其實，事前的地質(zhì)勘測也很重要，但是受制于一些客觀環(huán)境，勘測不一定能夠做得非常清楚，比如，有時候要打一些山嶺隧道，埋深很深，要從山頂向下鉆孔取樣，工作難度很大，每隔一公里或兩公里才鉆一個孔，但是在這一到兩公里間隔內(nèi)，可能地質(zhì)情況就變了。

對于這樣的問題，中鐵裝備副總經(jīng)理王杜鵑介紹了公司的智能化探索，目前中鐵裝備的TBM Smart 2.0技術(shù)在設(shè)備上安裝8大模塊，其中最重要的模塊是輔助駕駛模塊，它從兩條路徑實現(xiàn)智能化，一是超前探測，通過機器視覺、微波、地震波等相關(guān)技術(shù)提前知道掘進環(huán)境的情況；二是通過大數(shù)據(jù)，通過歷史數(shù)據(jù)的積累，通過大數(shù)據(jù)分析比對上一個循環(huán)的數(shù)據(jù)特征，預(yù)測下一個循環(huán)會發(fā)生的事情，這樣的輔助駕駛目前發(fā)揮了較好的作用，能夠幫助司機做一些判斷，但還不能完全替代司機。

目前我們做了這方面的工作，王杜鵑坦言，但產(chǎn)品的智能化方面還有很長的路要走。

作為中鐵裝備智能院專家，荊留杰談到了未來裝備迭代前景，他介紹，按照中鐵裝備原董事長、973計劃首席科學家李建斌的代際劃分，目前普通的盾構(gòu)機屬于3代裝備，4代裝備可能會在剝巖方式上探索，目前主要是采用刀盤機械剝巖的方式，效率較低，對刀具磨損很大，而且經(jīng)常需要人工換刀，對工人來說勞動強度較大，也有一定的安全隱患。將來可能考慮高壓水流、激光或微波熱剝巖的方式，在剝巖方式上出現(xiàn)大的革命。

荊留杰設(shè)想，5代裝備可能要探索智能化和無人化，目前的掘進過程，無論是換刀、支護、出渣，都是少不了人的，每一個地下施工班組需要20人左右，地下環(huán)境一般溫度、濕度高、噪音大、有危險性，工人12小時一班，現(xiàn)在的年輕人不論是到車間還是到地下隧道工作現(xiàn)場，大家都比較排斥艱苦的工作環(huán)境。我們國家現(xiàn)在有大量工程建設(shè)，其實有經(jīng)驗的盾構(gòu)機駕駛員相對來說還是比較少的，目前駕駛員還沒有形成職業(yè)培訓體系，基本是靠師傅手把手傳幫帶，人才也比較缺乏。

我們可以把有經(jīng)驗的駕駛員在不同掘進環(huán)境下的施工操作數(shù)據(jù)記錄下來，通過人工智能學習實際的駕駛經(jīng)驗，開發(fā)模型，就有可能實現(xiàn)從依賴人工經(jīng)驗到數(shù)字化、自動化控制的階段。逐漸使換刀、支護、出渣等環(huán)節(jié)都實現(xiàn)自動化。

中鐵999號盾構(gòu)機

不過，要實現(xiàn)這樣的迭代并不容易，數(shù)據(jù)共享成了當下需要解決的一個難題。

王杜鵑介紹，中鐵裝備通過大量的施工實踐，得到了大量的數(shù)據(jù)積累，目前對國內(nèi)許多地區(qū)的地質(zhì)情況都比較了解，能夠有針對性地開發(fā)產(chǎn)品，但對全球許多地方的地質(zhì)情況并不那么熟悉，成為了相對的短板。另外，隨著“數(shù)據(jù)是財富”的觀念逐漸深入人心，各方都不愿意把數(shù)據(jù)輕易交給別人，數(shù)據(jù)在業(yè)主單位、施工單位和裝備提供商之間的歸屬成為一個難題。

“我們是丙方”，荊留杰笑道，“業(yè)主是甲方，施工方是乙方，我們作為丙方經(jīng)常要被甩鍋。乙方如果出了問題，往往把責任推給設(shè)備提供方，那么如果我們在設(shè)備上裝了數(shù)據(jù)收集器，它就會起到類似‘黑匣子’的作用，乙方就不那么好推卸責任了，所以有時候他們不讓我們裝。”

但數(shù)據(jù)的問題也不是絕對的，王杜鵑解釋，在這方面一些外國企業(yè)可能比我們更難，因為首先他們承接的工程量比我們更小，其次，他們面臨的可能是國家間的數(shù)據(jù)流動問題，更難協(xié)調(diào)。我們現(xiàn)在只是呼吁要形成數(shù)據(jù)共享的機制，推動技術(shù)更快進步。

實踐出真知，“產(chǎn)學研用”結(jié)合始終中鐵裝備的制勝法寶。長期來，中鐵裝備始終堅持將裝備制造與工法推廣高度融合，在業(yè)內(nèi)保持了“最懂施工的裝備制造商”和“最會制造的綜合服務(wù)商”這一核心競爭力。

通過積累豐富的隧道施工經(jīng)驗，對裝備的地質(zhì)適應(yīng)性有充分理解，中鐵裝備組建了一支強有力的工法研究隊伍，不僅能夠為不同地質(zhì)設(shè)計最具適應(yīng)性的掘進設(shè)備，而且掌握著隧道建設(shè)過程中的現(xiàn)場施工技術(shù)與生產(chǎn)組織管理方法。

以“機土一體化”為核心理念，中鐵裝備實現(xiàn)了設(shè)計與施工的良性互動，既為現(xiàn)場出現(xiàn)的各類問題提供針對性的解決方案，又從產(chǎn)品制造、技術(shù)服務(wù)等產(chǎn)業(yè)鏈上下游環(huán)節(jié)，得到全面的信息反饋，循環(huán)往復對設(shè)備和工法進行完善和優(yōu)化。

荊留杰介紹，2014年，中鐵裝備申報國家“973”項目，研發(fā)TBM掘進過程信息化和智能控制軟件。項目聯(lián)合山東大學、浙江大學、武漢大學等國內(nèi)知名高校共同研究，前期主要做超前力探測、巖體實時感知、智能決策、智能導向，智能支護等研究。

隨著物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的發(fā)展，中鐵裝備開始做數(shù)據(jù)的實時采集傳輸和遠程監(jiān)控平臺，基于大數(shù)據(jù)制作一系列控制模型，將基于數(shù)據(jù)和基于專家的經(jīng)驗融入智能決策。

2018年，中鐵裝備專門成立智能工程研究院，組建包括巖土、地質(zhì)、機械、電氣、計算機、自動化控制等等的多學科研究團隊，全面推動盾構(gòu)機產(chǎn)品智能化的發(fā)展，在地層探測、運動控制、導向糾偏、掘進參數(shù)優(yōu)化等等方面形成了一些共性的技術(shù)，也開發(fā)了一些智能化的控制軟件，在吉林引松供水、引綽濟遼、新疆的引額工程等項目上進行實際搭載和驗證，未來隨著川藏鐵路等新重點項目的開工，將進一步推動智能化控制系統(tǒng)在實際項目上搭載和實驗。

2014年5月10日，中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平來到鄭州，視察中鐵裝備盾構(gòu)機總裝車間，作出“推動中國制造向中國創(chuàng)造轉(zhuǎn)變，中國速度向中國質(zhì)量轉(zhuǎn)變，中國產(chǎn)品向中國品牌轉(zhuǎn)變”的重要指示。

七年來，世界最大斷面硬巖掘進機、國內(nèi)首批雙護盾TBM、世界最小直徑硬巖TBM、世界首臺馬蹄形盾構(gòu)、國產(chǎn)最大直徑泥水平衡盾構(gòu)機紛紛面世，中鐵裝備不斷刷新自己創(chuàng)造的一項項記錄。

目前，中鐵裝備的盾構(gòu)產(chǎn)品累計訂單超過1100臺，出廠盾構(gòu)安全順利掘進里程累計超過2600公里，產(chǎn)品遠銷新加坡、阿聯(lián)酋、意大利、法國等25個國家和地區(qū)，市場占有率連續(xù)9年中國第一，產(chǎn)銷量連續(xù)4年世界第一，成為我國起步最早、擁有專利技術(shù)和標準最多、產(chǎn)品門類最全、市場占有率最高、出口國家最多的盾構(gòu)行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)。