消息 盾构机被誉为“最强穿山甲”,是开山挖洞的一项“重器”。这个庞然大物在开挖隧道时面临的作业环境复杂多变、施工难度大、危险系数也高。如何让盾构机地下作业由“摸黑前进”变成“透明操作”,中国移动联合中铁装备在河南创新研发并落地的5G盾构地铁项目,让隧道盾构的 “智慧掘进” 变成现实。
隧道盾构的“智慧掘进”
盾构机有多重要?作为基建中的核心装备,盾构机是衡量一个国家地下施工装备制造水平的标志。庞大的钢铁机器深入地下,按照规划好的线路掘进,刀头旋转震动,泥沙、石块等渣土掉落,随即被传输带运出隧道外。
地下作业环境涉及到地质、水文、压力等多重因素,复杂多变。高温高湿、不透风的工作环境导致施工人员作业难度大,危险系数也高。
盾构机每掘进一点都需要实时监控,并分析大量且分散的施工数据,以确定下一步挖掘的最佳着力点。一旦盾构机出现故障,不但难以发现故障点,还会造成工期延迟,成本代价巨大。
中铁装备智能技术研究院院长 荆留杰:“盾构机掘进时刀头是高频率振动的,一秒钟可能要有100次到200次数据,过去施工时的振动数据都是通过网线进行传输,网络部署成本高、稳定性差,一旦遇到网线断裂时,只能人工去拷贝主机振动数据。”
为了保证盾构机在掘进过程中网络通畅,中国移动河南公司的技术网络团队发挥5G基站组网灵活的特点,给盾构机内部装上了“迷你”的5G微基站,实现对设备运行、施工环境的实时监控和数据稳定传输。
5G,让盾构机更灵活
5G的应用让盾构机“传感神经”更加灵敏,数据传输故障率降低99.99%,可以完成秒级精度参数控制。
中铁装备智能技术研究院院长 荆留杰:“盾构机全身装了很多传感器,能够感知隧道内环境的变化,如果在掘进过程中出现异常,就要及时改变操作,不然就会导致刀盘出现问题。”
在盾构机上植入5G技术,可以实时分析振动数据并快速反馈至地面大数据终端,还能通过决策中心分析海量分散的信息,第一时间发出机器故障预警。5G+人员行为分析、5G+UWB(室内精准定位)技术更是平安工地的“监督利器。”
● 施工人员通过佩戴装有5G模组的智慧安全帽对工地进行“视频直播”,将画面回传至管控平台,管理人员就能第一时间指导前线进行设备维修或传递施工指令。
● 利用双目UVC(免驱摄像头)相机,搭配行为分析算法,监测主司机的驾驶状态,分析其闭眼、打哈欠、瞌睡点头等动作,判断是否在疲劳驾驶,提高驾驶员安全作业保障。
盾构装备 智能运维
“5G+智慧盾构项目”是中铁装备与中国移动公司联合开展的5G应用与盾构装备施工的全方位融合项目。该项目以河南五建集团承建的郑州地铁南曹区间项目为依托,通过“1+1+N”智慧盾构解决方案,实现了盾构装备PLC数据、关键系统监测终端数据、安全运维信息和人机定位信息等实时稳定传输。