山科大TIS系统:面向工程第一线,服务隧道施工数字化

随着“一带一路”国家战略实施,川藏线等大批地下工程建设如火如荼,越来越多智能装备、信息化手段被广泛应用于隧道建造中。隧道施工中产生海量地质数据,参建方的数据收集基本归类为任务性板式操作,各类先验数据未被系统整合利用,可以说是彼此关联、各自安好。而当前市场上安全管理与智慧工地等相关平台更多地倾向于人员管理、视频监控等综合管控,隧道施工过程中的地质信息集成与属性后效反馈远未体现。为积极响应国务院安委会办公室、住建部等8部门联合印发的《关于进一步加强隧道工程安全管理的指导意见》文件落地,山东科技大学贺鹏副教授联合多家企事业单位与科研院所组建TIS云团队,长期致力于隧道工程垮塌灾害防治与数字化远程管控研究,自主研发并推出了“隧道施工全过程安全管控与智能决策系统(TIS)”,旨在面向地下工程第一线,服务隧道施工数字化。可为隧道施工全过程数据集成、临灾预警、风险规避、远程管控等提供数字化平台。

隧道施工全过程安全管控与智能决策系统架构由五个层次组成,分别是基础层、数据层、服务层、应用层、用户层。通过层次划分,便于数据上传、数据存储、数据处理,形成一层次分明、功能完善、易于扩充的软件系统环境。

隧道施工全过程安全管控与智能决策系统是一款涉及“地质信息捕捉-动态优化设计-多目标施工组织-全工序过程管控”,集“即时感知—科学决策—主动服务—智能监管”于一体的数据驱动型服务平台,主要功能板块如下:

围岩等级智能评定

该模块研发了“岩体结构信息智能解译与云端围岩分级系统”,实现岩体结构信息的自动解译与“人脸识别”;内置BQ围岩亚级分级可靠度分析方法,可实现分级报告一键导出、围岩等级稳健评估与岩体质量态势追踪,使围岩等级动态变更有“理”可依,有“级”可寻。

超前地质预报解译

该模块支持地质雷达、TST等多种超前地质预报报告一键导出,支持三维地质可视化展示,内置预报施做延误短信提示功能;融合自系统理念与动态变更许可机制,形成一套基于多源异构信息融合的隧道风险等级动态评价体系,同步实现施工过程风险等级远程即时预警。

辅助设计智能决策

该模块支持爆破渣石块度自动判识与级数统计,内置危岩体空间展布预测模型,动态揭示隧道危石群空间形态演化规律,即时预测超欠挖空间展布特征;内置三维离散单元法等多种数值接口,现场技术人员可直接进行不同工况下围岩稳态数值仿真与支护方案动态设计。

质量检测与监测预警

该模块支持围岩变形量测数据自动导入及日报、周报等一键生成,内置全站仪自动找点机器人数据嵌入接口,可实现高风险段围岩全时域自动化监测与远程预警;支持初支、二衬等检测数据米级单元化集成、质量缺陷预警与报告自动导出。

虚拟漫游安全管控

该平台基于所开发配套基站与便携式定位芯片,实现现场远程视频监控与工程进洞人员精准定位、监督;基于隧道施工过程动态变更状态,实现工期计算与动态预测;内置新闻播报、上传下达等通知公告板块;手机APP客户端同步包含工程地质数据可视化和施工信息可视化管理等系列功能。模块基于隧道施工全过程信息集成与数据驱动型三维漫游,动态显示全里程段内围岩评定等级、位移量测数据、质量检测结果等过程信息,实现人物入画、实时跟随。

TIS系统授权核心软件著作权15项,相关成果经中国公路学会、中国公路建设行业协会鉴定为“整体国际先进水平”。作为核心支撑获教育部技术发明奖等省部级奖励4项。成果发布在隧道及地下工程大讲堂、隧道网等行业知名媒介,同步创建TIS云公众号。TIS系统以公有版、专用版、定制化开发3种部署模式,已在十余条高速公路隧道进行了推广应用,通过“一隧一档一策”,面向地下工程第一线,服务隧道施工数字化。

据悉,TIS 2.0科研版将陆续推出手持式岩石强度随钻测定仪、岩体多维解构统一分级方法、渐进锚固优化与靶向支护等诸多技术,以满足不同场景需求化服务。TIS云团队将始终以工程现场难题为导向,为地下工程建设信息化、智能化转型提供引擎动力与赋能改造。(山东科科技大学)

责任编辑:杨海涛

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