“黑盒子”开进水下，为深隧、泵站“洗澡”；“抓娃娃机”钻进麻石街巷，为老城区污水管网“减负”；“大白”游走在电房，为净水厂健康运转保驾护航……

拥有两千万庞大人口数量的广州，地下管网星罗棋布，这些水务管网的畅通，是维持正常生产生活的基石。而“黑盒子”“抓娃娃机”“大白”等机器人编队，为广州水务事业增添了新的生力军。

国家《“十四五”机器人产业发展规划》提出，积极拓展行业应用，实施“机器人+”应用行动。今年1月份，工信部、财政部等17部门印发《“机器人+”应用行动实施方案》，再次强调提升机器人应用深度与广度，促进经济高质量发展。

近年来，广州水投集团大力推行数字化转型，不断促进智慧水务建设发展。在管网检测、巡查、清淤等多个场景，加强机器人技术应用，提升了工作效率和精准度，为城市生产生活带来便利，探索出了城市水务事业高质量发展的“广州样板”。

“黑盒子”领衔自主研发

6月28日，荔枝湾一间泵站内，一台“黑盒子”缓缓沉入水底，这是由广州水投集团旗下广州市排水公司自主研发的不停产(水下智能)清淤机器人。它的使命是在泵站不停产的情况下，代替人力完成泵站池底清淤。“我们的目标是‘人不下井、水不断流、泥不落地、泵不关停’，进行不停产清淤。”广州水投排水公司大型设施管理中心维护管理维管部部长黄清强告诉记者。

对国内很多城市而言，泵站、管网和深隧等清淤作业依然是头疼的“老大难”。按照传统方式，管网、泵站的清淤维护需要申请对泵站停产减产，然后由工人下至池底进行清掏。然而，这一方式极易导致上游管网水位壅高，引发上游污水溢流河涌；随着国家水环境“长治久清”及环保监管要求的提高，传统清淤方式压力也在持续增大。此外，由于泵站、管网和深隧空间狭小，其中含有大量淤泥、杂物等，搅动过程会产生硫化氢等有毒气体，严重威胁着作业人员的人身安全。

广州水投排水公司一直在寻找可行的替代方案。“我们尝试过很多方法，例如设想在泵房顶加设导轨，然后让清淤泵沿着导轨移动进行作业，但由于空间和实际操作不可行，这个方案很快被否决了。其他尝试的效果也均不理想。‘不停产清淤机器人’的到来，改写了这一现状。”

这一“黑盒子”包含广州水投排水公司自主研发的三大核心系统：在机器人头部“抓斗”中，布满“牙齿”，并配有高压清洗喷头，这是由创新工作室团队研发的高效率机身防堵系统，可以有效拦截大件物体和纤维物质；机器人的“腿脚”是两排倒V型履带，这种高适应性履带避障系统可以进行37度的角度调整，不仅能在平地行驶，遇到管道、斜坡等也可以轻松驶过；高密封性水下作业防漏电系统作为“防护罩”，可以有效保障设备在水下作业的安全性和可靠性。与此同时，通过可视化的声呐避障系统，机器人可以多角度探测到污水泵池的作业状态，对机器人作业时的行进路线和作业内容进行预判。

“这种机器人专为解决有限空间的不停产连续清淤作业而生，有限空间作业基本上都可以实现，如净水厂泵池、制药厂的冷却池、汽车行业电镀车间的废水池等。”使用不停产清淤机器人，不仅生产生活不受影响，还可以解决传统人工方式劳动强度大、风险高、工作效率低的缺陷。正是这一机器人技术的研发应用，为城市生产和环境保护带来了意想不到的便利。

目前，由广州水投集团排水公司自主研发的“不停产清淤机器人”已获得4项实用新型专利权和1项外观设计专利授权，通过中汽检测认证等国内外专业第三方的检测，并在广州全市推广使用。技术负责人黄清强和他的团队正致力于第三代产品的研发，他们试图引入电子游戏常用的BIM建模+数字孪生技术，用于还原作业空间真实状况，以更好地控制机器人精准作业。

“抓娃娃机”的应用逻辑

“黑盒子”是广州水投集团应用机器人技术的案例之一，在广州水务其他领域，以解决问题为导向的机器人创新研发和应用亦层出不穷。

6月28日，烈日当空，广州市白云区人和秀水村内，一台宽约1.4米，长约2米的小型新能源高压水冲车正在进行清淤作业。广州水投排水公司北区分公司工作人员将高压喷头安装至清洗车的导管头，随即将其放入井内，随着机器启动，缠绕在车上的水管长度迅速减少，自动导入污水管道深处。

“利用喷水的高压水冲力，喷头可以深入管道内，并将堆积堵塞的杂物冲散开。”负责人杨聪介绍，研发这一管道清洗车的灵感来自于环卫工人冲洗路面使用的高压水枪，利用水的冲击力解决污水管堆积堵塞的难题。

完成冲洗之后，紧接着上阵的是一台小型智能抓斗车，伸长的摆臂下、灵活的抓斗，犹如商场的抓娃娃机，在落入井口后，开合的抓斗将冲散的垃圾等堵塞物抓起。不足一个小时，这一段管道的清淤任务很快结束。

广州水投排水公司北区分公司清疏管理员杨聪表示，这些机器问世前，他们都是通过人工方式进行排水管道疏通，但人力能触及的范围有限，遇到难以解决的淤塞问题，需要考虑开挖路面，更换管道，对于人力进入污水管道作业，难度和压力可想而知，效率也远不及机器人。

据他介绍，这一小型高压水冲车和抓斗车专门用于城中村排水管网的维护，车身大小、宽度和部件的研发都依据于实际需要。北区分公司负责维护的排水管网达6000公里，其中约4000公里分布在这些城中村街巷内。根据实地考察，他们所负责城中村排水管网所在的巷道，宽度大多在2米至1.5米之间，车身宽度则设计为1.4米。

“研发的动力源于我们广州现场的需要”，杨聪说。公司有专门的团队负责机器的研发和改进，相关岗位同事也会一起参与进来，根据实际需求不断改进产品。“第一代产品类似快递车，将发动机、高压柱塞泵及各个部件组合起来，在二代产品研发时，我们专门从性能、操作和外观上进行了组合。”他们甚至为小型高压水冲车准备了三种喷头，用以解决不同程度的管道淤塞状况。

与此同时，在广州老城区越秀区珠光路附近的麻石巷内，也有两台与秀水村作业车“神同而形不同”的新型作业车正“悄咪咪”地的执行着内街内巷的清淤任务。他们就是广州水投排水公司中区新研发的静音清淤设备2.0。

据广州水投排水公司中区分公司维护管理部副部长负责人邓昱介绍，中区大部分管养管道位于越秀老城区和天河区等城中村和老旧城区集中区域，管道先天基础差，且因周边居民商户密集，对作业空间要求以及噪声控制都有着极高要求。与其他新城区以及郊区不同，老城区的清疏作业工作，除了要处理狭窄空间作业的问题，还要突出“净”的效能，更要在此基础上突破作业过程中“静”技术壁垒。“排水保障本是为民服务，如果在排水工程施工过程当中，因作业噪音而扰民，这必将让为民服务在百姓心中打大折扣。如何立足‘净’‘静’两大性能，对设备进行有效改进是我们回应民生问题、响应民声所求的迫切课题。”邓昱说。

由见及此，早在2020年8月开始，广州水投排水中区分公司便着手组织技术骨干和专业力量，开展了新设备“净”“静”性能的优化探索。经分析，初代清污设备行驶及作业主要由燃油发动机提供动力，且为确保停驶状态作业部分动力输出，车辆无法熄火，是造成排放及噪音问题的根本。故此，在1.0版本的基础上，在确保基础性能的同时，中区分公司以突显减排降噪为攻坚核心，成功对上述设备的动力系统进行了整合并对控制系统实行了升级完善。

经过6个月无数次的论证研究，接近20次反复调试测试，新升级2.0设备除外观更为紧凑实用，而且充分克服了上一版本移动底盘和清疏模块动力系统不统一、操作复杂以及需多人协同作业、作业噪音大等不良问题。重点是通过对动力系统能源的置换，新一代清疏设备在降噪和效能等本次重点攻坚的提升点上也有更优秀的表现。

新版2.0设备全面采用了新能源供电作为动力来源，经在夜间路面施工现场开展的噪声测试，作业声噪平均在54分贝，设备行驶声响更是低至40分贝，强度的声音相当于普通人交谈的声音，较之前一版设备降噪率达到60%。而且全程实现0废气排放。正因为低噪和零排的特性，使用全新2.0清疏作业系统再也不怕夜间扰民，换句话来说，相较于旧设备，2.0版本有更宽裕时间选择，也为夜间响应处置突发清淤作业提供了更多便利。将作业设备最大宽度设计为1米，搭载的挂胶履带也不会对步行街地面、河涌沿岸人行道产生破坏，行走灵活，操作便捷。实现了市政二级、三级排水管道维护全地形机械化作业。对比人工清疏，实现了内街内巷从无到有的机械化清疏，使得机械化清疏延伸到了内街内巷的管网，改变了传统的人工清疏方式，以机械取代了人力清疏，在大型机械无法到达、人工无法清疏的管井、管网，拥有了可靠的清疏手段，填补了这一区域的空白。

2.0版本清疏设备的研发和投入使用，全面开启了排水高效清疏养护的新“静”界。但阶段研发成果不是终点，而是最新的起点。广州水投排水公司中区分公司将继续以更高、更新的目标为方向，以民之所思为导向，利用技改创新重点发力，全面推动排水作业全线服务向“文明、安全、高效”局面发展，努力做到“为民不扰民少扰民”，努力让排水为民服务不打折扣，用实干创新和优质服务体验，最大限度增强群众幸福感。

助力水务精细化管理

从广州水投集团机器人技术应用案例可见，与传统人工方式相比，机器人技术从来不是简单进行1:1的替代。

在广州水投净水公司沥滘净水厂，不时可见行走的“大白”，它是正在工作的“助手”——智能巡检机器人，能24小时不间断自主巡查地埋式厂区的每个角落，并将摄像头记录下的信息通过5G网络实时回传至净水厂控制中心。除此之外，“大白”甚至可以辅助访客参观接待、工艺介绍、设备温度监测等多项工作内容。

而在猎德净水厂，电房智能巡检机器人已经成为探索电房无人化运营管理的主角。每天“大白”行走在电房，实时监控用电及环境，对包括84个电房198个智能电表的电度、功率、电流和电压、能耗等大数据进行采集分析。

“相比传统人工巡检效率提升了6成，也帮助电房管理实现由粗放型向精细型管理的转变”，猎德净水厂调度班班长吴锐恒表示。“大白”通过实时数据监测，对异常情形进行报警，提醒工作人员及时处理。与此同时，工作人员亦可根据其提供的大数据模型分析，对设备进行多维度状态评估，预判问题的出现，为节能降耗打开“绿色通道”。

通过“感、传、知、用”，机器人技术正在重新定义广州水务事业的工作模式和效率，让安全生产更易实现，在它们的参与之下，广州水务事业数字化、智慧化、精细化的转变正在实现。智慧水务建设的良性发展，带来成本的降低、效率的提高，以及服务满意度和用户获得感的提升，也为城市高质量发展夯实基底。