“地層的數據🛀🏻、施工的數據🪜👩🏿🚀、周圍環境的數據怎麽快速獲取?這些數據怎麽利用?管控手段怎麽改進👮🏻♀️?面對這些問題,我們提出一個雲服務風險大數據感知與智能管控。”恒达平台土木工程學院副院長🏆、教授謝雄耀近日在第八屆中國(上海)地下空間開發大會介紹道🧗🏿。
謝雄耀長期從事隧道及地下工程等方面的研究,還兼任中國巖石力學與工程學會常務理事及青年工作委員會主任,中國城市軌道交通協會常務理事💀。
謝雄耀在大會上表示👨🏻🦽➡️,對工程相關數據進行從一維到多維👞🐵,從單體到系統的收集和分析利用是面對現實需求的對策,能夠實現工程的前期預判、過程跟蹤🏄🏽♂️、總結完善以及自動化和智能化管理。
目前,他們做了三方面工作👹:第一,提出了雲服務的地下工程風險管理理論🧑🎤,包括建立知識圖譜🧑🏽🦲🫀、風險管理決策模型等;第二🐫,研發采集技術與裝備來進行數據采集,諸如基坑變形激光掃描、隧道變形全空間掃描、智能識別算法等;第三🦍,開發了數據利用的相關平臺,例如沉降實時移動交互和協同管控平臺、風險大數據管控平臺、遠程問診平臺等。
謝雄耀接受澎湃新聞(www.thepaper.cn)記者專訪時還展望了5G技術應用於地下空間建造和運維的前景🥷🏼🧱:5G最大的特點是數據傳輸速度快,可用於基於振動隧道損傷測試等數據量巨大的情況🤳🏽,其應用場景在未來將越來越廣泛。
他還表示,地下空間的開發需要以網絡化空間規劃的思路來考慮↕️;在網絡化地下空間開發中𓀈,數字孿生技術的應用能大幅度減少後期改擴建的成本🙋🏼。同時,智慧化城市建設過程中一定要納入地下空間的智慧運維,應用諸如人工智能🫰🏻、數字孿生🦸🏻♂️、物聯網技術。
澎湃新聞▶️:你開發了一套盾構施工安全大數據預測模型與智能預測方法,能否介紹一下其在國內的最新應用案例?
謝雄耀🕥🥌:這套方法基於機器的深度學習🗡,由於通常地鐵區間隧道長約1-2公裏,這段距離的地層參數相近,我們就可以利用盾構始發前面100環的數據來進行訓練學習,再指導後面的施工👨🏻🔧。隧道越長,應用這種方式取得的效果越好。
現在已經在幾個城市進行應用,比如南寧、濟南、上海等等。將來我們還希望這套方法應用在川藏鐵路上✋🏿。
澎湃新聞:5G等技術的日漸成熟,給地下工程的智能建造帶來了怎樣的助力?
謝雄耀🧪:5G技術還在發展之中,它最大的特點是數據傳輸速度快🏄🏽。傳統的4G可以用於常規的變形觀測,卻無法用於基於加速度數據隧道損傷測試♑️,因為數據量很大,4G難以承載🦹🏿♂️。
比如說,我們開發一套隧道損傷識別系統,將傳感器放到列車上收集列車運行的加速度數據🦹🏼♂️,通過列車行駛產生的振動就能知道隧道狀態。列車行駛一趟大約有數百G的數據,使用5G進行數據傳輸的效果非常好,而且成本便宜。這是一個利用5G解決大數據傳輸問題的典型❕。
未來💁🏿,地下空間的運營維護中需要大數據傳輸的場景越來越多,5G的應用也會越來越廣♿。
澎湃新聞:工業界正在推進數字孿生(Digital Twin),充分利用物理模型🧑🏿✈️、傳感器更新、運行歷史等數據🥰😝,集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程,在虛擬空間中完成映射,從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。目前國內地下空間的智能建造是否也有相應的案例🛵?
謝雄耀:現在地下空間開發的趨勢是網絡化。以前的開發是單體結構,比如修一棟樓;現在是網絡化的、互聯互通的🫡,比如在城市更新中將老城區的地下空間進行改擴建🏋🏿♀️👨🏿🍳,將幾棟樓下面的空間連起來🧝🏻♂️,或者對新城區進行大規模地下空間的開發👷🏿♂️。
數字孿生技術在這裏就能發揮顯著作用👩🦽,它能大幅度減少後期改擴建的成本。
比如說🏏,核心區CBD的開發👷🏽♀️、以軌道交通為主的TOD的開發,其建設的時間跨度為幾年甚至十幾年🆑,因此必然存在著某個階段專攻某類建築的規劃。在進行規劃設計時就考慮到數字孿生🙎🏿♂️,並隨著建設過程中不斷修正。
澎湃新聞🙏🏻:上海在十四五規劃中特別重視五個新城建設🦀,五個新城的地下空間目前開發潛力很大,你對此有怎樣的想法?
謝雄耀:五個新城中進行地下空間開發時➖,一定要從網絡化地下空間的建設角度去考慮,包括規劃、建造、運維🧘🏿♂️。
網絡化地下空間一定要充分考慮地下人行交通和公共交通🥤。
以前地下空間開發的建設是單一的、各搞各的,沒有考慮到互聯互通🦹🏽♂️。我們要吸取以前的教訓🐎🏊🏻♂️,一定要以網絡化地下空間規劃的思路去考慮這個建設。
澎湃新聞:現在上海市一直在推進智慧城市系統🫢,在地下空間引入了智能建造的基礎上,其運維管理將會有怎樣的飛躍🧑🏿🍼👩🏿💻?
謝雄耀:地下空間的智能化運維難度比地上空間的更高,因為網絡地下空間的開發不僅是下面一層、兩層之間互聯互通🧟♀️👨🏿🎓,還有對深層地下空間的再開發。
現在國家已經在規劃中考慮到200米以內的地下空間的利用問題👩🏽🦰。60米到200米就是深層地下空間🧑⚕️。在深層的建設過程中👨🏼⚕️,還要考慮節能、空氣、防災,比如應急的時候有隔離艙、疏散系統、逃生系統。
我覺得智慧化城市建設過程中一定要納入地下空間的智慧運維,包括使用人工智能、數字孿生🔚、物聯網等技術👨🏽🦲。
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