盾構機，被譽為“最強穿山甲”，開山挖洞的“重器”。

這個龐然大物在開挖隧道時，面臨的作業環境復雜多變，施工難度大，危險係數也高。不過在5G的加持下，這一幕將成為過去：中國移動聯合中鐵裝備在河南創新研發並落地的5G盾構地鐵項目，讓盾構機地下作業由“摸黑前進”變成“透明操作”。

隧道盾構的 “智慧掘進”

盾構機有多重要？

盾構機是基建中的核心裝備，是衡量一個國家地下施工裝備制造水準的標誌。

根據前期工程調研的情況，工程師們會根據土壤、水文等地質條件為不同的線路設計馬蹄狀、矩形、圓形等不同形狀、不同刀頭的盾構機。龐大的鋼鐵機器深入地下，按照規劃好的線路掘進，刀頭旋轉震動，泥沙、石塊等渣土掉落，隨即被傳輸帶運出隧道外。

與此同時，“盾牌”形狀的水泥板會被運進施工坑道完成坑道四周硬化，軌道也會同步鋪設。可以説，盾構機相當于一個移動的隧道作業車間，所到之處，挖掘、硬化、軌道鋪設一站式解決。

地下作業環境涉及到地質、水文、壓力等多重因素，復雜多變。高溫高濕、不透風的工作環境導致施工人員作業難度大，危險係數也高。且盾構機每掘進一點都需要實時監控分析大量且分散的施工數據，以確定下一步挖掘的最佳著力點。倘若盾構機出現故障，不但難以發現故障點，還會造成工期延遲，成本代價巨大。

“盾構機掘進時刀頭是高頻率振動的，一秒鐘可能要有100次到200次數據，過去施工時的振動數據都是通過網線進行傳輸，網絡部署成本高、穩定性差，一旦遇到網線斷裂時，只能人工去拷貝主機振動數據。”中鐵裝備智能技術研究院院長荊留傑説，針對這個痛點，中國移動的技術網絡團隊發揮5G基站組網靈活的特點，給盾構機內部裝上了“迷你”的5G微基站，保證盾構機在掘進過程中核心機位5G網絡通暢，實現了對設備運作、施工環境的實時監控和數據穩定傳輸。

5G提升“神器”的“神經”靈敏度

5G真的能讓盾構機這個龐然大物靈活如螞蟻嗎？

“盾構機全身裝了很多感測器，能夠感知隧道內環境的變化，如果在掘進過程中地質出現變化，就要及時改變操作，不然就會導致刀盤出現問題。”荊留傑説，5G的應用讓“傳感神經”更加靈敏，數據傳輸故障率降低99.99%，可以完成秒級精度參數控制。不但能做到實時分析振動數據，並快速反饋至地面大數據終端，還能通過決策中心分析海量分散的資訊，第一時間發出機器故障預警。

除了盾構機上植入5G，施工的隧道內還增加了“5G+UWB（室內精準定位）”技術，可以對施工人員、物料、車輛進行高精準定位。施工人員通過佩戴裝有5G模組的智慧安全帽對工地進行“視頻直播”，將畫面回傳至管控平臺，管理人員就能第一時間指導前線進行設備維修或傳遞施工指令。

5G+人員行為分析更是“監督利器”，利用雙目UVC相機，搭配行為分析演算法，監測主司機的駕駛狀態，分析其閉眼、打哈欠、瞌睡點頭等動作，判斷是否在疲勞駕駛，提高了駕駛員安全作業保障。

2021年4月，中國移動攜攜中鐵裝備、河南五建已經在鄭州地鐵三號線司南站—南曹站區間完成首個盾構法掘進隧道地鐵項目的貫通， 2021年8月，基于南曹地鐵站的成功項目經驗，5G智慧盾構又成功復制在鄭州地鐵六號線桐淮站項目上。未來，三方將共同打造“1+1+N”整體解決方案，即依托1張5G專網，1個智能決策中心，N個5G應用，建設智慧盾構5G技術應用創新基地，由點到面，逐步逐步實現5G智慧盾構在全行業的推廣應用。

在中國移動河南公司鄭州分公司副總經理喬朋看來，打造類似于中鐵裝備盾構遠端指揮中心的決策平臺，實現邊-端-雲海量多源數據的實時感知、傳輸和分析，推動智慧盾構在全行業的廣泛復制是他們更長遠的目標。“這是我們的一個積極嘗試，未來可以在施工難度更高的隧道建設中進行更多的探索。” 喬朋説。