隧道智能施工协同管控技术研究与应用

为解决隧道施工过程中外部环境感知、多装备协作和数据资源实时共享等问题,对隧道建造全工序进行研究并构建隧道智能施工协同管控技术。首先,研究智能感知技术,采用三维激光扫描技术实现隧道施工关键工序的环境智能感知,利用隧道掘进装备多源数据采集与存储技术实现多工序下的传感数据统一管理;然后,研究隧道内多机通信与协作技术,设计提出1种AP+Mesh的无线自组网方案,打通隧道内装备间数据交互的信息通道,并结合施工工序提出基于主从架构的多机协作方案;最后,从技术、部署和功能3个维度设计平台架构,实现调度管理、进度管理、风险预警、质量管理和装备管理5大系统功能。经过在渝昆高铁和黄黄高铁的实际应用,表明隧道智能施工协同管控技术可整合“人—机—岩”所有信息资源,实现隧道施工过程外部环境感知、数据采集存储和装备间协作管理;该技术各项功能满足施工需要,平台端施工建议参数或指令可直接下发至具备智能化功能的装备,指导各掘进装备按工序施工。