盾構(gòu)機(jī)，被譽(yù)為“最強(qiáng)穿山甲”，開(kāi)山挖洞的“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(fù)雜多變，施工難度大，危險(xiǎn)系數(shù)也高。不過(guò)在5G的加持下，這一幕將成為過(guò)去：中國(guó)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(gòu)地鐵項(xiàng)目，讓盾構(gòu)機(jī)地下作業(yè)由“摸黑前進(jìn)”變成“透明操作”。

　　隧道盾構(gòu)的 “智慧掘進(jìn)” 盾構(gòu)機(jī)有多重要?

　　盾構(gòu)機(jī)是基建中的核心裝備，是衡量一個(gè)國(guó)家地下施工裝備制造水平的標(biāo)志。

　　根據(jù)前期工程調(diào)研的情況，工程師們會(huì)根據(jù)土壤、水文等地質(zhì)條件為不同的線路設(shè)計(jì)馬蹄狀、矩形、圓形等不同形狀、不同刀頭的盾構(gòu)機(jī)。龐大的鋼鐵機(jī)器深入地下，按照規(guī)劃好的線路掘進(jìn)，刀頭旋轉(zhuǎn)震動(dòng)，泥沙、石塊等渣土掉落，隨即被傳輸帶運(yùn)出隧道外。

　　與此同時(shí)，“盾牌”形狀的水泥板會(huì)被運(yùn)進(jìn)施工坑道完成坑道四周硬化，軌道也會(huì)同步鋪設(shè)?？梢哉f(shuō)，盾構(gòu)機(jī)相當(dāng)于一個(gè)移動(dòng)的隧道作業(yè)車(chē)間，所到之處，挖掘、硬化、軌道鋪設(shè)一站式解決。

　　地下作業(yè)環(huán)境涉及到地質(zhì)、水文、壓力等多重因素，復(fù)雜多變。高溫高濕、不透風(fēng)的工作環(huán)境導(dǎo)致施工人員作業(yè)難度大，危險(xiǎn)系數(shù)也高。且盾構(gòu)機(jī)每掘進(jìn)一點(diǎn)都需要實(shí)時(shí)監(jiān)控分析大量且分散的施工數(shù)據(jù)，以確定下一步挖掘的最佳著力點(diǎn)。倘若盾構(gòu)機(jī)出現(xiàn)故障，不但難以發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，還會(huì)造成工期延遲，成本代價(jià)巨大。

　　“盾構(gòu)機(jī)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(shù)據(jù)，過(guò)去施工時(shí)的振動(dòng)數(shù)據(jù)都是通過(guò)網(wǎng)線進(jìn)行傳輸，網(wǎng)絡(luò)部署成本高、穩(wěn)定性差，一旦遇到網(wǎng)線斷裂時(shí)，只能人工去拷貝主機(jī)振動(dòng)數(shù)據(jù)。”中鐵裝備智能技術(shù)研究院院長(zhǎng)荊留杰說(shuō)，針對(duì)這個(gè)痛點(diǎn)，中國(guó)移動(dòng)的技術(shù)網(wǎng)絡(luò)團(tuán)隊(duì)發(fā)揮5G基站組網(wǎng)靈活的特點(diǎn)，給盾構(gòu)機(jī)內(nèi)部裝上了“迷你”的5G微基站，保證盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過(guò)程中核心機(jī)位5G網(wǎng)絡(luò)通暢，實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備運(yùn)行、施工環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸。

　　5G提升“神器”的“神經(jīng)”靈敏度 5G真的能讓盾構(gòu)機(jī)這個(gè)龐然大物靈活如螞蟻嗎?

　　“盾構(gòu)機(jī)全身裝了很多傳感器，能夠感知隧道內(nèi)環(huán)境的變化，如果在掘進(jìn)過(guò)程中地質(zhì)出現(xiàn)變化，就要及時(shí)改變操作，不然就會(huì)導(dǎo)致刀盤(pán)出現(xiàn)問(wèn)題。”荊留杰說(shuō)，5G的應(yīng)用讓“傳感神經(jīng)”更加靈敏，數(shù)據(jù)傳輸故障率降低99.99%，可以完成秒級(jí)精度參數(shù)控制。不但能做到實(shí)時(shí)分析振動(dòng)數(shù)據(jù)，并快速反饋至地面大數(shù)據(jù)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(jī)器故障預(yù)警。

　　除了盾構(gòu)機(jī)上植入5G，施工的隧道內(nèi)還增加了“5G+UWB(室內(nèi)精準(zhǔn)定位)”技術(shù)，可以對(duì)施工人員、物料、車(chē)輛進(jìn)行高精準(zhǔn)定位。施工人員通過(guò)佩戴裝有5G模組的智慧安全帽對(duì)工地進(jìn)行“視頻直播”，將畫(huà)面回傳至管控平臺(tái)，管理人員就能第一時(shí)間指導(dǎo)前線進(jìn)行設(shè)備維修或傳遞施工指令。

　　5G+人員行為分析更是“監(jiān)督利器”，利用雙目UVC相機(jī)，搭配行為分析算法，監(jiān)測(cè)主司機(jī)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，提高了駕駛員安全作業(yè)保障。

　　2021年4月，中國(guó)移動(dòng)攜攜中鐵裝備、河南五建已經(jīng)在鄭州地鐵三號(hào)線司南站—南曹站區(qū)間完成首個(gè)盾構(gòu)法掘進(jìn)隧道地鐵項(xiàng)目的貫通， 2021年8月，基于南曹地鐵站的成功項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，5G智慧盾構(gòu)又成功復(fù)制在鄭州地鐵六號(hào)線桐淮站項(xiàng)目上。未來(lái)，三方將共同打造“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(yīng)用，建設(shè)智慧盾構(gòu)5G技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新基地，由點(diǎn)到面，逐步逐步實(shí)現(xiàn)5G智慧盾構(gòu)在全行業(yè)的推廣應(yīng)用。

　　在中國(guó)移動(dòng)河南公司鄭州分公司副總經(jīng)理喬朋看來(lái)，打造類(lèi)似于中鐵裝備盾構(gòu)遠(yuǎn)程指揮中心的決策平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)邊-端-云海量多源數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)感知、傳輸和分析，推動(dòng)智慧盾構(gòu)在全行業(yè)的廣泛復(fù)制是他們更長(zhǎng)遠(yuǎn)的目標(biāo)。“這是我們的一個(gè)積極嘗試，未來(lái)可以在施工難度更高的隧道建設(shè)中進(jìn)行更多的探索?！? 喬朋說(shuō)。