新近又有好消息扑面而来，首都地铁路网首条磁浮线路实现了开通试运营。加之房山线、燕房线等郊区地铁路线的规划和开通，如今的北京，地铁对城市的全覆盖网络已然初具规模。与此同时，越来越多的人也开始习惯和依赖方便、快捷的地铁交通。

地铁惠民毋庸置疑，然而，对于修建一条地铁线到底有多难，其中包含着多少前沿技术，恐怕人们就知之甚少了。

大数据让盾构安全又稳定

地铁一般是建在地下，但地下世界是由很复杂的岩土构成的——不同岩土类交错组合，还会遇到断裂带和地下河。这时候，一种名为“盾构机”的特殊机器就派上了用场。工人们在管片厂将一片片盾构管片预制好，再运送到施工现场，通过龙门吊，将管片吊入盾构始发井进行拼装。盾构机一路前行完成工作后，一条“钢铁蚯蚓”，也就是一条长长的地铁隧道就建成了。

“盾构机是集机械、电气、液压、光学、网络、自控、传感、信息等先进技术于一体的高附加值复杂装备，简单说来，它就是修建隧道的一个流动工厂。”在中铁一局的盾构远程监控及智能管理中心，地下工程研究所研发师陈文远向记者介绍。

据了解，用于地铁隧道建设的盾构单台长约100米，重约500吨，相当于近300辆家用小轿车的重量。当其施工不当时，会引起路面坍塌、房屋开裂等事故，后果非常可怕。“结合大数据项目，就能在任何地方、任何时间了解所有盾构施工项目的运行状态，确保其安全、稳定运行了。”陈文远说。

“盾构系统设备庞大，施工过程复杂，时间跨度和地域跨度广，全过程中会产生大量的静态和动态数据。”有关专家向记者介绍，通过建设大数据运营管理服务中心，数据平台运维、数据资源处理、地下工程运维数据就可以集中在一起，形成大数据新业态、新模式，还可以使原来的被动监控变成对现场施工的主动指导，同时还能发现众多施工数据中复杂的逻辑关系。

被逼出来的自主研发

在盾构远程监控及智能管理中心，记者看到监控大屏上的地铁里布满各种颜色的小圆圈。据这里的工程师介绍，小圆圈代表盾构机的刀盘，小圆圈的位置表示当前盾构机的地理位置，颜色则表示其施工的状态。

记者获悉，包括盾构运行的实时参数、工程施工数据、视频数据等，都纳入了统一监控平台。在监控中心或者通过电脑、手机等终端登录系统，就能在任何地方、任何时间了解所有盾构施工项目的运行状态。

一目了然的智能化管理，来自于７年多来的艰苦研发。早在2010年，国内地铁建设迎来超常规发展，地铁施工项目几乎遍布各大城市。施工安全、成本、质量、工期要求的不断提高，让所有施工单位都意识到，如果没有先进的盾构施工管理手段，未来的地铁建设必将面临很多阻碍。

当时，由于国外没有大规模的盾构施工工程，也没有相应的解决方案，所以也就没有将不同地域、不同品牌及不同控制系统的盾构机纳入统一平台进行集群式管理的先例。

盾构远程监控系统的开发，核心在于盾构机运行实时数据的采集、传输、存储与分析。盾构机电力线通信（PLC）使用的是德国某知名品牌产品，但当科研人员找到该厂家时，对方提供详细方案的同时，开口报价200多万元人民币，而且每年还要收取一笔不菲的服务费。为此，课题组在分析与学习了PLC技术后，决定自己来搭建数据采集系统，开发数据采集与传输软件。

当年8月，正是成都一年中最热的时候，工程师们冒着40℃以上的高温，提着电脑在又闷又湿的隧道里，在盾构机上搭建数据采集系统，调试数据采集程序。然而，在数据采集传输程序调试安装完后，数据传输却一直不稳定，且还找不到原因。直到有一天，工程师陈文远突然想到，可能是网络传输中使用了无线网络的问题。果然，换成有线网络后，一个小细节引发的大问题就搞定了。

数据共享让未来更美好

解决了数据采集、传输问题之后，课题组又遇到了如何开发系统的问题。当时，课题组既没有专业的软件开发人员，也没有完全了解施工需求的技术人员。于是，开发人员就白天在工地挖掘并编写系统需求分析，晚上学习软件开发管理与流程。用了不到一个月时间，收集编写了500多条开发意见，形成了200多页的开发设计文档。之后，自行搭建了盾构云计算中心，完成了软件的需求分析、设计与开发。

当2013年盾构集群远程监控与智能化决策支持系统V1.0系统在成都地铁4号线6标试用时，该系统成为首个将不同地域、不同品牌及不同控制系统的盾构机，纳入统一平台进行集群式管理的系统。自2015年开始，中铁一局又完成V2.0版本的开发，建立了西安和无锡盾构远程监控及智能管理中心。截至目前，系统接入全国20多个城市的60余台盾构，积累了近百项盾构施工管理经验，每年可节省成本5000万元。

“结合BIM、GIS、VR等技术开发大数据平台系统，以后还可以联合业主、设计院、装备工厂、施工企业等相关方组建平台公司，打通数据链条，搭建、运营‘数据共享池’，进一步开展城市地下空间工程大数据平台建设，形成多方共享共赢的商业运行机制及‘中心—外围’结构的大数据生态体系。”该局城轨公司副总工程师张继宏告诉记者，这一大数据平台面市后，将为城市地下空间产业链各类用户及政府机构提供多种信息的服务。