“探宝”在隧道内工作。  中铁科研院西南院供图

隧道深处幽暗潮湿、隐患暗藏，传统人工巡检风险高、效率低。掌子面前方不良地质的探测，是保障施工安全的关键。为此，中铁科研院西南院自主研发了隧道智能探测设备“探脉者1号”，并于近日正式投入工作。

据了解，这款智能设备身形灵活、自带导航，凭借“硬件硬核+软件智能”的双重优势，整合多模态感知、多方法探测、自主导航、智能管控等功能，是国内首个实现“近场信息采集、远场地质感知”一体化的“震、电、光、气”综合探测隧道智能设备，被研发人员和一线工友亲切称呼为“探宝”，为隧道施工安全筑牢了科技防线。

“全能手”：

全方位守护隧道施工安全

据研发团队介绍，“探宝”针对隧道无光、缺氧、环境复杂的作业场景，配备了一系列量身定制的“专属装备”，在近场信息采集与现场安全管控上细致入微，堪称隧道施工的“全能安全卫士”，全方位筑牢了施工安全屏障。

其集成的高亮度照明模块，为各类探测、巡检作业提供充足光源；前部搭载的隧道气体检测传感器，可实时监测关键气体浓度，响应速度快至0.5秒，一旦超标便会立即发送告警信息；头部部署高帧率云台光学相机，可精准捕捉表观地质信息与环境情况，并支持4K视频拍摄与H.265编码压缩，在复杂电磁环境下仍能实现延迟低于200毫秒的图像传输；配合视觉AI算法，还能进行人员行为识别与记录，包含未佩戴安全帽、违规进入危险区域等识别，提升现场施工安全管控能力，让安全隐患早发现、早处置。

“透视眼”：

80米内精准捕捉地质隐患

在近场安全守护的基础上，“探宝”更具备强大的远场地质感知能力，为隧道施工装上了一双锐利的“透视眼”，成功破解传统超前地质探测的诸多难题。

“以往人工探测掌子面前方不良地质，地震波反射法（探岩）和电法类（探水）需分开探测，不仅耗时费力，还要冒着塌方风险近距离作业，而‘探宝’能实现远距遥控水岩一体化探测，探测过程既安全又全面。”现场工程技术负责人的话语，道出了这款智能设备的核心优势。与传统探测模式不同，“探宝”最关键的突破，是将地震波法与电磁法一体化集成，为隧道施工装上了“透视眼”。

它搭载自主研发的小型化、低功耗、抗干扰震-电一体化采集主机，可实现两种探测方法数据的高精度同步采集；搭配电磁波设备，设计了适用于隧道空间的可折叠、可旋转收发线圈，通过主控软件实现自动多角度采集，能精准探测掌子面前方80米范围内的地层含水情况。其中，地震波探测技术对致灾构造灵敏度极高，如同“听诊器”能捕捉地质构造异常，电磁波技术则擅长捕捉富水区域信号，两者互补验证，不仅大幅提升地质预报准确率，还有效减小对隧道施工的干扰，该项技术智能化提升将改变传统隧道超前地质预报的探测模式，让地下“隐形陷阱”无所遁形。

“智慧脑”：

自主决策解锁智能建造新范式

“探宝”的出色表现，离不开“硬核底盘”与“智慧大脑”的深度协同，这也是其区别于普通智能装备的核心竞争力。作为专业移动智能作业平台，“探宝”身形灵活、体重适中，量身选配的大容量电池包让其单次续航可达15公里，完全覆盖长距离隧道巡检需求；25公斤有效的高负载能力，可灵活搭载双光云台、地质探测主机、气体检测仪等多套设备，模块化设计让设备更换更便捷，能精准适配不同施工场景的作业需求。

软件系统升级为“探宝”装上“智慧大脑”，赋予其强大自主决策能力。针对隧道弱纹理、重复结构环境，研发团队优化了激光雷达-视觉融合算法，解决了定位漂移难题，让“探宝”可自主规划最优路径、灵活避障、定点巡航。同时，专属工具结合视觉图像拼接与激光雷达数据，自动生成掌子面高清全景图、三维模型，并能将点云数据转化为BIM模型，快速实现隧道数字化建模，为工程设计、风险评估、后期维护提供全流程数字化支撑。

研发团队还升级管控平台专属接口，设计一键式任务脚本，“探宝”可自主前往指定位置完成自动化信息采集。离线智能仿生机器人巡检平台实现设备工况、任务执行、告警数据全景可视化，管理人员可实时掌握巡检位置、设备状态、电量及环境数据，大幅减少人工投入。紧急情况下，远程控制台可精准操控“探宝”高效应对突发场景，实现从人工“冒险探路”到机器“自动排险、智能预判”的转变。

从传统人工探测到智能装备赋能，“探宝”的上线，不仅有效降低了隧道施工安全风险、提升作业效率，还将带来显著的经济与社会效益，推动隧道施工向少人化、无人化升级，让施工人员远离危险环境。

下一步，研发团队将进一步融合AI、5G、数字孪生技术，持续优化“探宝”的地质探测精度和自主决策能力，同时探索电池快速更换与自动充电方案，进一步提升其续航与作业效率，推动其在铁路、公路、水利等更多领域落地应用，为我国基建行业高质量发展注入源源不断的新动能。

（卢松 林元铖）