“这玩意儿测得还真准，要是这样一直稳定工作下去，能省不少事儿！”跟机技术员钟涵放下手中的钢尺说道，隧道内的工人们也围在旁边啧啧称奇。

在中交二航局深圳地铁6号线支线翠-新盾构区间施工现场，安装在盾构机“肚皮”上的一套长相神似交通“电子眼”的盾尾间隙自动测量装置，正以每秒500帧的画面传输率，拍摄着盾尾不同位置成型管片的高清照片。然后经过一系列数据处理，自动获取并显示盾尾间隙值，帮助现场工程师实时掌握管片和盾构机的姿态关系，进而轻松下达盾构施工指令。

盾尾间隙指的是盾构机尾部与后部管片之间的一圈圆形间隙，是盾构施工中需要实时获取的关键参数，对于综合控制盾构机掘进姿态起着至关重要的作用。就好比火箭尾部与发射底座之间的间隙一样，如果这个间隙无法保持均匀，则表明火箭相对于底座发生了歪斜，就会导致发射失败的严重后果。除此之外，在管片拼装选点决策、盾尾密封刷保护、隧道成型质量控制等方面，盾尾间隙值也有着重要的指导意义。

“别看现在盾构施工的机械化、自动化程度已经相当高了，但对于如此重要的盾尾间隙参数值，目前却还只能靠人工测量来读取。这就好像用马来拉火车一样，是一种怪象。”钟涵形象地解释说。以往，盾构每掘进一环，工程师都必须拿着钢尺像攀岩运动员一样，绕盾尾内壁一圈，做着攀爬拼装机、油缸等危险动作，来量取各处盾尾间隙值。修建一条数千环管片的隧道，就需要重复数千次这样的动作，其作业强度和危险程度可想而知。可即便如此，人工测量的方法仍然无法达到实时检测、数据精准的目的。因此，研发盾尾间隙的自动化测量技术显得迫在眉睫。

“我们为什么不能在盾构机内部安装几只‘电子眼’，像马路上监控行车速度、抓拍超速的‘电子眼’那样，实时对盾尾间隙进行监控，并对异常数据进行‘抓拍’呢？”在2019年初的项目立项“头脑风暴”中，中交二航局技术中心大直径盾构技术团队成员熊栋栋突发奇想。随后，技术团队经过反复调研、咨询、讨论，确定了这种研发构想的可行性，项目顺利立项，由此拉开了历时两年的盾尾间隙自动化测量研发攻关的序幕。

和人眼看到画面、将信息传递至大脑、再由大脑对画面进行识别的原理一样，这套“电子眼”系统将基于数字图像处理技术，由工业相机收集信息后，传输到后台软件系统进行处理，从而得到盾尾间隙值。确定了研发思路后，技术团队一鼓作气，陆续敲定了机械结构方案、电气控制方案和软件开发方案，并紧锣密鼓地联系厂家进行制造。

“然而，事实却并不如我们想象的那么简单。图像识别是较为成熟的技术，我们以为通过简单技术嫁接和硬件组合，就能解决盾尾间隙自动测量的问题，”中交二航局首席专家翟世鸿说，“但初代盾尾间隙自动测量系统研发出来后的首次现场测试，结果却让人大失所望。”原来，他们忽略了盾构机内部复杂的工作环境，“电子眼”一“上岗”就变成了“老花眼”，图像识别精度不佳、测量稳定性不足，同时，它体型笨重、防护性能差的缺点，也在盾构机内部强震动、灰尘、污泥喷溅的恶劣条件下暴露无遗。

虽然遭遇挫折，但暴露出的问题也为后续研发指明了方向。为此，技术团队首先联合湖北工业大学在硬件优化上下足了功夫，有针对性地进行了装置内部防震、防水、镜头遮光防抖和除尘罩等优化设计，又联系厂家专门定制加工，一步步精心“雕琢”让这套盾尾间隙“电子眼”有了工业级的防水、防尘、防震动效果，其核心装置也优化到了巴掌大小，便于现场安装和维护。

此外，相比硬件装置优化，如何通过算法迭代进化，让“大脑”变得更聪明，是提高“电子眼”的通用性、实现产品化的关键。为此，在接下来一年多的研发过程中，技术团队手提肩扛，辗转成都、哈尔滨、武汉、福州、深圳等盾构项目开展测试，过程虽然艰苦，但却因此获取了大量宝贵的测试数据和图像资料，也掌握了更多对测量产生不利影响的环境因素，运用深度学习算法，让“电子眼”的“大脑”不断增长“见识”、提升“经验”。

如今，这套盾尾间隙“电子眼”系统已经越来越智慧了，不仅治好了“老花眼”，还晋升成了“火眼金睛”，它可以胜任在盾构机内各种恶劣环境下快速、准确、稳定测量的任务，并且测量精度可以控制在2毫米左右，完全可以取代人工。

“研发出盾尾间隙自动测量系统，虽然只是迈进盾构智能建造门槛的一小步，却也是打造盾构掘进智能控制体系的必经之路。这套“火眼金睛”为我们后续研发管片智能拼装选点、盾构智能姿态控制等系统，拉通盾构智能施工成套体系的链条打下了坚实的基础。”中交二航局技术中心副总经理杨钊满怀期待地说道。（许超）