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中国移动打造全球首个5G盾构地铁项目 盾构机是干什么用的

中国移动打造全球首个5G盾构地铁项目 盾构机是干什么用的

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中国移动打造全球首个5G盾构地铁项目 盾构机是干什么用的  第1张

中国移动打造全球首个5G盾构地铁项(主题)

盾构机,被誉为“最强穿山甲”,开山挖洞的“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。不过在5G的加持下,这一幕将成为过去: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,让盾构机地下作业由“摸黑前进”变成“透明操作”。

隧道盾构的“智慧掘进”

盾构机是基建中的核心装备,是衡量一个国家地下施工装备制造水平的标志。

根据前期工程调研情况,工程师会根据土壤、水文等地质条件为不同的线路设计马蹄状、矩形、圆形等不同形状、不同刀头的盾构机。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,随即被传送带运到隧道外。

与此同时,“盾牌”形状的水泥板会被运进施工坑道完成坑道四周硬化,轨道也会同步铺设。可以说,盾构机相当于一个移动的隧道作业车间,所到之处,挖掘、硬化、轨道铺设一站式完成。

地下作业环境涉及地质、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。而且,盾构机每掘进一点都需要实时监控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。倘若盾构机出现故障,不但难以发现故障点,还会造成工期延迟,成本代价巨大。

“盾构机掘进时刀头是高频率振动的,一秒钟有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,只能人工去拷贝主机振动数据。”中铁装备智能技术研究院院长荆留杰说。针对这个痛点,中国移动的技术网络团队发挥5G基站组网灵活的优势,给盾构机内部装上了“迷你”的5G微基站,保证盾构机在掘进过程中核心机位5G网络通畅,实现了对设备运行、施工环境的实时监控和数据稳定传输。

5G提升“神器”的“神经”灵敏度

“盾构机全身装了很多传感器,能够感知隧道内环境的变化,如果在掘进过程中地质出现变化,就要及时改变操作,不然就会导致刀盘出现问题。”荆留杰说。5G的应用让“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,不但能做到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。

除了盾构机上植入5G,施工的隧道内还采用了“5G﹢UWB(室内精准定位)”技术,可以对施工人员、物料、车辆进行高精准定位。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。

5G﹢人员行为分析更是“监督利器”,利用双目UVC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,判断其是否在疲劳驾驶,提高了驾驶员安全作业保障。

2021年4月,中国移动助力中铁装备、河南五建在郑州地铁三号线司南站-南曹站区间完成世界首个盾构法掘进隧道地铁项目的贯通,2021年8月,基于南曹地铁站的成功项目经验,5G智慧盾构又成功复制在郑州地铁六号线桐淮站项目中。未来,三方将共同打造“1﹢1﹢N”整体解决方案,即依托1张5G专网、1个智能决策中心、N个5G应用,建设智慧盾构5G技术应用创新基地,由点到面,逐步实现5G智慧盾构在全行业的推广应用。

在中国移动河南郑州分公司副总经理乔朋看来,打造类似于中铁装备盾构远程指挥中心的决策平台,实现边-端-云海量多源数据的实时感知、传输和分析,推动智慧盾构在全行业的广泛复制是他们更长远的目标。“这是我们的一个积极尝试,未来可以在施工难度更高的隧道建设中进行更多的探索。”乔朋说。

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