“汕頭的盾構(gòu)機(jī)成功穿越首個(gè)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn),！”10月22日,，通過手機(jī)上的盾構(gòu)TBM工程大數(shù)據(jù)中心APP，盾構(gòu)及掘進(jìn)技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研人員高興地宣布,，“過去,，要想了解盾構(gòu)機(jī)的運(yùn)行情況，我們不僅要出差到工程現(xiàn)場(chǎng),，還需進(jìn)入隧道查看?，F(xiàn)在，有了這個(gè)盾構(gòu)TBM工程大數(shù)據(jù)中心APP,，即使遠(yuǎn)在天涯海角,，盾構(gòu)、TBM設(shè)備的工作狀態(tài),、運(yùn)行情況和相關(guān)施工情況都盡在掌握,。”

科研人員展示盾構(gòu)TBM工程大數(shù)據(jù)中心手機(jī)APP

盾構(gòu),、TBM是用于交通隧道水工隧洞,、城市地鐵等各類地下工程施工的大型工程機(jī)械，被習(xí)大大稱為國(guó)之重器,，其直徑可達(dá)15米以上,，重達(dá)數(shù)千噸，由于近年來發(fā)展迅猛,，遍布海外和國(guó)內(nèi)各個(gè)地區(qū),，僅國(guó)內(nèi)的保有數(shù)量就達(dá)1800余臺(tái)。因此,，想要在同一時(shí)間內(nèi)查看和管理分布在各地的這些“龐然大物”,，幾乎是天方夜譚。

然而,，坐落在鄭州高新區(qū)的盾構(gòu)及掘進(jìn)技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,，通過建設(shè)開發(fā)盾構(gòu)TBM工程大數(shù)據(jù)中心及平臺(tái)和手機(jī)APP,，將這一夢(mèng)想搬進(jìn)現(xiàn)實(shí)。

智能監(jiān)控,，千里之外就在眼前

走進(jìn)盾構(gòu)TBM工程大數(shù)據(jù)中心,，巨大的液晶顯示屏和一排排電腦顯示器閃爍著眾多的數(shù)據(jù)信息，強(qiáng)烈的科技感撲面而來,。

盾構(gòu)TBM工程大數(shù)據(jù)中心

工作人員向我們介紹到,，“大數(shù)據(jù)中心具有遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能，通過互聯(lián)網(wǎng),、物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)通各廠家各類型盾構(gòu),、TBM設(shè)備，實(shí)時(shí)采集盾構(gòu),、TBM設(shè)備狀態(tài)信息,，并采集整合施工環(huán)境、工程地質(zhì),、隧道結(jié)構(gòu)等信息,，將成千上萬個(gè)施工數(shù)據(jù)和視頻信息進(jìn)行分類分析和實(shí)時(shí)顯示?！毖邪l(fā)人員還將系統(tǒng)開發(fā)成手機(jī)軟件,，將個(gè)人手機(jī)通過互聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)中心關(guān)聯(lián)。相關(guān)人員只需登錄手機(jī)APP,，就可以查看設(shè)備所有信息,。

“僅中鐵隧道局集團(tuán)盾構(gòu)、TBM的保有量就達(dá)98臺(tái),，如果要去現(xiàn)場(chǎng)一一查看這些設(shè)備,，估計(jì)一年都跑不完。即使現(xiàn)場(chǎng)人員向我們匯報(bào),，還是難以及時(shí)獲取信息,。如果要想調(diào)取特定時(shí)段的參數(shù)，那就更麻煩了,。”中鐵隧道局集團(tuán)總工程師,、國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任洪開榮說到“現(xiàn)在通過手機(jī),，就可以隨時(shí)查閱任何時(shí)段和區(qū)間的設(shè)備及相關(guān)施工信息，包括盾構(gòu)方位,、刀盤轉(zhuǎn)速,、刀盤扭矩、注漿壓力,、地面沉降,、管片姿態(tài)等信息一覽無余,。就好像我們穿越了時(shí)空的阻隔，站在了盾構(gòu)機(jī)里一樣,?！?/span>

風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，為工程保駕護(hù)航

盾構(gòu)施工最關(guān)心的就是風(fēng)險(xiǎn)管理,，安全是生命線,。大數(shù)據(jù)中心具備綜合風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警功能，一方面,，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)源自動(dòng)識(shí)別風(fēng)險(xiǎn),，當(dāng)盾構(gòu)機(jī)快要達(dá)到風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)時(shí)，大數(shù)據(jù)中心會(huì)自動(dòng)發(fā)出預(yù)警,，告知前方可能會(huì)出現(xiàn)的地質(zhì)情況和風(fēng)險(xiǎn)類型,；另一方面，當(dāng)設(shè)備關(guān)鍵參數(shù)突然發(fā)生變化或者人員操作錯(cuò)誤時(shí),，大數(shù)據(jù)中心都會(huì)立刻做出判斷,，及時(shí)發(fā)送預(yù)警通知相關(guān)人員，將施工風(fēng)險(xiǎn)和損失降到最低,。

比如孤石風(fēng)險(xiǎn),。孤石是隱藏在施工地層中的石塊，體積大,、強(qiáng)度硬度高,，在初期地質(zhì)勘探時(shí)不容易被發(fā)現(xiàn)，一旦遭遇,，就像“米飯里藏了一顆砂石”,，極易損壞盾構(gòu)機(jī)金貴的“牙齒”。然而,，大數(shù)據(jù)中心會(huì)通過對(duì)盾構(gòu)刀盤轉(zhuǎn)速,、扭矩等參數(shù)的突然變化做出分析，第一時(shí)間判斷出前方出現(xiàn)的孤石,，并及時(shí)反饋相關(guān)管理及施工人員,。

再比如突泥、涌水風(fēng)險(xiǎn),。盾構(gòu)前端突然出現(xiàn)的大量地下水和泥沙,，如得不到及時(shí)處理，會(huì)淹埋隧道內(nèi)的人員,、設(shè)備,，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，是施工企業(yè)極力避免的風(fēng)險(xiǎn),。大數(shù)據(jù)中心會(huì)通過實(shí)時(shí)檢測(cè)和分析盾構(gòu)開挖倉(cāng)壓力等參數(shù)的異常變化,，及時(shí)判斷出前方可能出現(xiàn)的突泥,、涌水風(fēng)險(xiǎn)，避免事故發(fā)生,。

盾構(gòu)TBM工程大數(shù)據(jù)中心手機(jī)APP上顯示的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)

盾構(gòu)TBM工程大數(shù)據(jù)中心提供的數(shù)據(jù)圖表

綜合分析,，讓管理更精準(zhǔn)高效

現(xiàn)在，盾構(gòu)及掘進(jìn)技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與中鐵隧道局集團(tuán),、廣州電力局,、中鐵工程裝備集團(tuán)等十余家盾構(gòu)設(shè)計(jì)、制造,、施工企業(yè)開展合作,，利用盾構(gòu)TBM工程大數(shù)據(jù)中心向這些企業(yè)提供數(shù)據(jù)分析、技術(shù)咨詢等服務(wù),，幫助企業(yè)和施工項(xiàng)目進(jìn)行決策,，讓管理更精準(zhǔn)高效。

比如,，對(duì)于盾構(gòu)設(shè)計(jì)與制造企業(yè)來說,，每一臺(tái)盾構(gòu)、TBM都要根據(jù)施工環(huán)境“量體裁衣”,，因此設(shè)備設(shè)計(jì)一直是工程中的一道難題?，F(xiàn)在，大數(shù)據(jù)中心可以根據(jù)工程地質(zhì),、水文等信息,，通過對(duì)歷史海量數(shù)據(jù)的綜合分析，為設(shè)備設(shè)計(jì)和制造提供決策輔助,，科學(xué)高效地設(shè)計(jì)出最適合工程環(huán)境的裝備,。

此外，大數(shù)據(jù)中心的進(jìn)度管理系統(tǒng)會(huì)統(tǒng)計(jì)設(shè)備運(yùn)行歷史進(jìn)度,、掘進(jìn)效率和工序分配情況,；設(shè)備決策系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成設(shè)備臺(tái)賬，顯示設(shè)備分布情況,；故障分析系統(tǒng)會(huì)顯示裝備實(shí)時(shí)故障發(fā)生部位,、時(shí)間和報(bào)警時(shí)長(zhǎng)；隧道管片姿態(tài)等數(shù)據(jù)圖表可體現(xiàn)隧道成型質(zhì)量,；這些功能都有助于企業(yè)改進(jìn)技術(shù),、科學(xué)管理、提升效率,，確保工程質(zhì)量和安全。

智慧應(yīng)用,，讓設(shè)備更智能,，讓掘進(jìn)更智慧

“建設(shè)盾構(gòu)TBM大數(shù)據(jù)中心的目標(biāo)遠(yuǎn)不止于此,。”洪開榮主任說“我們國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室要通過大數(shù)據(jù)的建立,、分析,、挖掘和應(yīng)用，加強(qiáng)盾構(gòu)TBM行業(yè)領(lǐng)域的信息化,、智能化水平,，讓設(shè)備更加智能，讓掘進(jìn)更加智慧,?！?/span>

“比如盾構(gòu)、TBM輔助巡航,，是大數(shù)據(jù)中心正在研發(fā)的功能,。隨著中心接入盾構(gòu)工程數(shù)量的不斷增加，海量歷史數(shù)據(jù)的不斷積累,，我們通過提高大數(shù)據(jù)的分析和處理能力,，深度挖掘海量數(shù)據(jù)背后的潛在巨大價(jià)值，將各類地質(zhì)和裝備信息與施工實(shí)際相關(guān)聯(lián),，輔助指導(dǎo)工程施工,，讓設(shè)備在大數(shù)據(jù)的指導(dǎo)下高效、安全地掘進(jìn)?，F(xiàn)在是系統(tǒng)輔助人,，將來變成人輔助系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)智慧化掘進(jìn),，讓設(shè)備可以像無人飛機(jī)一樣在地下自動(dòng)航行,。”洪開榮主任信心滿滿地說“我相信,，隨著平臺(tái)功能的不斷增強(qiáng),、大數(shù)據(jù)采集的日益豐富，大數(shù)據(jù)中心將會(huì)越來越聰明,，這些目標(biāo)終將實(shí)現(xiàn),。”

據(jù)了解,，大數(shù)據(jù)中心試運(yùn)行一年來,，已經(jīng)接入了國(guó)內(nèi)、外10余家企業(yè)的各類盾構(gòu),、TBM120余臺(tái),，其中10余臺(tái)分布于以色列、新加坡,、馬來西亞等國(guó)家,，發(fā)揮了顯著功效,，解決了諸多行業(yè)難題，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,。

目前,，盾構(gòu)TBM工程大數(shù)據(jù)中心已獲得了30余項(xiàng)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并先后榮獲工信部2017年百家大數(shù)據(jù)優(yōu)秀案例和中施協(xié)2017年互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展最佳案例,、2018國(guó)家大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展試點(diǎn)示范項(xiàng)目等榮譽(yù),，引領(lǐng)了我國(guó)盾構(gòu)TBM行業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)步。

盾構(gòu)TBM工程大數(shù)據(jù)中心獲得的部分國(guó)家專利與榮譽(yù)證書

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盾構(gòu)及掘進(jìn)技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

河南省鄭州高新區(qū)科學(xué)大道99號(hào)附1號(hào),，郵編450001

黃明海 15516193616