专访同济土木工程学院副院长谢雄耀：展望5G传输地下大数据

“地层的数据、施工的数据、周围环境的数据怎么快速获取？这些数据怎么利用？管控手段怎么改进？面对这些问题，我们提出一个云服务风险大数据感知与智能管控。”同济大学土木工程学院副院长、教授谢雄耀近日在第八届中国（上海）地下空间开发大会介绍道。
谢雄耀长期从事隧道及地下工程等方面的研究，还兼任中国岩石力学与工程学会常务理事及青年工作委员会主任，中国城市轨道交通协会常务理事。
谢雄耀在大会上表示，对工程相关数据进行从一维到多维，从单体到系统的收集和分析利用是面对现实需求的对策，能够实现工程的前期预判、过程跟踪、总结完善以及自动化和智能化管理。
目前，他们做了三方面工作：第一，提出了云服务的地下工程风险管理理论，包括建立知识图谱、风险管理决策模型等；第二，研发采集技术与装备来进行数据采集，诸如基坑变形激光扫描、隧道变形全空间扫描、智能识别算法等；第三，开发了数据利用的相关平台，例如沉降实时移动交互和协同管控平台、风险大数据管控平台、远程问诊平台等。
谢雄耀接受澎湃新闻（www.thepaper.cn）记者专访时还展望了5G技术应用于地下空间建造和运维的前景：5G最大的特点是数据传输速度快，可用于基于振动隧道损伤测试等数据量巨大的情况，其应用场景在未来将越来越广泛。
他还表示，地下空间的开发需要以网络化空间规划的思路来考虑；在网络化地下空间开发中，数字孪生技术的应用能大幅度减少后期改扩建的成本。同时，智慧化城市建设过程中一定要纳入地下空间的智慧运维，应用诸如人工智能、数字孪生、物联网技术。
澎湃新闻：你开发了一套盾构施工安全大数据预测模型与智能预测方法，能否介绍一下其在国内的最新应用案例？
谢雄耀： 这套方法基于机器的深度学习，由于通常地铁区间隧道长约1-2公里，这段距离的地层参数相近，我们就可以利用盾构始发前面100环的数据来进行训练学习，再指导后面的施工。隧道越长，应用这种方式取得的效果越好。
现在已经在几个城市进行应用，比如南宁、济南、上海等等。将来我们还希望这套方法应用在川藏铁路上。
澎湃新闻：5G等技术的日渐成熟，给地下工程的智能建造带来了怎样的助力？
谢雄耀： 5G技术还在发展之中，它最大的特点是数据传输速度快。传统的4G可以用于常规的变形观测，却无法用于基于加速度数据隧道损伤测试，因为数据量很大，4G难以承载。
比如说，我们开发一套隧道损伤识别系统，将传感器放到列车上收集列车运行的加速度数据，通过列车行驶产生的振动就能知道隧道状态。列车行驶一趟大约有数百G的数据，使用5G进行数据传输的效果非常好，而且成本便宜。这是一个利用5G解决大数据传输问题的典型。
未来，地下空间的运营维护中需要大数据传输的场景越来越多，5G的应用也会越来越广。
澎湃新闻：工业界正在推进数字孪生（Digital Twin），充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。目前国内地下空间的智能建造是否也有相应的案例？
谢雄耀： 现在地下空间开发的趋势是网络化。以前的开发是单体结构，比如修一栋楼；现在是网络化的、互联互通的，比如在城市更新中将老城区的地下空间进行改扩建，将几栋楼下面的空间连起来，或者对新城区进行大规模地下空间的开发。
数字孪生技术在这里就能发挥显著作用，它能大幅度减少后期改扩建的成本。
比如说，核心区CBD的开发、以轨道交通为主的TOD的开发，其建设的时间跨度为几年甚至十几年，因此必然存在着某个阶段专攻某类建筑的规划。在进行规划设计时就考虑到数字孪生，并随着建设过程中不断修正。
澎湃新闻：上海在十四五规划中特别重视五个新城建设，五个新城的地下空间目前开发潜力很大，你对此有怎样的想法？
谢雄耀： 五个新城中进行地下空间开发时，一定要从网络化地下空间的建设角度去考虑，包括规划、建造、运维。
网络化地下空间一定要充分考虑地下人行交通和公共交通。
以前地下空间开发的建设是单一的、各搞各的，没有考虑到互联互通。我们要吸取以前的教训，一定要以网络化地下空间规划的思路去考虑这个建设。
澎湃新闻：现在上海市一直在推进智慧城市系统，在地下空间引入了智能建造的基础上，其运维管理将会有怎样的飞跃？
谢雄耀： 地下空间的智能化运维难度比地上空间的更高，因为网络地下空间的开发不仅是下面一层、两层之间互联互通，还有对深层地下空间的再开发。
现在国家已经在规划中考虑到200米以内的地下空间的利用问题。60米到200米就是深层地下空间。在深层的建设过程中，还要考虑节能、空气、防灾，比如应急的时候有隔离舱、疏散系统、逃生系统。
我觉得智慧化城市建设过程中一定要纳入地下空间的智慧运维，包括使用人工智能、数字孪生、物联网等技术。
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