Исследователи Хунаньского университета под руководством профессора Чэнь Жэньпэна совместно с China Railway Construction Heavy Industry Co., Ltd. разработали интеллектуальную операционную систему для тоннелепроходческих щитов (TBM), которую уже назвали «умным мозгом» подземного строительства. Система непрерывно собирает данные с множества датчиков, анализирует геологические условия в реальном времени, прогнозирует опасности ещё до их возникновения и автоматически рекомендует оптимальные параметры бурения.
На строительстве шанхайского метро, где использовался сверхбольшой тоннелепроходческий щит, ИИ-система продемонстрировала впечатляющие результаты: точность принятия операционных решений превысила 90%, а отклонения в направлении бурения удерживались в пределах 30 миллиметров — это значительно точнее, чем при ручном управлении. Технология интегрирует мониторинг крутящего момента режущей головки, усилия подачи, скорости проходки и характеристик вибрации.
«С этим "умным мозгом" мы можем точно предсказывать просадку грунта и положение машины, помогая избежать рисков обрушения поверхности ещё до их возникновения», — отметил профессор Чжан Чао, один из разработчиков системы. Помимо предотвращения аварий, ИИ анализирует изображения отработанной породы с камер высокого разрешения, определяя морфологические характеристики, которые отражают эффективность разрушения породы и геологические условия.
В рамках проекта в Гуанчжоу система повысила эффективность диагностики неисправностей и техобслуживания на 20%, увеличила коэффициент использования оборудования на 12%, а ежемесячный прогресс проходки вырос на 5%. Три параллельные подсистемы ИИ — моделирование, мониторинг и управление — работают в связке, обеспечивая более ранее обнаружение геологических переходов, плавное изменение режима бурения и минимизацию аварийных остановок.
Китайское общество автомобильных дорог и транспорта (China Highway and Transportation Society) признало технологию «ключевой для развития отрасли». Рынок тоннелепроходческих машин стремительно растёт благодаря глобальному буму инфраструктурного строительства метрополитенов, железнодорожных и автомобильных тоннелей. Интеграция ИИ, цифровых двойников и мультисенсорной фузии принципиально меняет подход к подземному строительству — от реактивного к предиктивному.
Разработчики планируют расширить применение «умного мозга» на подводные и подречные тоннельные проекты, где геологические риски особенно высоки. Успех китайской системы сигнализирует о начале новой эры автономных тоннелепроходческих щитов, где искусственный интеллект берёт на себя критически важные решения, ранее доступные только опытным инженерам с десятилетиями стажа.
