被称为“最强穿山甲”的盾构机，是挖洞的“重型武器”。
在挖掘隧道时，这个庞然大物面临着复杂多变的工作环境，施工难度大，危险系数高。但有了5G的加持，这一幕将成为过去:中国移动和中铁装备在河南的5G盾构地铁项目创新研发，让盾构机的地下作业从“黑暗中前进”变成了“透明作业”。
隧道盾构的“智能掘进”
盾构机是基础设施建设中的核心设备，是衡量一个国家地下建筑设备制造水平的标志。
根据前期工程勘察，工程师将根据土壤、水文等地质条件，针对不同线路设计马蹄形、矩形、圆形等不同形状和刀盘的盾构机。一台巨大的钢铁机器深入地下，按照规划好的路线，刀盘旋转振动，泥沙、石块等渣土落下，再由传送带运至隧道外。
同时将“盾”形水泥板运入施工隧道，完成隧道周边硬化，同步铺设轨道。可以说，盾构机相当于一个移动的隧道车间，开挖、硬化、铺轨一条龙完成。
井下作业环境涉及地质、水文、压力等多重因素，复杂多变。高温高湿、密闭的工作环境给施工人员的工作带来困难，危险系数也很高。而且盾构掘进的每一个点都需要对大量零散的施工数据进行实时监控和分析，从而确定下一步开挖的最佳着力点。如果盾构机出现故障，不仅难以找到故障点，还会延误工期，造成巨大的成本。
“盾构掘进时刀盘振动频率很高，每秒钟有100到200次数据。以前施工时的震动数据都是通过网线传输的。网络部署成本高，稳定性差。一旦网线断了，只能手动复制主机振动数据。”中铁装备智能技术研究院院长景说。针对这一痛点，中国移动技术网络团队利用5G基站组网灵活的优势，在盾构机内部安装了“迷你”5G微型基站，保证盾构机在掘进过程中核心位置的5G网络畅通，从而实现设备运行和施工环境的实时监控和稳定的数据传输。
提高5G“神器”的“神经”灵敏度
“盾构机配备了很多传感器，可以感知隧道环境的变化。如果掘进过程中地质发生变化，要及时改变作业，否则会造成刀盘出现问题。”荆刘杰说道。5G的应用让“传感神经”更加灵敏，数据传输失败率降低99.99%。可以完成秒级精度参数控制，不仅可以实时分析振动数据并快速反馈到地面大数据终端，还可以通过决策中心对海量零散信息进行分析，第一时间发出机器故障预警。
除了嵌入盾构机的5G，在建隧道还采用了“5G﹢UWB(室内精确定位)”技术，可以对施工人员、材料、车辆进行精确定位。施工人员通过佩戴搭载5G模块的智能头盔，将施工现场“视频直播”，并将画面传回管控平台，以便管理人员第一时间指导一线进行设备维护或下达施工指令。
5G%人员行为分析是“监管的工具”。利用双目UVC摄像头和行为分析算法，对主驾驶员的驾驶状态进行监控，对其闭眼、打哈欠、点头等动作进行分析，判断其是否疲劳驾驶，提高了驾驶员的安全操作保障。
2021年4月，中国移动帮助中铁装备和河南吴健完成了郑州地铁3号线思南站至曹楠站的世界首条盾构隧道地铁工程。2021年8月，基于曹楠地铁站的成功项目经验，5G智慧盾在郑州地铁6号线通淮站成功复制。未来，三方将共同构建“1% 1﹢1﹢N”整体解决方案，即依托一个5G专网、一个智能决策中心和n个5G应用，建设智慧盾5G技术应用和创新基地，由点到面，逐步实现5G智慧盾在全行业的普及应用。
据中国移动河南郑州分公司副总经理乔鹏介绍，搭建一个类似中铁装备盾构远程指挥中心的决策平台，实现海量多源数据从边缘到末端的实时感知、传输和分析，推动智慧盾构在全行业的广泛复制，是他们更长远的目标。“这是我们积极的尝试，以后可以在施工难度更高的隧道施工中做更多的探索。”乔鹏说。
