飛天有神舟，潛海有蛟龍，追風有高鐵，入地有盾構。盾構機作為建設隧道的“掘進神器”，猶如在黑暗中開車，復雜的環境讓它步履維艱，面臨施工風險、質量、效率等多方面隱患。而如今，重達上千噸的盾構機將有望通過“人工智能”，自動挖掘出一條條地鐵、公路隧道。

近日，上海市科委重點扶持項目《遠程控制的自動掘進智能盾構研發》通過了朱合華院士領銜的專家組的綜合績效評價，研究成果總體達到國際領先水平，意味著盾構施工新一輪技術革命拉開序幕，逐步邁入盾構隧道“智造”新時代。

“智慧”良方重塑行業格局

目前，盾構法隧道建造技術取得了長足發展，已形成了一套全面的技術體系，積累了不少經驗。但管理方法還是較為傳統，人為因素影響大，工程風險與質量隱患依然較大。

近年來，新一代信息技術的進步為盾構法隧道建造向數字化、智能化方向發展提供了“加速度”，國家和地方政府也出臺了多項政策推動建造產業體系智能化升級。在上海市科委的支持下，上海隧道工程有限公司聯合上海大學、上海航天衛星應用有限公司等單位，開展了《遠程控制的自動掘進智能盾構研發》的科技攻關。

作為中國盾構法隧道的先行者——上海隧道憑借半個多世紀的工程建設經驗和海量數據積累，在研發應用“超級大腦——盾構管控系統平臺”的基礎上，率先在行業內制造了首臺智能盾構。該盾構可以在精準感知施工信息的基礎上，快速判斷自身狀態并認知周邊環境，自動對盾構機發出指令，實現地下工程更適應、更快速、更安全的智慧化無人掘進！

“核芯”控制啟航智能盾構

技術轉型升級是行業發展的源動力。面向盾構自動化、智能化的發展需求，一直致力于技術創新的上海隧道清晰感知行業變革觸角，在從“質”變到“智”變的過程中，走出了一條屬于自己的智能盾構之路。從“知識”驅動到“知識 管理”驅動，再轉型為“知識 數據”雙驅動，有互聯網、大數據、5G 網絡等新一代信息技術的催生因素，更有公司多年來的科研思考和技術沉淀。

1992年，開發“知識”驅動的“盾構法隧道施工專家系統”，實現了盾構穿越敏感建筑物的安全性預測。

2003年，開發“知識 管理”驅動的“盾構法隧道信息化施工管理系統”，實現盾構穿越敏感建筑物的沉降動態預測，并提出盾構施工關鍵控制參數。

2015年，創建“盾構法隧道施工管控平臺”，形成了“實時數據動態管控 數據分析輔助決策”管理模式，全面實現了盾構施工管控和盾構設備管控。

目前，盾構管控平臺已實現近500公里隧道建設的全方位管控，集聚了超過10T的海量數據資產，形成了“抽屜里的數據庫”。

依托盾構管控平臺的海量數據，上海隧道率先在行業內提出了智能盾構這一招“先手棋”，將大數據、5G網絡和人工智能等多種數字技術與傳統盾構設計、制造和施工技術全面融合。

研發攻關團隊構建了基于人類行為理論的多層級盾構自主掘進智能控制體系，提出了一種數-圖-數多重轉換的異常發現算法，創建了盾構掘進環境辨識、盾構機立體位姿規劃與控制、地面變形規劃與自適應控制和多參量協同控制等系列智能模型，為盾構自動掘進時周邊環境的安全控制和隧道軸線的精準控制提供了智能“核芯”。

2020年，上海隧道將“超級大腦”植入了“掘進神器”，研制了首臺具有自主決策和自動掘進能力的智能盾構——“智馭號”，可在自動巡航和遠程控制兩種模式間切換，確保掘進的可靠性和穩定性，開展了紹興、南京、鄭州、上海等多個城市軌道交通區間隧道的示范應用，完成了384m連續無人工干預的盾構自主掘進，隧道軸線偏差±30mm，地面隆沉控制在-20mm～ 7mm，明顯高于國家標準規范的控制指標。

智能建造”點亮”城市未來

隨著數字經濟時代的到來，隧道施工企業面臨的不僅是科研技術發展的全新挑戰，更是破局、落子的重大機遇。在國家交通強國建設等頂層設計的戰略統籌下，培育隧道產業新業態、新模式，用活、用深、用透上海隧道多年積累的海量數據資產，用企業技術發展推動行業轉型升級，相信未來的智能化道路，道阻且長，行則將至，但行則不輟，未來可期。