隧道巡检机器人

摘要：近年来，随着城市地铁、高速公路等交通建设的不断发展，越来越多的隧道被建造出来。而对于这些隧道的安全问题，巡检是必不可少的一环。然而，由于隧道内环境复杂、危险系数高等原因，传统的人力巡检方式已经无法满足现代化建设的需求。通过使用隧道巡检机器人，弥补了人力不足的缺陷，成为现代化建设中的利器，随着科技的不断进步和发展，机器人巡检将会成为未来趋势。据统计，2016年我国隧道巡检机器人行业市场规模10208.7万元，到2022年隧道巡检机器人行业市场规模达到了27439.5万元，年复合增长率达到了17.91%。

一、定义及分类

隧道巡检机器人是一种通过机械臂和摄像头等设备对隧道进行巡视、数据采集、安全监测、远程监控和自主导航的机器人。它可以识别和记录隧道内的情况，检测和记录隧道内的故障情况，监测隧道内的安全情况，实现对隧道的实时监控和调度，提供人机交互界面，提高隧道的安全性和效率。目前主流的隧道巡检机器人可分为轨道式和无轨道式，具体情况如下：

二、行业政策

1、主管部门和监管体制

隧道巡检机器人行业主管部门主要是指工业和信息化部，其主要职责包括拟订实施行业规划、产业政策和标准；监测工业行业日常运行；推动重大技术装备发展和自主创新；管理通信业；指导推进信息化建设；协调维护国家信息安全等。在隧道巡检机器人行业，工业和信息化部负责制定相关政策和标准，推动技术创新和产业发展。

行业协会是指中国机械工业联合会，其主要负责研究行业发展战略，向政府部门提出有关经济政策和立法方面的意见和建议；参与制订行业规划、产业政策、行业法规，并监督执行；组织贯彻行业标准，推进行业质量管理和质量认证工作；协调产、学、研活动，组织重大科技项目的开发、攻关和新技术、新工艺、新材料的推广应用等。

2、行业相关政策

近年来，隧道巡检机器人逐渐得到国家政府的重视，出台了一系列政策来推动隧道巡检机器人发展。如2023年1月，工业和信息化部等十七部门发布《“机器人+”应用行动实施方案》，其中提到要提升机器人对高原高寒、恶劣天气、特殊地质等特殊自然条件下基础设施建养以及长大穿山隧道、超大跨径桥梁、深水航道等大型复杂基础设施建养的适应性。2024年1月，应急管理部、工业和信息化部发布《关于加快应急机器人发展的指导意见》，其中提到针对国家安全生产应急救援队伍，强化无人机、矿山排水机器人、矿山（隧道）抢险与救生机器人、大流量远程灭火系统等装备配备，增配地震和地质灾害救援、抗洪抢险等自然灾害救援机器人。

三、发展历程

从发展历程来看，20世纪90年代我国隧道巡检机器人行业开始起步，这一时期，机器人技术开始从制造业逐步扩展到非制造领域，特种机器人也应运而生。隧道巡检机器人作为特种机器人的一种，在这一时期开始得到关注和研发。进入21世纪，隧道巡检机器人行业得到了进一步发展。2012年沈阳自动化研究院研制出轨道式巡检机器人，这标志着国内首款电力隧道巡检机器人诞生。2020年至今，随着人工智能、机器学习等技术的快速发展，隧道巡检机器人正在向更加智能化、自主化的方向发展。这些机器人能够通过学习和优化，不断提升自身的巡检能力和效率，实现更加精准、高效的隧道巡检工作。

四、行业壁垒

1、技术壁垒

隧道巡检机器人的研发涉及数学、力学、机构学、材料科学、自动控制、计算机、人工智能、光电、通信、传感、仿生学等多学科知识，同时，从技术角度来看，属于多学科综合的技术密集型行业，受制于多个新兴行业的发展状态；此外，机器人测试与安装调试环节，不但须掌握多学科融合的技术和知识，还须积累丰富的机器人产品现场实践经验。较高的技术门槛，对缺乏技术沉淀和经验积累的新企业形成一定的技术壁垒。

2、资金壁垒

隧道巡检机器人的研发、生产和市场推广都需要大量的资金投入，对于资金实力较弱的企业来说，难以承担这些费用，从而限制了它们进入该行业的能力。如在研发方面，企业需要投入大量的人力、物力和财力，特别是在技术创新和产品研发阶段，企业往往需要承担较高的研发成本，包括研发人员的工资、实验设备的购置、测试场地的建设等。可见，隧道巡检机器人行业的资金壁垒较高。

3、市场壁垒

市场壁垒也是隧道巡检机器人行业一个重要壁垒。目前市场上已经存在的知名隧道巡检机器人品牌和企业，通过多年的积累，已经建立了稳固的市场地位和客户基础。这些企业拥有强大的技术实力、产品质量和市场推广策略，使得新进入者难以轻易打破其市场格局。对于新进入者来说，需要投入大量的资金和资源进行市场推广和品牌建设，才能在激烈的市场竞争中脱颖而出。

五、产业链

1、行业产业链分析

从隧道巡检机器人行业产业链来看，上游主要包括原材料和零部件供应商，这些供应商提供芯片、伺服系统、控制器、减速器等关键零部件，这些零部件是隧道巡检机器人的核心组成部分，直接影响到机器人的性能和质量。中游是隧道巡检机器人制造商，主要负责将上游的零部件组装成完整的机器人，并对其进行测试和优化。下游则是应用领域，包括电力、矿山、轨道交通等领域。随着这些领域对巡检效率和安全性的要求不断提高，隧道巡检机器人的市场需求也在持续增长。

隧道巡检机器人行业产业链

芯片

中芯国际集成电路制造有限公司

紫光国芯微电子股份有限公司

中科寒武纪科技股份有限公司

北京四维图新科技股份有限公司

伺服系统

浙江禾川科技股份有限公司

江西特种电机股份有限公司

上海鸣志电器股份有限公司

福建睿能科技股份有限公司

深圳市雷赛智能控制股份有限公司

控制器

深圳拓邦股份有限公司

深圳市汇川技术股份有限公司

深圳和而泰智能控制股份有限公司

深圳市英威腾电气股份有限公司

减速器

宁波中大力德智能传动股份有限公司

苏州绿的谐波传动科技股份有限公司

浙江双环传动机械股份有限公司

巨轮智能装备股份有限公司

上游

深圳市赛为智能股份有限公司

亿嘉和科技股份有限公司

杭州申昊科技股份有限公司

深圳朗驰欣创科技有限公司

中游

电力

矿山

轨道交通

下游

2、行业领先企业分析

（1）深圳市赛为智能股份有限公司

深圳市赛为智能股份有限公司是国内领先的人工智能产品及解决方案提供商，主要业务板块包括人工智能、智慧城市、文化教育三个。其中人工智能板块中，公司围绕人工智能核心发展战略，深耕人工智能核心技术，以市场为导向不断拓展人工智能产品，目前已形成包括无人机、机器人、图像及视频识别产品、轨道交通车载产品为主的产品线。在机器人方面，公司已研制开发出多款工业巡检机器人，可以面向不同的工业应用场景，替代人工完成巡检任务，并实现机器代人、无人值守，帮助业主降低人工成本，提高运维效率，保障安全生产，促进节能环保。2023年公司持续对主营业务进行优化，将主营业务进一步聚焦到人工智能领域，并积极拓展轨道交通业务。从经营业绩来看，2023年前三季度公司营业收入达到3.26亿元，同比上涨35.71%；归母净利润为0.17亿元，同比上涨157.42%。

（2）亿嘉和科技股份有限公司

亿嘉和科技股份有限公司作为机器人智能应用服务商，主要从事特种机器人产品的研发、生产、销售及智能化服务，充分融合移动、感知、操作、人工智能、数据分析等机器人相关技术，面向电力、商业清洁、新能源充电、轨道交通等行业领域，提供多样化的智能产品、智能服务和系统解决方案。公司产品主要分为操作类机器人、巡检类机器人、商用清洁机器人、智能化系统及解决方案、消防类机器人。其中，巡检类机器人又分为室内巡检机器人和室外巡检机器人。2023年公司积极探索操作、巡检、消防等机器人产品在钢铁、煤炭等新行业领域的推广应用，拓展产品功能及应用场景，进一步提升产品性能和公司竞争力，推动公司多元化发展战略。据统计，2023年前三季度公司营业收入同比下降35.16%，达3.83亿元；归母净利润同比下降562.49%，亏损0.87亿元。

六、行业现状

近年来，随着城市地铁、高速公路等交通建设的不断发展，越来越多的隧道被建造出来。而对于这些隧道的安全问题，巡检是必不可少的一环。然而，由于隧道内环境复杂、危险系数高等原因，传统的人力巡检方式已经无法满足现代化建设的需求。通过使用隧道巡检机器人，弥补了人力不足的缺陷，成为现代化建设中的利器，随着科技的不断进步和发展，机器人巡检将会成为未来趋势。据统计，2016年我国隧道巡检机器人行业市场规模10208.7万元，到2022年隧道巡检机器人行业市场规模达到了27439.5万元，年复合增长率达到了17.91%。

七、发展因素

1、机遇

（1）国家政策的大力支持

近年来国家相关部门不断加大对机器人产业的扶持力度，《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》中明确提出要推动机器人产业的创新发展。这一纲要的发布为隧道巡检机器人等机器人细分产品的发展提供了明确的政策导向。工业和信息化部等部门联合印发的《“十四五”机器人产业发展规划》中，重点推进了包括特种机器人在内的各类机器人的研制及应用。隧道巡检机器人作为特种机器人的一种，得到了政策的明确支持，有助于其技术的进一步研发和应用推广。

（2）技术进步推动行业高速发展

伴随着传感器技术、智能控制技术、数据挖掘技术以及人工智能技术等学科知识和技术的积累和应用，隧道巡检机器人与各种新技术的结合愈加紧密，产生出多种新的功能与应用。与此同时，科学技术的进步带来相关产品市场价格不断降低，使应用隧道巡检机器人的企业各种成本不断下降，更进一步加快产品的市场普及率，以及隧道巡检机器人升级换代节奏。受益于不断延伸和扩展的新技术应用，隧道巡检机器人行业将长期处于高速发展阶段，科技进步将促进隧道巡检机器人的应用进一步深化。

（3）数字经济转型，行业渗透率领域进一步拓展

国内“十四五”规划纲要明确提出，“要加快数字化发展，建设数字中国”，数字化转型逐渐成为企业关注的热点，在此背景下，大批行业开始探索“机器换人”的“智能巡检”之路。不仅传统的公路隧道、地铁隧道等场景开始广泛应用隧道巡检机器人，而且煤炭矿场、桥梁、高速公路、水下环境以及能源输送管道等领域也开始尝试引入隧道巡检机器人进行巡检工作。随着数字经济转型的持续推进，隧道巡检机器人行业将迎来更加广阔的发展空间和机遇。

2、挑战

（1）技术水平难以满足需求

目前，隧道巡检机器人主要应用于电力、矿山、轨道交通等场景。在这些场景下，机器人需要具备较高的定位精度、障碍物识别、环境适应性、故障检测等能力，以满足客户的巡检需求和提高工作效率。然而，目前市场上的隧道巡检机器人技术水平参差不齐，有些机器人的性能还难以满足实际需求，这导致了用户使用体验不佳，无法实现预期效果。

（2）制造成本较高

隧道巡检机器人通常集成了多种先进的技术，包括自主导航、图像识别、气体检测、声音采集等，这些功能的实现需要高性能的处理器、多种传感器、高清摄像头以及强大的算法支持，而这些硬件和软件的成本本身就很高，加上后期的维护与更新等费用，使得隧道巡检机器人成本较高，可能导致潜在客户难以承受。同时，市场上同质化的隧道巡检机器人种类日益繁多，也使得市场竞争激烈化，加大了隧道巡检机器人制造企业的成本控制压力。

（3）安全问题严重

隧道内相对封闭的特殊环境、整体交通环境的复杂性以及内部空间的狭窄性，给隧道巡检机器人带来了不小的挑战。这些环境因素不仅增加了巡检的难度，还使得机器人在执行任务时面临着更高的安全风险。一旦机器人遇到问题，可能会引发严重的安全事故，对人员和设备造成不可估量的伤害。因此，机器人的安全性问题一直是市场关注的焦点和亟待解决的痛点。

八、竞争格局

随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，越来越多的企业开始涉足隧道巡检机器人领域，行业竞争愈发激烈。目前，我国隧道巡检机器人相关企业主要包括深圳市赛为智能股份有限公司、亿嘉和科技股份有限公司、杭州申昊科技股份有限公司、深圳朗驰欣创科技有限公司等。

九、发展趋势

隧道巡检机器人凭借自动化、智能化和高效化的优势，在隧道管理和维护中扮演越来越重要的角色。未来，隧道巡检机器人将更加注重安全性和可靠性设计，提高机器人在恶劣环境下的稳定运行能力。同时不断提高智能化和自主化水平，实现对隧道内异常情况的预测和预警。此外，隧道巡检机器人行业的发展将更加注重行业协作和标准化建设。通过制定统一的行业标准和规范，促进不同厂商之间的产品互通和协作，推动整个行业的健康发展。