前言
建國以來，我國鐵路隧道的建設(shè)取得令人矚目的進步，其數(shù)量和總延長都已位居世界各國之首。從“卡脖子”到人無我有，人有我優(yōu)，隧道的建設(shè)提高了車輛的行程時間、使人民生活更加便捷、生活水平提高，而隧道的建設(shè)最大的功臣就是盾構(gòu)機。
伴隨著城市建設(shè)發(fā)展，創(chuàng)新和技術(shù)在發(fā)揮著越來越重要的作用，以GIS、BIM、人工智能、大數(shù)據(jù)、5G為代表的創(chuàng)新技術(shù)和應(yīng)用也為了城市、工業(yè)建設(shè)提供著技術(shù)支持。工程建設(shè)的發(fā)展也以科技創(chuàng)新為切入點，形成創(chuàng)新協(xié)同互動的新生態(tài)圈。
今天將采用Hightopo的HT for Web產(chǎn)品來構(gòu)造輕量化的3D可視化場景，數(shù)字孿生盾構(gòu)機施工流程，清晰直觀的展示設(shè)備的部件組成，動態(tài)運作效果，設(shè)備拆分，組裝、施工全過程。
界面簡介及效果預(yù)覽
我們使用HT for Web自主研發(fā)的2D/3D引擎，經(jīng)過搭建輕量化場景、搭配數(shù)據(jù)面板以及動畫驅(qū)動制作了盾構(gòu)機施工流程可視化：
場景由中心的3D盾構(gòu)機和底部數(shù)據(jù)面板構(gòu)成，場景支持常規(guī)的旋轉(zhuǎn)、平移和視角縮放，通過數(shù)據(jù)面板模擬展示盾構(gòu)機施工進程的一些相關(guān)信息。
結(jié)合HT的數(shù)據(jù)可視化面板實時監(jiān)控，實時展示施工過程的各項數(shù)據(jù)指標(biāo)。智能分析采集后臺數(shù)據(jù)，真實反映每一項模塊的實時動態(tài)，讓管理者了解各板塊情況，進行快速維護管理。
實現(xiàn)價值
傳統(tǒng)的施工常采用BIM模型，但BIM建模模型數(shù)據(jù)往往過于龐大臃腫且建模模型不夠美觀。通過案例我們可以感受到，相比于傳統(tǒng)方式的項目建設(shè)而言，HT的三維展示具有更靈活的表現(xiàn)形式和直觀生動的效果。對于企業(yè)，生動的演示動畫能讓客戶更快了解產(chǎn)品的工作原理和優(yōu)勢，而且比起普通的工業(yè)動畫，Web上的可視化系統(tǒng)展示內(nèi)容更豐富、自由度更高，后續(xù)需求更改也更為靈活、成本更低。
應(yīng)用3D可視化技術(shù)，不僅能夠提升工程施工現(xiàn)場工作效率，并且可以實時監(jiān)控工程進度。該項目也拓寬了可視化模型的應(yīng)用空間及應(yīng)用價值：
一、還原性：數(shù)字孿生打破了通過平面圖紙整合施工信息的傳統(tǒng)模式，通過三維可視化技術(shù)仿真還原盾構(gòu)機施工現(xiàn)場，以及盾構(gòu)機內(nèi)部系統(tǒng)、狀態(tài)信息等。
二、信息化：HT可視化改善了傳統(tǒng)模式中設(shè)計、建造與運維階段的信息存儲弊端，使施工到運維階段的信息集成，保證了數(shù)據(jù)的及時性，通過及時的信息反饋能夠分析得知施工階段可能遇到的問題，減少了維護成本。
三、綠色化：順應(yīng)綠色發(fā)展理念，以新興技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工作業(yè)，加大工業(yè)綠色發(fā)展。隨著盾構(gòu)機在地鐵、電力、電信、地下管廊、海底隧道、巖石隧道等更多領(lǐng)域得到應(yīng)用，對盾構(gòu)機技術(shù)的要求也越來越高，所以新結(jié)構(gòu)、新形式、新概念的盾構(gòu)機將會不斷推出。
系統(tǒng)分析
盾構(gòu)機的基本工作原理是一個圓柱體的鋼組件沿隧洞軸線邊向前推進邊對土壤進行挖掘。該圓柱體組件的殼體即護盾，它對挖掘出的還未襯砌的隧洞段起著臨時支撐的作用，承受周圍土層的壓力，有時還承受地下水壓以及將地下水擋在外面。挖掘、排土、襯砌等作業(yè)在護盾的掩護下進行。盾構(gòu)機可分為4個構(gòu)造組成：
盾構(gòu)殼體
盾構(gòu)殼體由切口環(huán)，支撐環(huán)，水平、豎直隔板以及外殼鋼板組成，在工程施工開始，首先通過開挖基坑，將盾構(gòu)機器安裝至指定位置，進行調(diào)試。
推進系統(tǒng)
盾構(gòu)機的推進系統(tǒng)主要由盾構(gòu)千斤頂和液壓設(shè)備組成，沿支撐環(huán)呈圓周狀分布，通過向管片施加壓力，反推盾構(gòu)機向前掘進。
出土系統(tǒng)
在刀具削土后，通過傳送裝置運輸至后方。
拼裝系統(tǒng)
拼裝系統(tǒng)可以說是盾構(gòu)機的骨架所在，通常工廠會按照盾構(gòu)機規(guī)格生產(chǎn)的一系列環(huán)片狀管片，再通過環(huán)式拼裝機進行組裝，管片也成為了隧道的支護要件，保障盾構(gòu)機的安全掘進。
盾構(gòu)機作為隧道施工的重要設(shè)備之一發(fā)揮著舉足輕重的作用。工程施工也必須提升自主能力，提高行業(yè)競爭優(yōu)勢，以綠色化智能化為核心，提高整體的管控一體化水平及制造水平，打造為智能制造行業(yè)。
總結(jié)
在科技強國戰(zhàn)略的不斷推動下，中國越來越多的技術(shù)短板被補齊，并且還誕生了一大堆尖端國產(chǎn)技術(shù)，而中國的盾構(gòu)機也已經(jīng)成為一張代表實力的名片，許多國家甚至慕名前來購買。通過結(jié)合HT的智能化的監(jiān)測控制和管理系統(tǒng)的可視化，促進未來綠色工業(yè)建設(shè)的智慧化和深度化，有效解決城市建設(shè)的各項成本消耗，提升環(huán)境監(jiān)測，安全監(jiān)控的準(zhǔn)確性，提高施工建設(shè)的質(zhì)量與效率。
