2021年6月22日,为贯彻落实习近平总书记关于“数字中国、智慧社会”重要指示精神,总结推广全系统智慧建造的成功做法,加快数字化转型步伐,倾力打造“数字铁建、智慧铁建”,中国铁建股份公司在川藏铁路康定2号隧道1号横洞组织召开了“智慧建造现场推进会”。中国铁建股份有限公司总裁、党委副书记、执行董事庄尚标,股份公司下属各单位主管领导,铁建重工党委副书记、总经理程永亮参加了会议。

当天上午,与会人员实地观摩了康定2号隧道1号横洞大型机械化配套施工现场。在会上,庄尚标发表了讲话,重点分析了中国铁建在数字化、智慧化转型等方面取得的成效、存在的问题,指出推动数字化转型和发展智慧建造是顺应时代变革的必然选择,是贯彻落实党中央重大决策部署、践行数字中国战略的应有之义,也是推动企业高质量发展的迫切需求。

中国铁建股份有限公司及下属各单位主管领导参加现场演示活动

远程集控系统现场演示

在智慧建造现场推进会上,铁建重工的远程集控系统首次亮相,并进行了现场演示,当场惊艳了所有与会观摩人员,得到了各施工单位领导的高度评价!在工作人员指引下,观摩人员来到康定2号隧道1号横洞施工现场。只见1台型号为ICC-8的集中指挥车停放在隧道洞口,指挥车整洁、舒适,几名装备操作手就坐于操作平台前的椅子上,实时观察着车内操作平台前方3个大尺寸显示屏和操作平台上2个小尺寸显示屏所呈现的智能型凿岩台车的施工状态,以及隧道现场动态、施工进度、施工安全、设备性能等相关施工信息,并利用操作平台上的智能控制手柄、控制面板上的控制键,远程操控着洞中的智能型凿岩台车,完成各种复杂的作业动作。通过该系统的人性化设计,进一步提升了装备操作手的实时性、沉浸感、操作感,作业精度和施工效率也得到显著提高。

各施工单位领导现场观摩了铁建重工的远程集控系统后,认为该系统在隧道智慧建造少人化、无人化方面实现了质的飞跃,既减少了现场工作人员数量,施工人员安全得到了有力保障,又显著提高了作业精度和施工效率,为高海拔地区的隧道建设筑起了牢固的安全屏障。

停放在康定2号隧道1号横洞洞口外的集中指挥车

远程集控系统介绍和优势

系统介绍 隧道施工远程集控系统是铁建重工针对高原地区低温、低压、低氧的极端环境,经过不断探索、攻坚克难,成功推出的国内首套钻爆法无人化远程集控系统,可以有效规避岩爆、岩溶、高地热、有毒有害气体等施工风险。该系统以新一代通信承载网络为基础,综合运用物联网、互联网等技术而创新研发的基于地下(装备机群)、地面(集控中心)、云端(协同管理平台)三位一体的隧道装备机群协同交互架构的远程集控系统。其中,“地下”主要是大型钻爆法隧道施工智能成套装备,负责超前支护、钻爆开挖、初期支护、二次衬砌等施工作业,同时采集工作及环境数据并通过网络传输至地面;“地面”部署远程操控系统,负责下发指令至地下装备,同时也是数据深加工与中转至云端的核心节点;“云端”搭建智能互联装备,协同管理平台实现围岩、设计、施工、质量等数据在装备、建设、设计、施工、监理、装备制造商等角色间的互联互通。

该系统是具有车载集成式和室内集成式2种制式的远程操控产品。其中,车载式可适配单个标段多作业面灵活使用,能够快速移动至仰拱栈桥后方或洞外,实现装备机群自组网和远程操控;室内集成式可设置在洞口信息化室等固定场所,1:1完全映射装备操作习惯,远程控制装备行驶与工作,实现设备及施工状态的全实时不间断监控。

操控人员利用车载集成式远程操控系统进行施工作业

系统优势 通过该系统,操作人员在洞外即可操控关键装备进行洞内开挖、初期支护等施工作业,有效减少了掌子面施工人员数量,避免了洞内人机争氧,改善了作业环境,降低了作业风险,保障了高风险地质条件下的施工安全,并进一步实现了隧道施工的少人化、无人化。

此外,针对传统隧道钻爆法施工的技术难题,铁建重工通过自主研发,实现了智能凿岩台车的智能感知、自主决策、自主避障、自主导航与人机协作,形成了人—机—岩的互联互通新模式,引领了全球地下工程装备的智能化发展,并打造了全球首个智能地下工程装备产业化基地。同时,针对极端复杂恶劣环境下全断面硬岩隧道掘进支护难题,铁建重工也率先研发了TBM智能支护机器人,设计了集围岩识别、钢拱架支护、钢网片、快速喷混于一体的智能作业系统,可以进行快速、安全、高效、高质量地支护,从而抢占了新一代隧道装备智能技术的制高点,并实现了产业化应用和推广。

操控人员利用室内集成式远程操控系统进行施工作业

铁建重工助力智能建造升级

近年来,围绕铁路建设系统“交通强国、铁路先行”的战略目标,铁建重工以实际行动践行着“着力推进创新驱动发展,推动新一轮铁路工程建造技术升级”的战略规划。在各领域“智能+”的新技术、新模式、新业态不断涌现的背景下,铁建重工运用物联网、云计算、大数据、人工智能、BIM等新一代信息技术,结合装备研发基础共性技术,研发了满足全地质、全地域、全工序要求的隧道钻爆法成套智能装备和可进行水平、竖向、斜向等3个方向掘进的智能化隧道掘进机(盾构机、TBM等),进一步推动了我国隧道建设的智能化发展。

此外,铁建重工还研发了覆盖掘进机、特种装备等多个产业板块的智能装备大数据协同管理平台,其中掘进机远程监控系统可以更好地为掘进机施工过程中的现场动态、安全生产、施工进度、设备性能等环节提供可视化的解决方案,钻爆法隧道智能装备协同管理平台紧扣智能建造的设计、施工、评价三方面内容,拥有包含动态设计交互、智能施工管理、质量在线评价的3个模块。该平台已经在俄罗斯莫斯科地铁、土耳其伊斯坦布尔地铁、郑万高铁隧道、长沙地铁隧道等多个国内外工程项目中进行了实际应用,效果良好。

目前,铁建重工打造的全工序机械化、智能化成套装备已广泛应用于国内多个重点铁路项目,有利地推动了铁路隧道的智慧建造工作进程。未来在中国铁建领导下,铁建重工将继续深化研究,为中国铁路的智慧建造贡献自己的一份力量。

(通讯员 陈能诵 黄杰 夏永强)

注:本文刊载于《市政技术》2021年第8期,第2、3页