湖南大学团队研发盾构掘进运维与风险防控智能体 显著降低了施工事故率与人为误判风险

 盾构机装上“智慧大脑”,中国地下工程建设迎来智能革新,隧道深处,庞大的盾构机如同被赋予了生命,能自己“看清”前方地质、“预知”施工风险、“智慧”调整参数。

 在地下数十米的隧道中,庞大的盾进设备如何像一位经验丰富的“老司机”,自主识别前方地质、预知施工风险并做出实时调整?这一行业难题已被中国科研团队攻克。2026年1月,由湖南大学与中国铁建重工集团联合研发的“盾构掘进运维与风险防控智能体”正式发布,为国之重器装上了自主研判与决策的“智慧大脑”。

 这一创新技术推动了复杂地质条件下隧道掘进从依赖“人工经验”到“数据智能”驱动的历史性转变。传统盾构施工长期面临的地表沉降、姿态失调等风险,如今有了全新的智能化解决方案。

 给盾构机装上“智慧大脑”

 盾构机作为国家重大工程建设的核心装备,是我国基础设施建设不可或缺的“地下巨龙”。然而,复杂多变的地下环境使其施工长期面临诸多挑战。在传统施工模式下,盾构机多依赖人工操控,在复杂地质条件下极易出现地表沉降超限、姿态失调等风险。

 “让盾构机自己‘辨识’地质、‘预判’风险、‘精准’决策!”湖南大学地下空间开发先进技术与智能装备团队负责人陈仁朋教授及技术骨干,与铁建重工协同攻关,成功攻克了这一行业难题。他们研发的智能体系统性打通了“性态感知—风险预警—智能决策”的完整链路,实现了盾构掘进的智能化变革。

 这项技术的核心突破在于创新性地融合了通用大语言模型,并通过构建领域知识库,有效解决了通用大语言模型在盾构领域的“幻觉”问题,使智能问答与决策更可靠。同时,团队开发了“机理-数据”联合驱动的系列模型,实现关键风险参数的长时高精度预测。

 智能体的三大核心能力

 这款“智慧大脑”具备三大核心能力,显著提升了盾构施工的安全性与效率[ccitation:3]。

 智能体能够精准预测地表沉降趋势,提前规避地面塌陷风险。在复杂城市环境下进行盾构施工,地面沉降控制是衡量施工质量的关键指标之一。传统方法主要依靠事后补救,而智能体则能实现事前预警和主动防控。

 智能体可实时预警TBM卡机隐患,为施工及时按下“安全键”。盾构机在掘进过程中面临被埋的风险,智能体通过实时监测设备状态和地质变化,能够提前发现潜在隐患,确保施工安全。

 智能体还能智能决策掘进参数,让复杂地质下的掘进作业更平稳高效。通过分析海量历史数据和实时施工参数,智能体能够自主调整掘进速度、刀盘转速等关键参数,实现精细化施工。

 实际应用效果显著

 目前,该智能体已成功搭载到应用于国家重大工程的超大直径盾构装备中,在实际工程应用中表现出色。

 在上海地铁崇明线20标工程中,系统参数辅助决策准确度高于90%,控制掘进姿态偏差不超过30毫米,有效解决了传统人工操控滞后及不合理问题。

 在广花城际二工区工程中,智能体在设备故障诊断与智能运维环节表现出色。相比传统通过文档搜索故障排查的方式,效率提升了20%,助力提升设备利用率12%,促进典型工况月进尺增加5%。

 这些实际应用案例证明,智能体显著降低了施工安全事故率与人为误判风险,大幅提升了运维响应效率。工程效果的量化指标令人信服,为技术的进一步推广提供了有力支撑。

 推动行业智能化升级

 这一技术创新不仅解决了行业痛点,更为我国盾构掘进领域的智能化升级提供了强大支撑。该成果已被列为中国公路学会隧道与地下空间“四新技术”重点推广成果,其推广应用将有力推动我国地下工程建设向更安全、更高效、更智能的方向发展。

 团队未来将持续深耕隧道智能建造领域,着力推动相关技术在更多超大直径盾构、跨江越海隧道等复杂工程场景的拓展和应用。随着城市化进程的不断推进和地下空间开发的日益深入,这种智能化技术将发挥越来越重要的作用。

 业内专家认为,这项技术代表了隧道施工的未来发展方向。它不仅提升了施工安全和效率,还将推动整个行业的技术进步和产业升级,为我国地下工程建设高质量发展提供有力支撑。

 随着更多隧道和地下工程应用这项技术,我们将见证地下工程建设进入一个更安全、高效的新时代。一位项目参与者展望:“未来的隧道建设将不再是单纯的机械掘进,而是人与智能系统协同的智慧工程。”