高捷　姜浩峰

楊浦大橋， 上海首座實現(xiàn)數(shù)字孿生的大型橋梁，密布1100個傳感設備， 實時采集大橋健康數(shù)據(jù)。

臺風來襲，全市道路積水情況在導航軟件中一目了然，幫助市民避開積水路段；商圈泊車，市中心停車數(shù)據(jù)一目了然，還能由人工智能自主識別車牌、自動繳費；在全市路網(wǎng)，道路設施健康狀況被物聯(lián)網(wǎng)傳感設備實時監(jiān)測，形成數(shù)字化的基礎設施病歷卡……

黨的十八大以來，隨著數(shù)字中國建設的深入推進，數(shù)字技術(shù)得到愈發(fā)廣泛的應用。“0與1”的大數(shù)據(jù)，正逐步替代鋼筋水泥成為城市重要的組成部分，推動著生產(chǎn)生活方式發(fā)生深刻變革。

45歲盾構(gòu)施工工程師李剛，正在經(jīng)歷他職業(yè)生涯中最不可思議的轉(zhuǎn)折。

李剛就職于新中國成立后的全國第一家軟土隧道工程企業(yè)——隧道股份上海隧道。自2000年起，他參與了上海長江隧道、外灘通道、虹梅南路越江隧道等多條盾構(gòu)法隧道的建設，并多次作為外聘專家前往全國各大盾構(gòu)隧道現(xiàn)場進行指導，在業(yè)內(nèi)是當之無愧的“老專家”。

而現(xiàn)在，曾經(jīng)一個月出差20余天，在全國各地打飛的、進隧道、查工地的李剛，大多時間卻坐在辦公室里。在他的面前，是一塊寬6米、高2米有余的大型屏幕，顯示著全球82條在建盾構(gòu)隧道的核心數(shù)據(jù)。近至上海市域鐵路的在建盾構(gòu)隧道，遠至新加坡深隧工程，他只要坐在上海的智能化管控中心之內(nèi)，鼠標一點便能立即知曉所有盾構(gòu)進度、質(zhì)量、環(huán)境、風險狀態(tài)。

李剛職業(yè)生涯的轉(zhuǎn)折，始于2016年。6年前，《國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》《“十三五”國家信息化規(guī)劃》接連發(fā)布，中國開始駛?cè)霐?shù)字化、信息化的快車道。也就在2016年，隧道股份啟動打造國內(nèi)首個依托數(shù)字技術(shù)集中、遠程管控盾構(gòu)工程的大數(shù)據(jù)平臺——上海盾構(gòu)管控中心。

“建設數(shù)字化平臺，關鍵是要解決實際問題。盾構(gòu)管控中心建設時的最初目標，是為了解決城市愈發(fā)強烈的隧道建設需求與隧道施工專業(yè)人才數(shù)量不匹配的問題?！崩顒偙硎荆酝私庖粭l隧道施工的質(zhì)量情況，工程師必須要進入隧道內(nèi)部進行精細測量。但隨著“十三五”后全國城鎮(zhèn)化建設浪潮的興起，地下工程遍地開花，具有豐富經(jīng)驗的專業(yè)總工成為了行業(yè)中的香餑餑，要為全國無數(shù)大型隧道把脈問診。

9月12日，軌道交通崇明線108 標正在進行Lqu85El4wjKYRWZNbYngQsQP0vj3LtDJMn8pxHlfNHA=重要節(jié)點之一刀盤吊裝下井。攝影/ 張龍

“最忙的時候是在2015、2016年左右，那時我周一在長三角，周二周四在大灣區(qū)，周五周六要去中原鄭州?！崩顒傉f，專業(yè)人才的緊缺不但制約了各地的城市發(fā)展速度，更為新建隧道項目帶來不小的安全與質(zhì)量風險。

為了解決這一問題，隧道股份開始在數(shù)字化領域發(fā)力。

在2016年公司中長期戰(zhàn)略中，隧道股份明確了數(shù)字化業(yè)務作為企業(yè)發(fā)展重要的戰(zhàn)略新興業(yè)務，與傳統(tǒng)主業(yè)有機融合。而數(shù)字化業(yè)務的起點，就在隧道股份最為熟悉的領域——盾構(gòu)隧道領域。

“隧道股份從1965年就開始進行盾構(gòu)隧道建設，積累了海量的盾構(gòu)數(shù)據(jù)，盾構(gòu)管控中心就是以我們50年盾構(gòu)法隧道施工經(jīng)驗為基礎，依托大數(shù)據(jù)建立的數(shù)字平臺?！崩顒偨榻B說，隧道股份整理匯總了50年來每一條隧道、每一個項目的施工數(shù)據(jù)，編譯形成了盾構(gòu)管控中心的數(shù)據(jù)平臺。同時，項目團隊開發(fā)了一整套基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的盾構(gòu)數(shù)據(jù)采集設備，無論是盾構(gòu)的軸線、沉降等核心數(shù)據(jù)，還是刀盤狀態(tài)、盾尾狀態(tài)等設備參數(shù)，都實現(xiàn)了自動采集、遠程傳輸。

“就像是為盾構(gòu)裝上了心電儀，所有的核心數(shù)據(jù)都能夠?qū)崟r監(jiān)測到，無須再進行人工勘察測量?！崩顒傉f，這一平臺不但能夠遠程采集在建盾構(gòu)工程施工數(shù)據(jù)，還能實時監(jiān)控工程風險，通過大數(shù)據(jù)分析提供人工輔助的智能化決策。

依托智慧化的管控平臺，在管控中心內(nèi)不到20個人的工程師團隊，就能管理所有在建盾構(gòu)地鐵工程安全?！拔覀児こ處焾F隊，控制著100多臺在全世界各地推進中的盾構(gòu)機。隧道股份在新加坡、印度、國內(nèi)的深圳、珠海等城市都有業(yè)務。這個平臺上，不單單是我們的盾構(gòu)機，其他公司的盾構(gòu)機也委托隧道股份管控。”

目前，盾構(gòu)管控中心已接入管控項目127個，盾構(gòu)機524臺次，包括上海申通地鐵所有在建項目和隧道股份海內(nèi)外所有在建盾構(gòu)項目。管控中心管控的類型涵蓋地鐵隧道、能源隧道、大直徑泥水隧道、異型隧道等領域，地域涉及全球 17個城市。

隧道股份盾構(gòu)管控中心，實施管控全球100余臺盾構(gòu)設備推進情況。

建成盾構(gòu)管控中心只是隧道股份盾構(gòu)施工數(shù)字化轉(zhuǎn)型的第一步。第二步，隧道股份不僅僅是看到盾構(gòu)的數(shù)據(jù)狀態(tài)，還能真正讓盾構(gòu)擁有“智能”，實現(xiàn)“無人駕駛”，讓隧道推得推得更快更安全。

2021年4月，世界首臺智能盾構(gòu)“智馭號”由隧道股份自主研制成功，并在杭州至紹興的城際鐵路工程區(qū)間隧道實現(xiàn)“自主巡航”，圓滿完成施工任務。這條城際鐵路工程中不再需要傳統(tǒng)的盾構(gòu)司機，融合了大數(shù)據(jù)、5G網(wǎng)絡和人工智能等新興技術(shù)的盾構(gòu)管控中心替代了盾構(gòu)司機，可以自行感知、分析、決策、控制，遠程操控盾構(gòu)完成掘進任務。

今年，隧道股份自主研發(fā)的“推拼同步”技術(shù)又在上海市域鐵路機場聯(lián)絡線得到應用，通過數(shù)字化模塊的精密控制，盾構(gòu)機往前掘進的同時，拼裝機首度實現(xiàn)了同步管片拼裝作業(yè)。根據(jù)推進數(shù)據(jù)表明，推拼同步技術(shù)可使盾構(gòu)法隧道建設效率較傳統(tǒng)方式效率提升30～50%。

李剛表示，今后，基于神經(jīng)網(wǎng)絡技術(shù)的智能決策模型，還能讓智能盾構(gòu)自我學習，變得越來越聰明，實現(xiàn)在復雜的超大城市地下進行無人駕駛的快速盾構(gòu)施工?！安痪煤蟮奈磥?，或許像我們這樣的盾構(gòu)工程師會不復存在，人工智能將替代我們進行隧道施工，在城市地底打通交通動脈。”

在隧道建設施工領域外，數(shù)字技術(shù)已經(jīng)遍布城市的每個角落，牽動著每一位市民的城市生活。作為承擔著上海95%以上市管交通基礎設施運維任務的企業(yè)，隧道股份在上海市民交通出行領域?qū)崿F(xiàn)了數(shù)字轉(zhuǎn)型，讓傳統(tǒng)養(yǎng)護升級成為智慧運營。

積水7cm…9cm…10cm……預警！今年梅花臺風登陸之際，在隧道股份城市運營管養(yǎng)的上海各大下立交、高速道路，由隧道股份依托物聯(lián)網(wǎng)+傳感技術(shù)打造的“積水監(jiān)測傳感系統(tǒng)”正在大顯身手。

“比如我們的汛情系統(tǒng)，實現(xiàn)上海市內(nèi)重要點位的積水深度智能探查、自動預警。通過在道路兩側(cè)安裝傳感設備，我們在全市的低洼路段、易積水點布置了200多個暗哨，全面掌握各路段積水情況?！?隧道股份城市運營設施管理部經(jīng)理王一明介紹說，傳統(tǒng)的防汛巡檢方式通常是人工巡檢+視頻監(jiān)控，簡而言之就是通過養(yǎng)護人員到現(xiàn)場測量積水深度。在全市雨勢較大的情況下，養(yǎng)護人員常常“無暇他顧”，無法實現(xiàn)實時的監(jiān)測和預警。

現(xiàn)在，通過汛情系統(tǒng)，布置在各個路段的前端感知系統(tǒng)（NB-IoT）所采集到的積水數(shù)據(jù)，通過NB-IoT網(wǎng)絡實時回傳至隧道股份的城市級智慧運管平臺，運管平臺自動推送險情數(shù)據(jù)，與搶險人員實時進行通信，告知何處路段需緊急排水。

從積水超警戒線到后臺預警，整個時長壓縮到秒級，輔助隧道股份城市運營快速決策處置。

隧道股份從1965年就開始進行盾構(gòu)隧道建設，積累了海量的盾構(gòu)數(shù)據(jù)，盾構(gòu)管控中心就是以我們50年盾構(gòu)法隧道施工經(jīng)驗為基礎，依托大數(shù)據(jù)建立的數(shù)字平臺。

“以往，每年這個時候城市道路看海已經(jīng)是市民見怪不怪的新聞。過去，我們每年都要派出很多人員，在道路上一刻不停地進行巡檢，排查哪條道路有積水?！蓖跻幻鹘榻B說，這一系統(tǒng)運用后，積水點排除速度較以往加快了近30%，而且不用再委派人員巡邏；并且因為前期處置介入，更不容易形成低洼地段積水，保護了市民的出行安全。

汛情系統(tǒng)只是隧道股份城市交通智能運管領域的一個縮影，未來隧道股份的目標是讓每一座交通基礎設施都能“耳聽八路、眼觀四方、聲如洪鐘”。

2021年，隧道股份對上海城市交通的AI大腦——“城市級智慧運管平臺”完成了新一輪智慧升級，率先將物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)運用于上海交通道路運維作業(yè)中，研發(fā)的汛情系統(tǒng)、道路低溫監(jiān)測、事故感知系統(tǒng)等，為上海道路安全拉起了一條“AI警戒線”。

通過這一平臺，上海的每一條道路都迎來了一次“超進化”——擁有了“嘴巴”“耳朵”和“眼睛”。依托5G技術(shù)帶來的“物聯(lián)網(wǎng)感知設備”“高頻交通大數(shù)據(jù)雷達”和“高清低延時視頻傳輸技術(shù)”，隧道股份賦予一座原本由鋼筋混凝土構(gòu)成的隧道以“生命”——讓隧道橋梁在危險時能“大聲報警”，在繁忙的車流中“辨聲定位”，用AR增強現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)內(nèi)部檢修的“視覺傳輸”。

城市運營智慧運管平臺。

“與人體一樣，交通設施也會頭痛腦熱。比如一座鋼筋混凝土的隧道，如果肝膽脾胃——管片、結(jié)構(gòu)、機電設備有了損傷，它既不能自己呼喊、又無法告訴旁人，那就會出問題?！?王一明介紹，現(xiàn)在通過在橋梁道路結(jié)構(gòu)內(nèi)部署5G物聯(lián)網(wǎng)感知設備，同時依托隧道股份云物聯(lián)服務平臺強大的數(shù)據(jù)計算存儲支撐能力，隧道股份已全面實現(xiàn)了對上海各條交通設施的關鍵信息采集、解析和接入。

這些感知設備就像隧道的聲帶，一旦發(fā)現(xiàn)異常，就主動發(fā)聲、自由報警，讓管理人員及時獲知風險隱患信息，第一時間開展維修處置。通過這項技術(shù)，隧道管理人員不僅掌握了大連路隧道健康變化趨勢，還能根據(jù)數(shù)據(jù)預知、預判隧道健康狀態(tài)和潛在風險。

“目前，我們已經(jīng)在楊浦大橋等交通基礎設施上設置了一整套完整的數(shù)字孿生系統(tǒng)。比如在楊浦大橋，全橋布設了17類1100多個結(jié)構(gòu)安全數(shù)據(jù)感知點。防汛積水信息只是諸多信息中的一個，冬天道路低溫的信息、暴雨后路面坑洼的數(shù)據(jù)，甚至大型車輛過橋時是否超重、橋塔在臺風天氣下的微小形變震動，都能夠?qū)崟r被我們抓取?！?/p>

王一明介紹，隧道股份借助5G網(wǎng)絡“海量接入”的獨特優(yōu)勢，第一次為橋梁、隧道、道路裝上了能自己呼喊的“嘴巴”，結(jié)構(gòu)發(fā)生偏移了、高頻振動“內(nèi)傷”了、環(huán)境發(fā)生變化了……所有信息及時掌握，快速處理！

未來，隧道股份將帶來更多數(shù)字化+隧道運營管理的黑科技，讓更多基礎設施耳聽八路、眼觀四方、聲如洪鐘，也讓更多市民享受一流的基礎設施建設運營服務。

數(shù)字化最終的落腳點還是全體人民。一座城市的數(shù)字化、智慧化水平高不高，智慧城市建得好不好，怎么評價？還是這座城市的市民說了算，是老百姓說了算。在十年發(fā)展歷程中，隧道股份著力于以數(shù)字化解決民生痛點難點問題，讓數(shù)字技術(shù)切實為每一位市民造福。

“只要是有利于民生的，有利于城市人民的，都是我們探索與服務的方向。比如很多市民非常關心的停車難的問題，我們正在通過數(shù)字化技術(shù)帶來的精細管理，為市民盤出更多市中心的停車位?！彼淼拦煞輸?shù)字集團智慧停車事業(yè)負責人王靜表示，上海作為一座超大城市，停車位非常緊缺。隧道股份數(shù)字集團建設的道路停車網(wǎng)格化管理平臺，用AI系統(tǒng)替代傳統(tǒng)人工方式，把路側(cè)停車的管理提升到了新的層次——智能化、無人化。

依托數(shù)字技術(shù)，讓所有停車位高效得到更高效的利用，以管理拓空間。

“我們?yōu)槌鞘械缆仿窏U點裝360度高清視頻探頭。通過AI圖像分析技術(shù)，自動識別停在停車位的車輛信息，從看車牌到計時間，甚至是車型大小，都可以全部識別。”王靜表示，基于這些基礎信息，隧道股份開發(fā)了智能管理平臺，可進行車流量分析、周轉(zhuǎn)率分析、停放時長分析、停車需求分析、出行車位需求預測、車位利用率分析等，并形成城市靜態(tài)交通報告，在政府管理機構(gòu)的數(shù)據(jù)后臺中“一張圖”顯示，幫助管理機構(gòu)更加高效、科學地實施路側(cè)停車設施管理。

此外，這個平臺還接入上海一網(wǎng)統(tǒng)管系統(tǒng)，可以為市民實現(xiàn)在線支付、在線車位查詢等功能。

“現(xiàn)在，我們正服務的上海市中心的上萬個道路停車位，根據(jù)我們的實際測算，在運用這個系統(tǒng)后既有車位利用率可以提升31%，此外還可以開辟很多原先無法停車的道路進行路側(cè)停車，大大緩解了市中心的停車壓力?！蓖蹯o表示，一方面數(shù)字化助力實現(xiàn)了市民路側(cè)駐車服務“智能化、無人化”，一方面輔助政府管理機構(gòu)更高效地開發(fā)、利用路側(cè)停車資源，提升路側(cè)停車設施使用效能。

在提升既有車位利用率的同時，隧道股份也著力開發(fā)新的停車區(qū)域。在南京，隧道股份技術(shù)團隊改良隧道掘進技術(shù)，利用“垂直掘進設備”，在地面挖掘了超過68米的深坑供市民停車，把二維平面的停車場變?yōu)榈叵碌娜S立體停車場。這樣可以在450平方米的狹小區(qū)域內(nèi)，停放200輛小型乘用車；建設常規(guī)200輛規(guī)模地面停車場，則需要至少6000平方米空間。

“只要是有利于民生的，只要是能為市民解決問題的，都是隧道股份在數(shù)字領域的探索與服務的方向。過去十年，我們開始用數(shù)字技術(shù)構(gòu)筑城市的一磚一瓦，未來十年，數(shù)字技術(shù)將更深度地融入城市發(fā)展，為市民帶來更為獨特的城市生活體驗?！?/p>