我国交通建设正进入一个快速发展的时期。截止2013年，已建有交通隧道3万多条，成为世界上隧道最多、最复杂、发展最快的国家。伴随客流的增长，交通设施逐渐向山区发展，由于地形和地质条件的限制，山区交通设施经常以桥梁和隧道通过。交通隧道是狭长的建筑，其中如果发生灾害，考虑到灾害特性，救援难度大，后果不可预见。
随着高速公路建设的深入，隧道管理压力也会越来越大，特别是近年山西晋济高速晋城段岩后隧道、西康高速白沙滩1号隧道等特大事故的发生，使得交通隧道的日常运维和紧急救援日益引起关注。
交通隧道运维与救援是隧道管理的重要组成部分，是隧道运营实现制度化、规范化、科学化的重要手段。隧道内设备分布广，种类、数量多，组成复杂。长期以来，人们对于隧道的运行维护一直以人工为主。人们或是定期对隧道进行检查以实现对问题识别，或是在出现特殊情况(发现设备故障的时候) 再进行检测评估，而这时隧道设备已经出现了较大损伤，人工检测不仅需要大量的人力和物力，而且需经过专门的训练，所得结果仍然不能满足隧道维护规范的要求。如果能够对隧道的设备的运行状况自动进行长期监测，从而对隧道设备的健康状况给出评估，并制定针对性的运行维护计划，那就能根据实际情况，采取相应的养护措施，基本消除隧道的安全隐患，避免隧道出现大的事故。实现这一目标的有效途径就是构建起一套能进行隧道日常监测和紧急救援的交通隧道机器人系统。
交通隧道机器人将先进的机器人技术和无损传感的物联网技术相结合，长期、实时、空间上自由连续地获得隧道内部的设备运行状态信息，分析包括隧道结构状态、设备工作状态、车辆行驶状态、路面状态、隧道气象状态在内的各种状态特征，以便了解隧道运行中因损伤或者退化而造成的改变，并利用诊断方法判断损伤的发生、位置、程度，对隧道正常运行健康状况做出评估，在危及隧道结构安全性能的临界点到来之前提早发现异常，为隧道在特殊气候、交通条件下或隧道运行状况严重异常时触发预警信号，为隧道的维修、养护与管理决策提供依据和指导。
交通隧道巡检救援机器人由装载了包括摄像机、红外热成像、危害气体浓度传感器、照度传感器、声音传感器、温湿度传感器等多种传感器的，可在交通隧道内部侧壁上预先铺设的轨道上自由移动的机器人组成。
其可实现交通隧道内对主要设施和场景的智能巡检，也可在突发事件发生时，第一时间移动到突发事件现场，进行现场数据实时精确采集和现场控制。
交通隧道机器人分为机器人运行部分、物联传感部分、应用部分这三大部分。机器人运行部分主要包括轨道子系统、行进子系统、动力子系统、通讯子系统、定位子系统五大基础子系统，这五大子系统是保证交通机器人运行的基础，使其能延隧道侧壁自由运动，便于收集交通隧道内部运行过程中产生的各种数据。
物联传感部分包括图像传感、声音传感、温湿度传感、危害气体传感、红外热成像传感、激光3维视觉传感、能见度传感等多种传感方式，是交通隧道机器人进行隧道感知的重要途径。
应用部分，在物联传感部分所获取大量数据基础上，具体展开的多种应用，包括自动预警子系统、紧急救援子系统、数据分析子系统、远程管理子系统等多种具体应用功能，满足用户需求。
交通隧道机器人主要功能遵循《公路隧道养护技术规范》（JTG-H12-2015）的要求，实现对隧道内部机电设备、消防设施、土建、交通安全设施的日常运维巡检以及安全救援，具体包括隧道内部检查、设备巡检、事故侦测、安全防护、现场救援、设施防盗等几大功能。
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