日本隧道智能技術(shù)大合集

如今，全世界卷起了一場(chǎng)人工智能的風(fēng)潮，智能盾構(gòu)、自動(dòng)化施工等相關(guān)信息持續(xù)受到關(guān)注。近幾年日本的隧道智能化技術(shù)總結(jié)如下。

“A4CSEL”系統(tǒng)

該系統(tǒng)由鹿島建設(shè)、小松制作所聯(lián)合開發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)建設(shè)機(jī)械自動(dòng)化。通過平板電腦控制振動(dòng)壓路機(jī)和推土機(jī)，實(shí)現(xiàn)無人自動(dòng)化操作。目前該系統(tǒng)已在大分川大壩工程中進(jìn)行了應(yīng)用。

SOCS沉井工法

該沉井工法由鴻池組開發(fā)，將沉井施工分為挖掘取土、下沉管理和預(yù)制式主體結(jié)構(gòu)3部分，與其對(duì)應(yīng)開發(fā)了3個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)沉井自動(dòng)化施工。該系統(tǒng)已在多個(gè)輸水隧道工作井施工中進(jìn)行了應(yīng)用。

盾構(gòu)操作AI

該系統(tǒng)由清水建設(shè)、名古屋工業(yè)大學(xué)聯(lián)合開發(fā)，通過決策樹算法進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)，把熟練操作員的工作流程模型化，使AI的判斷力接近操作員。該系統(tǒng)可對(duì)盾構(gòu)隧道施工的掘進(jìn)計(jì)劃進(jìn)行最優(yōu)化的輔助系統(tǒng)，可根據(jù)隧道曲率半徑等計(jì)算出盾構(gòu)運(yùn)行控制的計(jì)劃值和管片配置計(jì)劃等。目前，該AI系統(tǒng)已搭載在部分項(xiàng)目上，結(jié)合人工進(jìn)行判斷糾錯(cuò)，預(yù)計(jì)2020年正式投用。

開挖面地質(zhì)評(píng)估系統(tǒng)

該系統(tǒng)由鹿島建設(shè)公司開發(fā)，是一款針對(duì)山嶺隧道施工的實(shí)時(shí)地質(zhì)評(píng)估系統(tǒng)。通過地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)和圖像處理技術(shù)，對(duì)電腦鑿巖臺(tái)車鉆掘獲取的開挖面前方地質(zhì)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)以及數(shù)碼相機(jī)拍攝的開挖面圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)解析，可即時(shí)確認(rèn)開挖面的評(píng)估結(jié)果。此外，利用云技術(shù)可使施工現(xiàn)場(chǎng)與公司之間實(shí)時(shí)共享信息，由專家作出指導(dǎo)。該系統(tǒng)已在巖手縣的在建隧道工程中投入使用。

山嶺隧道襯砌厚度自動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)

該系統(tǒng)由佐藤工業(yè)和Unisys旗下2家子公司共同開發(fā)，通過三維激光掃描獲取山嶺隧道凈空數(shù)據(jù)，與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行疊合后，將襯砌混凝土厚度以不同顏色區(qū)分顯示，生成熱圖實(shí)現(xiàn)自動(dòng)評(píng)估。相比以往對(duì)每塊襯砌都要檢測(cè)多個(gè)截面的測(cè)量方式，使用該系統(tǒng)在數(shù)十米內(nèi)僅需1次激光掃描測(cè)量，可大幅提升作業(yè)效率、減輕作業(yè)人員的負(fù)擔(dān)。

混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的隧道維護(hù)管理系統(tǒng)

該系統(tǒng)由鴻池組聯(lián)同從事軟件開發(fā)的Informatix公司共同開發(fā)，可用于隧道檢查時(shí)確認(rèn)結(jié)構(gòu)物的裂縫和漏水等狀況。將隧道維護(hù)管理所需的數(shù)據(jù)，通過穿戴式終端投射至實(shí)際結(jié)構(gòu)物上。系統(tǒng)由眼鏡型穿戴式終端和設(shè)置在隧道內(nèi)部的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)標(biāo)識(shí)等構(gòu)成。目前，該系統(tǒng)在鳥取西道路氣高排名第2的隧道工程中得到了實(shí)際應(yīng)用。

在國內(nèi)，隧道建設(shè)也逐步向智能化方向發(fā)展，可實(shí)時(shí)監(jiān)控盾構(gòu)、基坑施工情況的管控平臺(tái)陸續(xù)面世，盾構(gòu)自動(dòng)巡航成為研究方向。相信不久的將來，隧道建設(shè)將越來越“智能”。