中国铁建自研隧道AI大模型,应用!

近日,由铁建重工牵头,铁四院、中铁十八局、湖南大学联合攻关的全断面隧道掘进机AI知识大模型研发实现关键突破。其中盾构掘进运维与风险防控智能体(智能装备智能体)投入工程应用,推动隧道掘进施工由传统经验驱动向数据赋能、智能决策转型,以人工智能赋能地下工程智能建造,助力基建领域新质生产力提质升级。

铁建重工边缘端AI大模型

该项目针对隧道设计、施工与装备环节数据孤岛、难以形成协同问题,科研团队构建起集隧道设计、施工管理、智能装备三大智能体于一体的隧道AI大模型,贯通隧道工程“设计优化-施工管控-装备运维决策”全链条。

在开发过程中,三大智能体分工协同、高效协同。隧道设计智能体聚焦隧道方案设计与支护结构优化;施工管理智能体实现施工安全、质量、进度一体化管控;智能装备智能体集成智能运维、掘进自动纠偏、掘进参数辅助决策、地表沉降预测、TBM卡机预警等实用功能。

掘进机智掘系统操控室

作为项目核心成果,智能装备智能体搭建起“性态感知-风险预警-智能决策”全闭环技术体系,借助智能算法动态匹配地层条件,实现复杂地质环境下盾构自主纠偏、自动换步。

在智能装备智能体攻坚中,研发团队历经7轮迭代打磨,汇总整编近万份工程资料形成专业知识库,升级智能运维问答模块,新增供应商信息检索能力,持续增强模型在复杂工况下的适配性与稳定性。

目前,这套智能系统已配套装配全断面隧道掘进机,陆续应用于高原铁路、引江补汉、扩大杭嘉湖南排后续西部通道等一批国家级重点工程,现场累计应用突破5000环。

智能体在引江补汉工程应用界面

在传统施工模式下,地表沉降依赖人工测量,数据稀疏,滞后性强,掘进参数全凭人工研判调整,掘进姿态一般控制在50毫米偏差区间,设备故障排查高度依托人工经验,排查效率低,运维投入成本居高不下。

应用智能装备智能体后,从工程实测效果看,地表沉降预测精度达到毫米级,掘进参数辅助决策准确率达到90%,掘进姿态控制偏差小于30毫米;装备故障排查效率提升20%,项目综合施工效率提升10%,能够对不良地质、掘进超限、地层超量沉降等风险全流程闭环管控,有效降低人为误判引发的施工安全风险。

智能装备智能体运营界面

现阶段,围绕物理人工智能与高端装备融合发展方向,研发团队稳步推进多模态推理对齐、端到端模型训练等前沿技术在掘进装备领域落地转化。

下一步,研发团队将持续优化隧道AI大模型与三大智能体性能,加快科研成果产业化推广,依托自主可控的智能建造技术,持续保障国家重大工程建设,巩固我国盾构装备国产化技术领先地位。

责任编辑:D1CM 文章来源:铁建重工

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中国铁建重工集团有限公司

铁建重工成立于2007年,隶属于央企中国铁建股份有限公司(2014年世界五百强名列第80位),是集高端地下装备和轨道装备研究、设计、制造、服务于一体的专业化企业,在湖南长沙、株洲、四川隆昌和甘肃兰州等地建立了多个制造基地,在长沙、北京、兰州等地建立了11个研究院,是国家认定的重点高新技术企业和国家级两化融合示范企业。  集团下设“四总部、两中心”(掘进机事业总部、特种装备事业总部、轨道设备事业总部、海外事业总部、技术中心、制造供应中心)以及两个全资控股子公司中铁隆昌铁路器材有限公司和株洲中铁电气物资有限公司。  铁建重工始终瞄准“世界一流、国内领先”的目标,坚持“科技创新时空,服务引领未来”的理念,走创新型、哑铃型和服务型道路,积极发挥建筑施工行业优势,充分利用中国铁建长期积累的施工技术与施工经验,通过“原始创新、集成创新、协同创新和持续创新”的自主创新模式,加强“产、学、研、用”的结合,掌握了多项具有世界领先水平和自主知识产权的核心技术,打造了掘进机装备、特种施工装备、轨道设备三大专业板块产品格局。近年来,中国铁建重工集团先后承担和参与国家、省部级重大科技计划40余项,研制出地下工程装备和轨道设备新产品300余项。组建了国家级企业技术中心、地下掘进装备工程技术研究中心、水下隧道工程实验室、博士后工作站、院士工作站等多个高端科技创新平台。  自主研制的具有完全自主知识产权的隧道盾构/TBM,广泛使用在长沙、北京、西安、武汉、广州、苏州、南京等城市地铁工程和铁路、煤矿工程,目前国内市场占有率排名前列;自主研制出国内首台大直径硬岩隧道掘进机(TBM)和矿山法隧道机械,填补国内地下工程装备空白;创新开拓了盾构在煤矿领域的应用,研制出煤矿斜井TBM,填补世界空白;研发出预切槽隧道施工成套装备,全面提升传统隧道矿山法施工技术;研制出具备自主知识产权的链刀式连续墙设备,较好满足了深基坑支护的水泥土搅拌桩墙“深、快、强”的需要;研制出掘锚同步的护盾式连续掘锚机,实现煤巷快速掘锚;建设了国际先进的轨道系列设备生产线,道岔系列产品占据国内市场份额的三分之一,创造了国内高铁最高运营时速的最好舒适度水平;闸瓦和弹条扣件产品不仅在国内市场优势明显还远销海外。  近年来,集团公司被中央确定为“制造业向制造服务业成功转型”的先进典型企业,先后荣获“国家重大技术装备首台(套)示范单位”、“全国建筑施工机械和掘进机械行业标准起草单位”、“国家863计划成果产业化基地”、“中国工程机械制造商50强企业”、“中国轨道交通创新力TOP50企业”、“中国工程机械最具成长力企业”、“全国企业文化建设百佳单位”、“中央企业思想政治工作先进单位”等称号,快速打造了中国地下工程和轨道交通行业最具影响力的自主创新品牌,正在向全球最好的轨道交通及隧道装备制造企业集团目标迈进。
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