服务热线: 0371-67283596
菜单
国家重点实验室成功申报郑州市2018年度重大科技创新专项
日期: 2018-10-22

“汕头的盾构机成功穿越首个风险点!”10月22日,通过手机上的盾构TBM工程大数据中心APP,盾构及掘进技术国家重点实验室的科研人员高兴地宣布,“过去,要想了解盾构机的运行情况,我们不仅要出差到工程现场,还需进入隧道查看。现在,有了这个盾构TBM工程大数据中心APP,即使远在天涯海角,盾构、TBM设备的工作状态、运行情况和相关施工情况都尽在掌握。”

国家重点实验室成功申报郑州市2018年度重大科技创新专项

科研人员展示盾构TBM工程大数据中心手机APP


盾构、TBM是用于交通隧道水工隧洞、城市地铁等各类地下工程施工的大型工程机械,被习大大称为国之重器,其直径可达15米以上,重达数千吨,由于近年来发展迅猛,遍布海外和国内各个地区,仅国内的保有数量就达1800余台。因此,想要在同一时间内查看和管理分布在各地的这些“庞然大物”,几乎是天方夜谭。

然而,坐落在郑州高新区的盾构及掘进技术国家重点实验室,通过建设开发盾构TBM工程大数据中心及平台和手机APP,将这一梦想搬进现实。

智能监控,千里之外就在眼前

走进盾构TBM工程大数据中心,巨大的液晶显示屏和一排排电脑显示器闪烁着众多的数据信息,强烈的科技感扑面而来。

国家重点实验室成功申报郑州市2018年度重大科技创新专项

盾构TBM工程大数据中心

工作人员向我们介绍到,“大数据中心具有远程监控的功能,通过互联网、物联网联通各厂家各类型盾构、TBM设备,实时采集盾构、TBM设备状态信息,并采集整合施工环境、工程地质、隧道结构等信息,将成千上万个施工数据和视频信息进行分类分析和实时显示。”研发人员还将系统开发成手机软件,将个人手机通过互联网与大数据中心关联。相关人员只需登录手机APP,就可以查看设备所有信息。

仅中铁隧道局集团盾构、TBM的保有量就达98台,如果要去现场一一查看这些设备,估计一年都跑不完。即使现场人员向我们汇报,还是难以及时获取信息。如果要想调取特定时段的参数,那就更麻烦了。”中铁隧道局集团总工程师、国家重点实验室主任洪开荣说到“现在通过手机,就可以随时查阅任何时段和区间的设备及相关施工信息,包括盾构方位、刀盘转速、刀盘扭矩、注浆压力、地面沉降、管片姿态等信息一览无余。就好像我们穿越了时空的阻隔,站在了盾构机里一样。”

风险预警,为工程保驾护航

盾构施工最关心的就是风险管理,安全是生命线。大数据中心具备综合风险预警功能,一方面,系统会根据风险源自动识别风险,当盾构机快要达到风险点时,大数据中心会自动发出预警,告知前方可能会出现的地质情况和风险类型;另一方面,当设备关键参数突然发生变化或者人员操作错误时,大数据中心都会立刻做出判断,及时发送预警通知相关人员,将施工风险和损失降到最低。

比如孤石风险。孤石是隐藏在施工地层中的石块,体积大、强度硬度高,在初期地质勘探时不容易被发现,一旦遭遇,就像“米饭里藏了一颗砂石”,极易损坏盾构机金贵的“牙齿”。然而,大数据中心会通过对盾构刀盘转速、扭矩等参数的突然变化做出分析,第一时间判断出前方出现的孤石,并及时反馈相关管理及施工人员。

再比如突泥、涌水风险。盾构前端突然出现的大量地下水和泥沙,如得不到及时处理,会淹埋隧道内的人员、设备,造成人员伤亡和财产损失,是施工企业极力避免的风险。大数据中心会通过实时检测和分析盾构开挖仓压力等参数的异常变化,及时判断出前方可能出现的突泥、涌水风险,避免事故发生。

国家重点实验室成功申报郑州市2018年度重大科技创新专项

盾构TBM工程大数据中心手机APP上显示的地质风险点

国家重点实验室成功申报郑州市2018年度重大科技创新专项

盾构TBM工程大数据中心提供的数据图表

综合分析,让管理更精准高效

现在,盾构及掘进技术国家重点实验室与中铁隧道局集团、广州电力局、中铁工程装备集团等十余家盾构设计、制造、施工企业开展合作,利用盾构TBM工程大数据中心向这些企业提供数据分析、技术咨询等服务,帮助企业和施工项目进行决策,让管理更精准高效。

比如,对于盾构设计与制造企业来说,每一台盾构、TBM都要根据施工环境“量体裁衣”,因此设备设计一直是工程中的一道难题。现在,大数据中心可以根据工程地质、水文等信息,通过对历史海量数据的综合分析,为设备设计和制造提供决策辅助,科学高效地设计出最适合工程环境的装备。

此外,大数据中心的进度管理系统会统计设备运行历史进度、掘进效率和工序分配情况;设备决策系统会自动生成设备台账,显示设备分布情况;故障分析系统会显示装备实时故障发生部位、时间和报警时长;隧道管片姿态等数据图表可体现隧道成型质量;这些功能都有助于企业改进技术、科学管理、提升效率,确保工程质量和安全。

智慧应用,让设备更智能,让掘进更智慧

“建设盾构TBM大数据中心的目标远不止于此。”洪开荣主任说“我们国家重点实验室要通过大数据的建立、分析、挖掘和应用,加强盾构TBM行业领域的信息化、智能化水平,让设备更加智能,让掘进更加智慧。”

“比如盾构、TBM辅助巡航,是大数据中心正在研发的功能。随着中心接入盾构工程数量的不断增加,海量历史数据的不断积累,我们通过提高大数据的分析和处理能力,深度挖掘海量数据背后的潜在巨大价值,将各类地质和装备信息与施工实际相关联,辅助指导工程施工,让设备在大数据的指导下高效、安全地掘进。现在是系统辅助人,将来变成人辅助系统,最终实现智慧化掘进,让设备可以像无人飞机一样在地下自动航行。”洪开荣主任信心满满地说“我相信,随着平台功能的不断增强、大数据采集的日益丰富,大数据中心将会越来越聪明,这些目标终将实现。”

据了解,大数据中心试运行一年来,已经接入了国内、外10余家企业的各类盾构、TBM120余台,其中10余台分布于以色列、新加坡、马来西亚等国家,发挥了显著功效,解决了诸多行业难题,产生了巨大的经济和社会效益。

目前,盾构TBM工程大数据中心已获得了30余项国家知识产权,并先后荣获工信部2017年百家大数据优秀案例和中施协2017年互联网发展最佳案例2018国家大数据产业发展试点示范项目等荣誉引领了我国盾构TBM行业大数据技术进步。

国家重点实验室成功申报郑州市2018年度重大科技创新专项

盾构TBM工程大数据中心获得的部分国家专利与荣誉证书

 

 

 

 

 

盾构及掘进技术国家重点实验室

河南省郑州高新区科学大道99号附1号,邮编450001

黄明海 15516193616


    相关新闻 / News More
  • 点击次数: 0
    2021 - 03 - 02
    2月18日,从河南省人民政府办公厅获悉,盾构及掘进技术国家重点实验室科研成果再创佳绩,获河南省科技进步奖5项。其中,《极端复杂地质TBM法深埋长大隧道施工关键技术及应用》科研成果荣获2020年度河南省科学技术进步一等奖。《极端复杂地质TBM法深埋长大隧道施工关键技术及应用》主要针对存在极破碎、极硬岩等极端复杂地质的特长山岭隧道TBM施工中遇到的勘察险、钻探难、“变形-坍塌-卡机”、掘进效率低等世界性难题开展研究。历时6年,构建了融合于TBM的水岩一体化实时超前地质预报技术及系统,研发了极端复杂地质新型TBM设计关键技术及掘进装备,建立了极端复杂地质TBM法隧道掘进支护技术体系,并成功应用于大瑞铁路高黎贡山、陕西引汉济渭、吉林引松供水等多座特长山岭隧道(洞)修建,中标世界最大断面TBM法隧道(14.86m)——格鲁吉亚KK公路隧道工程设计、装备以及施工。该项目成果丰富,获发明专利、软著、工法、核心论文等知识产权50余项,制定国家及行业标准2项,在此次河南省科技进步奖评选中荣获一等奖。《高地应力小断面特长隧道快速施工关键技术及应用》、《极软极硬地层跨海通道超大直径盾构直接掘进关键技术》、《适应城市地铁小转弯半径的双护盾TBM研制及应用》、《盾构装备掘进载荷设计与风险防控关键技术及应用》等4个项目分别针对隧道施工中较多存在的岩爆高发、作业环境差、效率低,海底隧道极软极硬地层直接掘进时存在的硬难掘、软易塌等问题开展研究。历时4年,创新运用了隧道机械化配套快速施工、凿岩台车牵引钻机行走的牵引机构、湿喷机械手控制线路供电方法的技术方案,开创了超大直径泥水盾构直接掘进极软极硬地层(汕头海湾隧道)的先例。在此次河南省科技进步奖评选中荣获三等奖。盾构及掘进技术国家重点实验室自建成以来,一直致力于盾构施工控制技术、刀盘刀具技术、系统集成与控制技术的研究,承担科研课题100余项,获得省部级以上科...
  • 点击次数: 0
    2021 - 02 - 24
    近日,盾构及掘进技术国家重点实验室成功中标郑州市轨道交通7号线一期工程土建施工项目盾构机在线监测系统(盾构云)采购项目。实验室将利用盾构TBM工程大数据中心,为该项目投入使用的31台盾构机提供大数据技术服务和云服务,提升项目施工和管理质量水平。郑州市轨道交通7号线一期工程北起惠济区东赵北,南止于二七区南部大学南路与规划豫一路路口,全长约26.81公里,均为地下线路。全线共21个区间,其中车辆段出入段线局部和正线区间采用盾构法施工,共需要投入31台盾构机,掘进总长度为44.885公里(双线长)。项目接入大数据中心后,可进一步提升盾构TBM施工信息化和智能化水平:1.项目指挥部可随时随地通过手机和电脑查询盾构施工数据和进展情况,打破了盾构施工信息孤岛,进一步加强了施工组织管理;2.平台通过实时监控和参数预警功能,可对盾构施工风险进行安全防控,建立全方位的信息化风险防控体系,为施工保驾护航;3.平台通过累积海量数据和深度挖掘大数据价值和施工经验,可反馈指导盾构安全施工,为项目施工生产提供借鉴。盾构TBM工程大数据中心由盾构及掘进技术国家重点实验室研制,融合智能监控、风险防控、综合分析、协同管理、辅助掘进、手机APP以及科研应用于一体,目前已成功接入郑州地铁、深圳地铁、东莞地铁、深圳春风隧道、珠三角水资源配置工程等盾构TBM工程线路300余条,已成为盾构行业内最强大的盾构云基础平台和国内规模最大的盾构TBM集群管理平台。
  • 点击次数: 0
    2021 - 02 - 24
    近日,由中铁隧道股份所承建穗莞深城际琶洲支线的两台盾构—— “海瑞克985”和“中铁457”成功接入盾构TBM工程大数据平台,该线路后续还将有10余台盾构接入盾构TBM工程大数据平台。盾构TBM工程大数据平台为国内规模最大的盾构TBM集群管理平台,由盾构及掘进技术国家重点实验室研制,融合了智能监控、风险防控、综合分析、协同管理、辅助掘进、手机APP以及科研应用于一体,接入盾构TBM工程线路近300条。琶洲支线两台盾构设备连入平台后,可进一步提升粤港澳大湾区盾构TBM施工信息化和智能化水平:1.施工单位可通过手机APP和电脑客户端随时察看盾构施工数据和工程进展情况,从而打破了盾构在项目施工期间的信息孤岛化,为项目施工管理保驾护航;2.通过该平台可实时监控和参数预警功能,对盾构施工风险进行安全防护,建立全方位的信息化风险防控体系;3.通过该平台累积的海量数据,可深度挖掘大数据的信息价值,提高项目施工管理经验;4.通过该平台可随时向项目管理人员进行反馈指导,确保盾构安全施工,为项目施工生产提供借鉴,提高了盾构施工效率。琶洲支线工程位置示意图珠三角城际轨道交通穗莞深城际琶洲支线是穗莞深城际铁路进入广州市区的重要通道,该工程全长17.6公里,建设工期4年。全线由(琶洲站、大学城东站、化龙站、莲花站)四个车站组成,该工程在琶洲站与广佛环线衔接,在莲花站与佛莞城际衔接,对于加强广佛环线、佛莞城际、穗莞深城际的衔接沟通,实现珠三角城际网络整体效益有着重要意义。该项目将投入1台12.8米大直径盾构机和9台8.8米直径盾构机,多次穿越珠江水系和高速路网、地铁运营线以及城际轨道运营线,施工难度大,技术要求高。琶洲支线PZH-1标一工区由隧道股份负责承建,其中由2个盾构区间隧道(琶洲站~贝岗公园明挖段区间、贝岗公园明挖段~大学城东站区间单线盾构隧道的施工任务)和1处明挖段隧道(贝岗公园明...
  • 点击次数: 0
    2021 - 02 - 24
    2月18日,在郑州(国家)高新区2020年度政策兑现暨2021年国家自创区建设动员大会上,盾构及掘进技术国家重点实验室荣获郑州高新区2019年度第一批优秀企业政策兑现奖励,奖励金额为91.2万元。2020年,在各级政府和上级企业的帮助支持下,实验室全年新签科研合同20项,新签合同额和完成营业额均达历史最高水平。其中,成功申请国家重点研发计划网络协同制造和智能工厂专项项目2项、国家自然科学基金1项;荣获得各类科学技术奖9项,其中湖北省科技进步特等奖1项,河南省科技进步二等奖3项;此外,获得国家发明专利31项、实用新型专利6项、软件著作权23项,发表论文23篇,进一步推动了隧道及地下工程领域装备制造技术和创新能力。此次获得兑现奖励,既是对实验室科研工作的肯定,也是对未来创新发展的鞭策,下一步,实验室将继续认真贯彻落实“十四五”规划要求,以进一步提升自主创新能力、隧道智能建造为主线,持续推进隧道及地下工程科技创新、成果转化、产业孵化、团队建设、人才培养等工作,努力推动实验室高质量运行发展,为持续建设现代化国家中心城市、推动行业高质量发展贡献力量。
  • 点击次数: 0
    2021 - 01 - 26
    按照上级党组织的部署要求,1月22日,盾构及掘进技术国家重点实验室党工委召开了2020年度党员领导干部民主生活会。中铁隧道局集团总工程师、实验室主任洪开荣,中铁隧道局集团团委副书记郑聪伟到会指导。实验室4名领导班子成员参会,党工委工作部门负责人列席会议。会议由实验室党工委书记李治国主持。会议通报了2019年度实验室“不忘初心、牢记使命”专题民主生活会整改措施落实情况、本次民主生活会准备情况以及2020年度党风廉政建设落实情况。李治国代表实验室领导班子作了对照检查发言,重点围绕“学懂弄通做实习近平新时代中国特色社会主义思想,把握正确政治方向,提高政治能力;坚持和加强党的全面领导,不折不扣贯彻落实党中央决策部署;履职尽责,担当作为,推动企业高质量发展;学习贯彻党的十九届五中全会精神,对照党中央“十四五”规划和2035年远景目标建议,加强科学谋划;落实全面从严治党责任,严守政治纪律和政治规矩”等五个方面查找了存在的突出问题,深刻剖析了问题根源,并提出了具体整改措施,明确了今后努力的方向。随后,班子成员结合自身工作实际分别进行发言,围绕“五个方面”深入查找了自身存在的问题,进行党性分析,严肃认真开展批评和自我批评,根据问题制定了详细的整改措施。同时,各位班子成员对个人重大事项、履职待遇、以及巡视反馈、组织约谈、函询、问责等情况进行了详细报告,会议达到了提高党性修养、增进班子团结的效果。中铁隧道局集团团委副书记郑聪伟对本次民主生活会进行了点评。他指出,本次民主生活会实验室领导班子认真贯彻了集团公司党委的要求,会议主题鲜明突出,准备充分,程序符合要求,到达了“红脸出汗”的预期效果,同时希望实验室领导班子,充分利用好这次民主生活会的成果,继续保持这种良好的态势和作风,把学习贯彻党的十九届五中全会精神融入到实验室各项工作中去,把忠诚干净担当的领导干部形象牢固的树立起来;要立足当前,谋划长远...
电话:0371-67283596
传真:0371-67283597
邮编:450001
地址:河南省郑州国家高新技术产业开发区科学大道
关注公众号
关注公众号
Copyright ©2019 盾构及掘进技术国家重点实验室
犀牛云提供企业云服务