在城市更新与城市生命线安全工程加速推进的当下，地下管网老化、漏损、内涝、塌陷等问题日益突出，传统人工巡检、分段修复模式已难以满足现代化治理需求。河北工业大学赵柳萌、郝嘉惠等同学组成的管道医生团队，立足行业痛点自主研发地下管网智能检测修复一体化系统，以人工智能、机器人、数字孪生技术为城市地下管网装上“智慧大脑”，引发市政运维领域广泛关注。

这套地下管网智能诊疗系统深度融合人工智能、机器人、物联网与数字孪生技术，打造“智能巡检—缺陷识别—损伤评估—紫外修复—寿命预测”全流程闭环模式，系统划分为机器人终端层、数据传输层、智能识别层、运维应用层。在机器人终端层，管道巡检机器人如同“地下医生”，深入管道内部采集图像、超声、姿态等多维度数据。这些数据通过团队自研基于自定义TCP/IP协议的航天级抗干扰通信适配技术稳定传输，该技术具备心跳检测、断连重传、链路自愈能力，完美适配地下密闭遮挡、信号衰减、电磁干扰等复杂工况，确保车地双向稳定通信与数据实时回传。

图1 管道医生智能检测与修复一体化作业流程

智能识别层作为系统核心，借助YOLOv11智能缺陷识别与超声损伤评估技术，实现缺陷精准定位与损伤分级，检测精度高达98%，有效解决传统检测只看表面、难判内伤的行业痛点。团队同时首创紫外光UV-CIPP短衬修复技术，机器人搭载紫外光固化模块，实现检测后现场快速修复，避免人工下井和大面积开挖带来的安全风险、交通影响及施工成本。

图2 YOLOv11智能缺陷识别与超声损伤评估技术原理图

智慧监控云平台整合检测数据、修复记录、历史工况，构建管网数字孪生三维场景，直观呈现健康热力图与风险分布。基于Transformer时序预测模型，智能评估管道剩余使用寿命，自动生成巡检计划与维修建议，推动管网运维从“被动抢修”转向“主动预防”。经项目验证，该技术可使施工周期缩短60%，综合运维成本降低40%，真正实现管网“微创手术”。

目前，该项目已获得3项河北省科学技术成果、多项国家发明及实用新型专利、8项计算机软件著作权。产品样机完成多轮迭代升级，技术成熟可靠，已在河北省水利工程局、山东五莲县、海克斯康等地成功落地应用，累计检测修复管道超3000米。团队已注册成立河北汐擎科技有限公司，获得300万元投资意向，技术方案与应用成效得到市政单位与行业企业高度认可。

图3 管道医生项目研发团队

该团队以扎实的专业功底与持续的创新探索，持续推动地下管网运维技术突破与落地应用。未来，“管道医生”方案有望在全国市政运维、老旧小区更新、县域城乡安全治理等更多场景推广应用，助力城市地下管网运行更加智能、高效、绿色。同时，也期待更多青年学子以科创为翼，把专业所学融入社会所需，用青春力量守护城市生命线、服务国家高质量发展。