截面轮廓图像。声纳检测可以识别管道内的沉积物厚度、管道变形、管壁破损和接口错位等缺陷，且不受水质浑浊度的影响。黄山市在部分难以停水排空的供水主管道检测中，采用声纳机器人进行在线检测，有效解决了满水管道的内检测难题。
2.3 激光扫描检测技术
激光扫描管道检测机器人采用激光轮廓扫描技术，可在管道内生成毫米级精度的三维点云模型。通过将实测点云与管道设计模型进行比对，可以精确量化管道的椭圆度变形、纵向弯曲和局部凹陷等几何缺陷。激光扫描还可在空管或浅水条件下工作，三维可视化效果直观，数据可导入GIS系统用于管道数字孪生建模。黄山市在新建供水管道的竣工验收检测中引入激光扫描技术，实现了管道施工质量的数字化验收。
三、黄山旅游区管网保障应用
3.1 黄山风景区供水管道巡检
黄山风景区海拔较高，供水管道多沿山体敷设，部分管段位于悬崖峭壁边缘，人工巡检风险极大且效率低下。同时，风景区供水管道多数为PE管和钢管混合敷设，管径在DN100~DN300之间，非常适合管道机器人巡检。黄山市2023年在风景区温泉至云谷寺供水管道（全长约8公里）开展了CCTV机器人巡检，共发现管道接口渗漏3处、管道内壁结垢2处和管道轻微变形1处，及时进行了预防性维修，避免了在旅游高峰期发生爆管事故。
3.2 屯溪老街历史街区管网保障
屯溪老街是黄山市核心旅游区，年接待游客超千万人次，沿街商铺林立、人流量密集。老街区域内供水管道多数为上世纪铺设的灰口铸铁管，管龄长、管径小，且路面为青石板铺装，传统开挖检修对景观和商业影响巨大。黄山市利用管道机器人对老街区域DN150~DN200的供水主管进行了全线CCTV内窥检测，评估管道内壁腐蚀和结垢状况，指导了非开挖修复方案的制定和优先级的排序，最大限度地减少了对老街旅游环境的影响。
3.3 重大活动供水安全保障
黄山市每年举办黄山国际旅游节、徽商大会等重大活动，期间供水安全保障要求极高。管道机器人可在重大活动前对重点保障区域的供水管道进行快速巡检，排查隐患。黄山市建立了重大活动前的"管道体检"制度，活动开始前7~10天对保障区域的关键供水管道进行CCTV机器人和声纳检测，发现并处理缺陷，确保活动期间供水万无一失。
四、管道机器人巡检实施方案
4.1 巡检分级与周期
黄山市建立了管道机器人三级巡检制度：一级巡检针对黄山风景区、屯溪老街和重要接待场所等关键区域，每半年进行一次CCTV检测；二级巡检针对城区主干管网，每年进行一次全面检测；三级巡检针对一般性管网，每2~3年进行一次抽检。巡检周期可根据上一轮检测结果动态调整，缺陷较多的管段缩短巡检周期，运行状况良好的管段可适当延长。
4.2 不停水在线检测方案
对于供水主干管等不宜停水的管道，黄山市采用以下不停水检测方案：首先利用声纳机器人进行满水状态下的管道截面检测，评估沉积物和变形情况；在夜间用水低谷时段（2:00~4:00）短时关闭管道阀门，排空管道后快速投入CCTV/激光机器人进行内壁检测，检测完毕立即恢复供水，单次停水时间控制在2小时以内。这种"声纳普查+CCTV/激光精查"的组合方案，兼顾了供水保障和检测需求。
五、应用前景与建议
管道机器人智能巡检技术在黄山市供水管网管理中的应用前景广阔。未来可进一步拓展以下方向：一是建立管道机器人巡检数据库，积累不同管段多轮次的检测数据，通过对比分析追踪管道缺陷的演化趋势，实现预测性维护；二是探索人工智能辅助图像识别技术，自动识别和分类管道缺陷，提高检测效率和分析水平；三是将管道机器人检测数据与GIS系统、管网水力模型深度融合，构建黄山市供水管道的数字孪生模型，实现管网运行状态的实时仿真和风险预警。通过持续推进管道机器人智能巡检技术的深度应用，黄山市供水管网的运行保障能力将迈上新台阶。