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向“新”而行!數(shù)字地勘系統(tǒng)開啟工程地質(zhì)勘察“數(shù)智”時(shí)代

2024-11-05 2460 0

近年來,中鐵二院作為國內(nèi)特大型工程綜合勘察設(shè)計(jì)企業(yè),始終把發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力作為推動高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)在要求,加快前沿技術(shù)向傳統(tǒng)地質(zhì)勘察領(lǐng)域集聚,以數(shù)字化智能化技術(shù)創(chuàng)新為重要著力點(diǎn),成功構(gòu)建數(shù)字地勘系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了工程地質(zhì)勘察向高科技、高效能、高質(zhì)量加速轉(zhuǎn)變,為現(xiàn)代工程技術(shù)發(fā)展積蓄了更強(qiáng)的“數(shù)智”動能。

什么是數(shù)字地勘系統(tǒng)

中鐵二院地勘人秉承“上山到頂、下溝到底”的工作理念,為解決傳統(tǒng)勘察方式面臨的技術(shù)難題,建立了復(fù)雜艱險(xiǎn)山區(qū)“天、空、地、井”綜合勘察體系,將諸多“不可能”變?yōu)椤翱赡堋?、“?gòu)想”變成“現(xiàn)實(shí)”,為地勘前沿技術(shù)發(fā)展貢獻(xiàn)了二院力量。

隨著地勘手段的日漸豐富,異源、多維、龐大、復(fù)雜的地質(zhì)勘察數(shù)據(jù),也給數(shù)據(jù)采集、分析、應(yīng)用、拓展等帶來新的難題。為更好發(fā)掘使用地勘數(shù)據(jù)“寶藏”,中鐵二院利用地理信息、三維建模、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)手段,自主研發(fā),建立了集中式采集、存儲、處理和發(fā)送服務(wù)的地質(zhì)數(shù)據(jù)中心,并以此為基礎(chǔ),構(gòu)建了包含勘察、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維、搶險(xiǎn)、管理等應(yīng)用場景的功能平臺,實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)全生命周期地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)“一體化”運(yùn)用和管理,打開了地質(zhì)數(shù)據(jù)應(yīng)用更加寬廣的天地。

數(shù)字地勘系統(tǒng)如何運(yùn)行

一個(gè)中心

地質(zhì)數(shù)據(jù)中心是數(shù)字地勘系統(tǒng)的“大腦”和“中樞神經(jīng)”,采用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù),對基礎(chǔ)地質(zhì)、野外調(diào)繪、勘探、攝影、實(shí)驗(yàn)等海量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、管理、分析、發(fā)布,連接6個(gè)功能平臺,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高效共享和協(xié)同。

六大平臺

采集平臺——整合勘察數(shù)據(jù)的“多面能手”

數(shù)據(jù)采集平臺作為采集勘察數(shù)據(jù)的“多面能手”,是采集整理勘察設(shè)計(jì)階段全部地勘信息數(shù)據(jù),并將其數(shù)字化、結(jié)構(gòu)化的一體化平臺。通過APP端進(jìn)行外業(yè)數(shù)據(jù)采集,通過WEB端進(jìn)行內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)管理及分析,協(xié)同多平臺數(shù)據(jù)共享,從而實(shí)現(xiàn)勘察工作的高效協(xié)同。

處理平臺——智能地質(zhì)勘察的“中央廚房”

數(shù)據(jù)處理平臺是處理勘察設(shè)計(jì)階段多源、多維、異構(gòu)等數(shù)據(jù)的集中處理平臺,能夠把遙感、調(diào)繪、鉆探、物探、原位測試和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)等原始地質(zhì)資料,進(jìn)行高效統(tǒng)計(jì)、運(yùn)用、分析、標(biāo)注,并自動生成所需圖表、文案等,實(shí)現(xiàn)了工程地質(zhì)數(shù)據(jù)智能處理等功能。

展示平臺——地勘綜合分析的“交互利器”

數(shù)據(jù)展示平臺能夠綜合分析勘察設(shè)計(jì)階段地質(zhì)信息,集成遙感、鉆探、試驗(yàn)、物探、BIM、原位測試等數(shù)據(jù),借助人工智能實(shí)現(xiàn)滑坡智能判識、高光譜巖性識別、圍巖分級等多個(gè)智能模塊,實(shí)現(xiàn)三維可視化展示以及地質(zhì)技術(shù)人員與地質(zhì)數(shù)據(jù)之間交互,提高綜合分析的能力。

超報(bào)平臺——隧道動態(tài)設(shè)計(jì)的“數(shù)據(jù)管家”

隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)平臺集成預(yù)報(bào)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集、工序管理、地災(zāi)展示、綜合分析、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警等功能,不僅能夠高效管理隧道施工過程中獲取的各類地質(zhì)信息,還能為隧道動態(tài)設(shè)計(jì)以及地質(zhì)災(zāi)害防范提供技術(shù)支撐。

監(jiān)測平臺——工程地質(zhì)災(zāi)害的“預(yù)警雷達(dá)”

地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警平臺能夠利用各類傳感裝置對工程建設(shè)全生命周期的地表形變、地下深部變形、地下水位、防治工程受力、巖土體應(yīng)力、降雨量、裂縫相對位移、錨桿軸力、圍巖體內(nèi)位移、滲水壓力等進(jìn)行監(jiān)測,并對滑坡、泥石流、崩塌、危巖落石、隧道底鼓與變形、地面塌陷與沉降等地質(zhì)災(zāi)害防治提供監(jiān)測預(yù)警信息。

管理平臺——地質(zhì)勘查工作的“全能秘書”

地勘管理平臺可以對勘探工作進(jìn)行全程管理,實(shí)現(xiàn)計(jì)劃動態(tài)調(diào)度、工程數(shù)量實(shí)時(shí)更新、工程資料一鍵下載。同時(shí),同步研發(fā)勘察外業(yè)視頻智能監(jiān)控預(yù)警模塊,可以對勘探作業(yè)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控、智能提醒,不僅提高了勘察管理的效率,也能為多項(xiàng)目資源配置優(yōu)化等提供支撐。

數(shù)字地勘系統(tǒng)有何功能

數(shù)字地勘系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)地質(zhì)勘查工作的數(shù)據(jù)采集、管理和應(yīng)用方式,提高了數(shù)據(jù)的匯聚流通效率,實(shí)現(xiàn)了工程地質(zhì)信息采集自動化、分析智能化、運(yùn)用系統(tǒng)化,提升了工程地質(zhì)工作效率質(zhì)量和共享服務(wù)的能力,是實(shí)現(xiàn)地質(zhì)工作轉(zhuǎn)變的智能助手。

信息采集自動化

信息獲取更加多元。在傳統(tǒng)地質(zhì)勘查手段的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)引入了更多“空、天、地、井”等先進(jìn)的技術(shù)、工具和數(shù)據(jù),如全航空物探、半航空物探等,讓工程地質(zhì)信息來源更加多元、手段更加先進(jìn)、信息更加充沛。

數(shù)據(jù)采集更加便捷。系統(tǒng)采用APP采集外業(yè)地質(zhì)調(diào)繪、鉆探等基礎(chǔ)外業(yè)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)外業(yè)數(shù)據(jù)即采即所得。采用手機(jī)拍照采集隧道掌子面圍巖圖像,自動實(shí)現(xiàn)巖性識別和結(jié)構(gòu)面判識,能夠?qū)崿F(xiàn)隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)掌子面素描智能生成。

數(shù)據(jù)分析智能化

數(shù)據(jù)處理更加高效。內(nèi)置分布式數(shù)據(jù)預(yù)處理和信息提取算法,針對地質(zhì)數(shù)據(jù)展開深度的挖掘與分析,將文檔、圖件、影像等傳統(tǒng)地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)迅速處理轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化、空間化數(shù)據(jù),省去了大量人工處理所需的時(shí)間。

數(shù)據(jù)分析更加智能??辈祀A段,實(shí)現(xiàn)平面圖一體化繪制、縱斷面一體化繪制、橫斷面與縱斷面相互自動生成、斜孔繪制、非正線斷面對口、靜探智能分層;施工階段,采用高分辨率深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,實(shí)現(xiàn)多維因素綜合分析下的智能快速圍巖分級,為地質(zhì)分析提供參考、依據(jù)。

資料運(yùn)用系統(tǒng)化

信息運(yùn)用更加融合。系統(tǒng)集成智能地質(zhì)分析算法、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和三維地球可視化技術(shù),實(shí)現(xiàn)了地上地下一體化的數(shù)據(jù)融合處理,拓展了分析維度與數(shù)據(jù)量,為多學(xué)科交叉分析提供了數(shù)據(jù)和算法基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)了預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)與勘察數(shù)據(jù)的三維可視化,輔助專業(yè)人員直觀地分析地質(zhì)問題。

數(shù)據(jù)利用更加深入。系統(tǒng)更加注重工程建設(shè)全過程地質(zhì)數(shù)據(jù)的挖掘和利用,特別是針對工程長期運(yùn)維管理,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從可研、勘察、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維、監(jiān)測等各個(gè)階段的數(shù)據(jù)貫通,利用智能傳感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等技術(shù),可以為災(zāi)害預(yù)警和應(yīng)急響應(yīng)等提供了科學(xué)依據(jù)和精確數(shù)據(jù)支撐。

數(shù)字地勘系統(tǒng)的應(yīng)用

目前,數(shù)字地勘系統(tǒng)已經(jīng)在中鐵二院承擔(dān)的高原鐵路、濟(jì)棗高鐵、文靖鐵路、黔桂二線鐵路等多個(gè)項(xiàng)目中廣泛應(yīng)用。從最初的野外地質(zhì)調(diào)查開始,便采用了先進(jìn)的定位與數(shù)據(jù)采集技術(shù),結(jié)合人工智能輔助巖性判識和巖體結(jié)構(gòu)信息采集,讓每一個(gè)觀測點(diǎn)的記錄都更加精準(zhǔn)且高效。在鉆探作業(yè)中,創(chuàng)新的鉆探工藝和設(shè)備極大地提升了巖芯鉆進(jìn)效率,全新設(shè)計(jì)的傳感器使地質(zhì)信息獲取更為全面細(xì)致。在遙感解譯中,智能化算法和三維模型能夠深度挖掘數(shù)據(jù)特征,提供更具洞察力的不良地質(zhì)解譯結(jié)論。在成果展示中,圖件繪制與報(bào)告編寫運(yùn)用了自動化算法和綜合可視化手段,使成果展示更加生動、清晰、準(zhǔn)確。

未來,中鐵二院還將加快夯實(shí)地質(zhì)勘察自主核心技術(shù)基礎(chǔ),強(qiáng)化前瞻性引領(lǐng)性研究,深度挖掘地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)與人工智能分析的交叉融合,提升地勘數(shù)智化服務(wù)能力,打造地下空間工程的數(shù)字“圖書館”,讓“工程地質(zhì)數(shù)據(jù)檔案”全面助力智能勘察設(shè)計(jì),更好地服務(wù)工程運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)防范,為現(xiàn)代工程技術(shù)發(fā)展和交通強(qiáng)國建設(shè)等注入地勘力量。


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