盾構機被譽(yù)為“最強穿山甲”，是開(kāi)山挖洞的一項“重器”。這個(gè)龐然大物在開(kāi)挖隧道時(shí)面臨的作業(yè)環(huán)境復雜多變、施工難度大、危險系數也高。如何讓盾構機地下作業(yè)由“摸黑前進(jìn)”變成“透明操作”，中國移動(dòng)聯(lián)合中鐵裝備在河南創(chuàng )新研發(fā)并落地的5G盾構地鐵項目，讓隧道盾構的 “智慧掘進(jìn)” 變成現實(shí)。
隧道盾構的“智慧掘進(jìn)”
盾構機有多重要？作為基建中的核心裝備，盾構機是衡量一個(gè)國家地下施工裝備制造水平的標志。龐大的鋼鐵機器深入地下，按照規劃好的線(xiàn)路掘進(jìn)，刀頭旋轉震動(dòng)，泥沙、石塊等渣土掉落，隨即被傳輸帶運出隧道外。
地下作業(yè)環(huán)境涉及到地質(zhì)、水文、壓力等多重因素，復雜多變。高溫高濕、不透風(fēng)的工作環(huán)境導致施工人員作業(yè)難度大，危險系數也高。
盾構機每掘進(jìn)一點(diǎn)都需要實(shí)時(shí)監控，并分析大量且分散的施工數據，以確定下一步挖掘的最佳著(zhù)力點(diǎn)。一旦盾構機出現故障，不但難以發(fā)現故障點(diǎn)，還會(huì )造成工期延遲，成本代價(jià)巨大。
中鐵裝備智能技術(shù)研究院院長(cháng) 荊留杰：“盾構機掘進(jìn)時(shí)刀頭是高頻率振動(dòng)的，一秒鐘可能要有100次到200次數據，過(guò)去施工時(shí)的振動(dòng)數據都是通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)進(jìn)行傳輸，網(wǎng)絡(luò )部署成本高、穩定性差，一旦遇到網(wǎng)線(xiàn)斷裂時(shí)，只能人工去拷貝主機振動(dòng)數據?！?/p>
為了保證盾構機在掘進(jìn)過(guò)程中網(wǎng)絡(luò )通暢，中國移動(dòng)河南公司的技術(shù)網(wǎng)絡(luò )團隊發(fā)揮5G基站組網(wǎng)靈活的特點(diǎn)，給盾構機內部裝上了“迷你”的5G微基站，實(shí)現對設備運行、施工環(huán)境的實(shí)時(shí)監控和數據穩定傳輸。
5G，讓盾構機更靈活
5G的應用讓盾構機“傳感神經(jīng)”更加靈敏，數據傳輸故障率降低99.99%，可以完成秒級精度參數控制。
中鐵裝備智能技術(shù)研究院院長(cháng) 荊留杰：“盾構機全身裝了很多傳感器，能夠感知隧道內環(huán)境的變化，如果在掘進(jìn)過(guò)程中出現異常，就要及時(shí)改變操作，不然就會(huì )導致刀盤(pán)出現問(wèn)題?！?/p>
在盾構機上植入5G技術(shù)，可以實(shí)時(shí)分析振動(dòng)數據并快速反饋至地面大數據終端，還能通過(guò)決策中心分析海量分散的信息，第一時(shí)間發(fā)出機器故障預警。5G+人員行為分析、5G+UWB（室內精準定位）技術(shù)更是平安工地的“監督利器?！?/p>
● 施工人員通過(guò)佩戴裝有5G模組的智慧安全帽對工地進(jìn)行“視頻直播”，將畫(huà)面回傳至管控平臺，管理人員就能第一時(shí)間指導前線(xiàn)進(jìn)行設備維修或傳遞施工指令。
● 利用雙目UVC（免驅攝像頭）相機，搭配行為分析算法，監測主司機的駕駛狀態(tài)，分析其閉眼、打哈欠、瞌睡點(diǎn)頭等動(dòng)作，判斷是否在疲勞駕駛，提高駕駛員安全作業(yè)保障。
盾構裝備 智能運維
“5G+智慧盾構項目”是中鐵裝備與中國移動(dòng)公司聯(lián)合開(kāi)展的5G應用與盾構裝備施工的全方位融合項目。該項目以河南五建集團承建的鄭州地鐵南曹區間項目為依托，通過(guò)“1+1+N”智慧盾構解決方案，實(shí)現了盾構裝備PLC數據、關(guān)鍵系統監測終端數據、安全運維信息和人機定位信息等實(shí)時(shí)穩定傳輸。
該項目不僅增強了盾構機施工過(guò)程中的全面感知與科學(xué)決策能力，而且為盾構裝備智能運維服務(wù)和施工項目智慧信息化管理提供了有力保障，大大強化了盾構施工安全生產(chǎn)，實(shí)現了盾構設備及施工的遠程、智能、科學(xué)及全天候的智能集群管理。
● 2021年4月，中國移動(dòng)河南公司攜中鐵裝備、河南五建已經(jīng)在鄭州地鐵三號線(xiàn)司南站至南曹站區間完成盾構法掘進(jìn)隧道地鐵項目的貫通。
● 2021年8月，基于南曹地鐵站的成功項目經(jīng)驗，5G智慧盾構又成功復制在鄭州地鐵六號線(xiàn)桐淮站項目上。
未來(lái)，中國移動(dòng)攜中鐵裝備、河南五建將共同打造“1+1+N”整體解決方案，即依托1張5G專(zhuān)網(wǎng)、1個(gè)智能決策中心、N個(gè)5G應用，建設智慧盾構5G技術(shù)應用創(chuàng )新基地，由點(diǎn)到面，逐步實(shí)現5G智慧盾構在全行業(yè)的推廣應用。
中鐵裝備智能技術(shù)研究院參賽的“5G+智慧盾構”項目，在第二屆促進(jìn)金磚工業(yè)創(chuàng )新合作大賽總決賽工業(yè)互聯(lián)賽道方向榮獲二等獎。
如今5G已實(shí)現了“上天入地”，打通了一個(gè)個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展不斷注入新的活力。隨著(zhù)越來(lái)越多5G智慧應用的落地，智慧社會(huì )的前景藍?？善?。
來(lái)源：新華網(wǎng)、中國移動(dòng)、中鐵裝備
