来源：隧道网 小编语 From The Editor
小编语
From The Editor
澳洲首秀
近日，悉尼地铁西线项目的承包商：Gamuda-Laing O'Rourke决定将在项目中使用自动化TBM施工：由Gamuda开发的自动化操作系统“A-TBM”将操作两台TBM挖掘“奥林匹克公园站”到“西草地”站之间9公里的隧道，这将是 澳大利亚首次使用自动化TBM 。
A-TBM的前世今生
自主运行TBM系统（Autonomous TBM，简称为A-TBM）是一种实现TBM自主推进、转向与控制的智能化系统。该系统的前身实际上是一套TBM驾驶员培训设备。在2016年，由马来西亚隧道培训学院（TTA）搭建。
在2018年，经过深入开发与完善，研究团队为这套培训设备搭建了完整的可编程逻辑控制器（PLC），以此为基础研发了盾构的自动转向控制功能。此后团队开始研究更深入、细致的控制算法，将自主运行扩展至TBM运行的所有子系统中，最终创建了自主运行TBM系统（Autonomous TBM，简称为A-TBM）。 在2019年的国际隧协大会上，这套系统还获得了“年度技术革新”大奖。
经过数年的发展，包括在吉隆坡KV地铁2号线工程中的实地测试。如今的A-TBM系统已能自动控制TBM的各个子系统，其中包括：
-盾构轴线的自动控制；
-盾构推力
-刀盘转速
-自动切削
-自动注浆
-开挖量平衡
-泥水平衡的自动控制。
每个子系统的自动化控制系统均采用模块化设计，可以只实现特定功能。
“即插即用”
A-TBM系统“即插即用”的特性是这一系统能在悉尼地铁西线项目中被应用的重要原因。搭载A-TBM系统的两台海瑞克TBM看上去与项目中所有的其他海瑞克TBM是相同的。
可编程逻辑控制器PLC：
一台TBM上有数以百计的传感器，这些传感器都可以连接至可编程逻辑控制器（PLC），控制器每分钟可以采样数千个数据点，以人类无法做到的速度同时处理大量数据并采取响应措施。
交换数据并做出决策，这一个过程看似简单。实际是一个极其复杂的过程。TBM各个子系统的数据输入和输出之间存在非线性和交叉耦合，需要花费了大量时间连接各个算法，对所有的TBM子系统进行整合优化。
为了同时控制TBM中的多个子系统，A-TBM实际上是由多种AI算法综合而成，大多是基于专有的通用控制算法，如PID，PID是当今的经典控制算法，广泛应用于汽车巡航控制、温度调节等。
历史应用
虽然悉尼地铁西线项目是A-TBM是在澳洲的首次应用。但实际上，这套系统在吉隆坡KV地铁2号线，13.5km的隧道的建设已经得到过应用。工程所用的12台TBM中有10台搭载了这一系统。
与悉尼地铁西线项目中，主要由砂岩和页岩构成的地质环境不同。吉隆坡KV地铁2号线隧道穿越了复杂多变的喀斯特地层，沿线至少存在6个断层带，是隧道工程界最具挑战性的地质之一。在复杂的地质环境中，A-TBM顺利的完成了掘进任务。 数据显示：在无人值守的情况下，自动掘进中的TBM护盾的偏移值为+-5mm，运行平稳。
现在与未来
本次A-TBM在悉尼地铁西线项目中的应用，无论是在规模还是在难度上都要远小于在吉隆坡KV地铁2号线上的应用。但是如果本次应用得到了积极的反馈，相信在澳洲未来的地下工程建设中，会更多的使用自动化，甚至是智能化的TBM。
此外A-TBM系统采用“即插即用”与模块化设计，使得这套系统更容易被承包商和业主接受。“即插即用”的特性使其可以应用于大部分现有盾构上。而模块化的设计，则可以灵活满足承包商的需求。
A-TBM系统 带来的效益也很明显，减少操作人员进入设备的次数和人数。不用忙于观察与操作，可以更多关注管片拼装、沉降等。AI相比人类具有更短响应时间、更客观的决策能力，同时可以避免人类由于疲劳或数据过多造成的认知负荷与操作失误。可以非常直观的提高推进效率与精度。
