隧道股份：“0與1”構筑城市的一磚一瓦

高捷　姜浩峰

楊浦大橋， 上海首座實現數字孿生的大型橋梁，密布1100個傳感設備， 實時采集大橋健康數據。

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，市中心停車數據一目了然，還能由人工智能自主識別車牌、自動繳費；在全市路網，道路設施健康狀況被物聯網傳感設備實時監測，形成數字化的基礎設施病歷卡……

黨的十八大以來，隨著數字中國建設的深入推進，數字技術得到愈發廣泛的應用?！?與1”的大數據，正逐步替代鋼筋水泥成為城市重要的組成部分，推動著生產生活方式發生深刻變革。

45歲盾構施工工程師李剛，正在經歷他職業生涯中最不可思議的轉折。

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——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法隧道的建設，并多次作為外聘專家前往全國各大盾構隧道現場進行指導，在業內是當之無愧的“老專家”。

而現在，曾經一個月出差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條在建盾構隧道的核心數據。近至上海市域鐵路的在建盾構隧道，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，鼠標一點便能立即知曉所有盾構進度、質量、環境、風險狀態。

李剛職業生涯的轉折，始于2016年。6年前，《國家信息化發展戰略綱要》《“十三五”國家信息化規劃》接連發布，中國開始駛入數字化、信息化的快車道。也就在2016年，隧道股份啟動打造國內首個依托數字技術集中、遠程管控盾構工程的大數據平臺——上海盾構管控中心。

“建設數字化平臺，關鍵是要解決實際問題。盾構管控中心建設時的最初目標，是為了解決城市愈發強烈的隧道建設需求與隧道施工專業人才數量不匹配的問題。”李剛表示，以往要了解一條隧道施工的質量情況，工程師必須要進入隧道內部進行精細測量。但隨著“十三五”后全國城鎮化建設浪潮的興起，地下工程遍地開花，具有豐富經驗的專業總工成為了行業中的香餑餑，要為全國無數大型隧道把脈問診。

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，周五周六要去中原鄭州?！崩顒傉f，專業人才的緊缺不但制約了各地的城市發展速度，更為新建隧道項目帶來不小的安全與質量風險。

為了解決這一問題，隧道股份開始在數字化領域發力。

在2016年公司中長期戰略中，隧道股份明確了數字化業務作為企業發展重要的戰略新興業務，與傳統主業有機融合。而數字化業務的起點，就在隧道股份最為熟悉的領域——盾構隧道領域。

“隧道股份從1965年就開始進行盾構隧道建設，積累了海量的盾構數據，盾構管控中心就是以我們50年盾構法隧道施工經驗為基礎，依托大數據建立的數字平臺?！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據，編譯形成了盾構管控中心的數據平臺。同時，項目團隊開發了一整套基于物聯網技術的盾構數據采集設備，無論是盾構的軸線、沉降等核心數據，還是刀盤狀態、盾尾狀態等設備參數，都實現了自動采集、遠程傳輸。

“就像是為盾構裝上了心電儀，所有的核心數據都能夠實時監測到，無須再進行人工勘察測量。”李剛說，這一平臺不但能夠遠程采集在建盾構工程施工數據，還能實時監控工程風險，通過大數據分析提供人工輔助的智能化決策。

依托智慧化的管控平臺，在管控中心內不到20個人的工程師團隊，就能管理所有在建盾構地鐵工程安全?！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機。隧道股份在新加坡、印度、國內的深圳、珠海等城市都有業務。這個平臺上，不單單是我們的盾構機，其他公司的盾構機也委托隧道股份管控。”

目前，盾構管控中心已接入管控項目127個，盾構機524臺次，包括上海申通地鐵所有在建項目和隧道股份海內外所有在建盾構項目。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。

隧道股份盾構管控中心，實施管控全球100余臺盾構設備推進情況。

建成盾構管控中心只是隧道股份盾構施工數字化轉型的第一步。第二步，隧道股份不僅僅是看到盾構的數據狀態，還能真正讓盾構擁有“智能”，實現“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“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間隧道實現“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的盾構司機，融合了大數據、5G網絡和人工智能等新興技術的盾構管控中心替代了盾構司機，可以自行感知、分析、決策、控制，遠程操控盾構完成掘進任務。

今年，隧道股份自主研發的“推拼同步”技術又在上海市域鐵路機場聯絡線得到應用，通過數字化模塊的精密控制，盾構機往前掘進的同時，拼裝機首度實現了同步管片拼裝作業。根據推進數據表明，推拼同步技術可使盾構法隧道建設效率較傳統方式效率提升30～50%。

李剛表示，今后，基于神經網絡技術的智能決策模型，還能讓智能盾構自我學習，變得越來越聰明，實現在復雜的超大城市地下進行無人駕駛的快速盾構施工?！安痪煤蟮奈磥恚蛟S像我們這樣的盾構工程師會不復存在，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?！?/p>

在隧道建設施工領域外，數字技術已經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，隧道股份在上海市民交通出行領域實現了數字轉型，讓傳統養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的上海各大下立交、高速道路，由隧道股份依托物聯網+傳感技術打造的“積水監測傳感系統”正在大顯身手。

“比如我們的汛情系統，實現上海市內重要點位的積水深度智能探查、自動預警。通過在道路兩側安裝傳感設備，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理王一明介紹說，傳統的防汛巡檢方式通常是人工巡檢+視頻監控，簡而言之就是通過養護人員到現場測量積水深度。在全市雨勢較大的情況下，養護人員常?！盁o暇他顧”，無法實現實時的監測和預警。

現在，通過汛情系統，布置在各個路段的前端感知系統（NB-IoT）所采集到的積水數據，通過NB-IoT網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據，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年就開始進行盾構隧道建設，積累了海量的盾構數據，盾構管控中心就是以我們50年盾構法隧道施工經驗為基礎，依托大數據建立的數字平臺。

“以往，每年這個時候城市道路看海已經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。”王一明介紹說，這一系統運用后，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，率先將物聯網傳感技術運用于上海交通道路運維作業中，研發的汛情系統、道路低溫監測、事故感知系統等，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技術帶來的“物聯網感知設備”“高頻交通大數據雷達”和“高清低延時視頻傳輸技術”，隧道股份賦予一座原本由鋼筋混凝土構成的隧道以“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增強現實技術實現內部檢修的“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、結構、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，現在通過在橋梁道路結構內部署5G物聯網感知設備，同時依托隧道股份云物聯服務平臺強大的數據計算存儲支撐能力，隧道股份已全面實現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，一旦發現異常，就主動發聲、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，隧道管理人員不僅掌握了大連路隧道健康變化趨勢，還能根據數據預知、預判隧道健康狀態和潛在風險。

“目前，我們已經在楊浦大橋等交通基礎設施上設置了一整套完整的數字孿生系統。比如在楊浦大橋，全橋布設了17類1100多個結構安全數據感知點。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據，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，都能夠實時被我們抓取。”

王一明介紹，隧道股份借助5G網絡“海量接入”的獨特優勢，第一次為橋梁、隧道、道路裝上了能自己呼喊的“嘴巴”，結構發生偏移了、高頻振動“內傷”了、環境發生變化了……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。

數字化最終的落腳點還是全體人民。一座城市的數字化、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。在十年發展歷程中，隧道股份著力于以數字化解決民生痛點難點問題，讓數字技術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，我們正在通過數字化技術帶來的精細管理，為市民盤出更多市中心的停車位?！彼淼拦煞輸底旨瘓F智慧停車事業負責人王靜表示，上海作為一座超大城市，停車位非常緊缺。隧道股份數字集團建設的道路停車網格化管理平臺，用AI系統替代傳統人工方式，把路側停車的管理提升到了新的層次——智能化、無人化。

依托數字技術，讓所有停車位高效得到更高效的利用，以管理拓空間。

“我們為城市道路路桿點裝360度高清視頻探頭。通過AI圖像分析技術，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?！蓖蹯o表示，基于這些基礎信息，隧道股份開發了智能管理平臺，可進行車流量分析、周轉率分析、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，并形成城市靜態交通報告，在政府管理機構的數據后臺中“一張圖”顯示，幫助管理機構更加高效、科學地實施路側停車設施管理。

此外，這個平臺還接入上海一網統管系統，可以為市民實現在線支付、在線車位查詢等功能。

“現在，我們正服務的上海市中心的上萬個道路停車位，根據我們的實際測算，在運用這個系統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停車，大大緩解了市中心的停車壓力。”王靜表示，一方面數字化助力實現了市民路側駐車服務“智能化、無人化”，一方面輔助政府管理機構更高效地開發、利用路側停車資源，提升路側停車設施使用效能。

在提升既有車位利用率的同時，隧道股份也著力開發新的停車區域。在南京，隧道股份技術團隊改良隧道掘進技術，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為地下的三維立體停車場。這樣可以在450平方米的狹小區域內，停放200輛小型乘用車；建設常規200輛規模地面停車場，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，都是隧道股份在數字領域的探索與服務的方向。過去十年，我們開始用數字技術構筑城市的一磚一瓦，未來十年，數字技術將更深度地融入城市發展，為市民帶來更為獨特的城市生活體驗。”