2018年12月9日，由上海市土木工程学会在上海组织召开了“长大地下工程安全风险精细化感控的关键技术及应用”科技成果鉴定会，鉴定会专家组阵容庞大，中国铁道建筑总公司梁文灏院士任组长、上海建工（集团）总公司叶可明院士、深圳地铁集团有限公司陈湘生院士任副组长、国家自然科学基金委主任茹继平教授、浙江工业大学蔡袁强教授、上海交通大学赵金城教授、上海申通地铁集团有限公司王如路副总工、上海市政工程设计研究总院王恒栋副总工等8位国内隧道及地下工程相关领域的院士专家组成专家组。同济大学孙钧院士作为特邀嘉宾出席鉴定会，学会副理事长兼秘书长叶国强主持会议。

会议主要专家

会议首先由同济大学黄宏伟教授作为项目主要完成单位及第一完成人进行项目的介绍，项目面对长大地下工程作为国家基础设施发展的重大需求形势下工程安全风险面临的长距离大断面、复杂多重不确定性因素的严峻挑战，响应国务院及上海市有关安全风险精细化感控的国家重大战略方向的号召，针对看不见风险、识不清风险、控不了风险等三个主要科学与技术问题，揭示了地层及环境多重风险演化与感知指标，研究了多变量传感与数据高效传输算法，建立了动态风险可视化及可恢复性控制技术，联合土木工程传统方法与新兴物联网技术形成多学科交叉融合，历时十余年，在国家自然科学基金、973计划、863计划、上海市科委项目等多个科研课题资助下，从基础理论、感知方法、控制技术到最后工程应用等四个方面最终实现安全精感、数据精知、风险精控的三大目标。

项目负责人黄宏伟教授介绍项目情况

项目成果在国内外十个城市得到应用，实现长大地下工程的安全风险的精细化无线感知、实时预警及动态控制，有效降低人力成本，极大提升数据实时性与可靠性，保证地下工程的安全建设与运行，防止和减少事故发生。

    例如，在上海地铁2号线东延伸线的长距离软土隧道中布设传感网络总计20.4km，形成世界上第一个全线覆盖的地铁隧道无线感知网络监测体系，同时期间成功预警、避免了3起工程事故。在湖南益马高速应用于大断面岩石隧道，使得一线工人秒见风险，确保了工程“0事故”。在上海西岸传媒港超大型基坑群工程中实现应用，保障了6个基坑群工程建设安全，大幅降低监控成本。此外，在英国伦敦全球最古老的地铁隧道（155年历史）中实现应用30多个“高危”车站与区间隧道的结构监测，得到了产品极有价值、可靠、鲁棒、技术领先的英国同行赞誉。

上海2号线东延伸段20.4km应用

上海传媒港基坑群工程应用

该项目主要完成以下三项创新工作：

      第一是揭示了复杂多重条件下安全风险特征演化机理，通过安全精感（sensing）解决看不见的问题。首先考虑长距离大断面地层变异，分别采用条件马尔科夫链和克里金方法定量预测纵向地层和横断面复合地层的分布不确定性。采用弹性半空间与Kerr地基梁理论，模拟变异地层中临近工程扰动，基于调用强度理论(MSD)揭示地层抗力的非线性演化规律，揭示了安全风险演化机理。针对地下结构特点，提出收敛变形、不均匀沉降、渗漏水与接头变形等风险感知指标，得到在灾害过程中的易损特征。

结构安全风险特征指标

  第二是建立了多参数无线感知、布设与数据网络传输方法。针对长大地下结构特征与服役环境，通过变量间感知映射，建立敏感指标的感知方式；构建信息熵优化模型，提出鲁棒性感知节点布设策略。自主研发适合于长大地下工程特点的高精度MEMS无线倾角感知体、渗漏水状态及面积的无线渗漏水感知体、振弦式/4-20mA/1-5V系列无线采集支点。根据长大空间分布特点，提出数据时空压缩恢复算法、以及非均匀分簇路由算法，采用深度休眠机制，自主、原创无线传感网络通讯技术。

多参数传感体

       第三是提出了风险动态可视化预警及可恢复性预控技术。考虑工程承险体易损性特征变化，提出了施工失效引发人员、经济、设备、工期损失的工程风险损失的定量计算方法。针对地下工程安全风险动态变化特点,基于实时感知数据和定量化风险计算, 建立贝叶斯模型动态更新安全风险评估；研发基于LED三色的现场无线可视化预警系统。基于动态风险评估及可视化预警，建立从施工参数调整、结构补强到地层加固等安全风险的可恢复性动态优化控制技术。

无线可视化预警技术

    该项目与国内外同类技术比较，在安全精感、数据精知、风险精控以及经济性方面都占居较大优势。目前授权国家发明专利23项，实用新型10项，软件著作权16项；主编国家规范1部，参编上海市规范2部；出版学术专著4部；发表学术论文146篇（SCI:41篇、EI:57篇）。研发产品获得6家国内外权威检测与认证：欧盟Phoenix 实验室CE认证、摩尔实验室近轨道CE电磁兼容认证、摩尔实验室高低温与IP防护等级认证、英国伦敦地铁装备认证、大洋洲Radio认证、中国物联网检测中心产品认证、ISO9001质量认证。同时项目研究内容也得到了钱七虎院士、英国的Bolton院士、Soga院士、国际土协主席Ng教授、国际标准编制组等多家权威机构、专家的公开引用及高度评价，目前基于项目成果已主编国家标准“城市轨道交通地下工程建设风险管理规范”（GB50652-2011）、被十二五规划教材、基坑工程手册等教材采纳。

伦敦地铁隧道应用

目前在国内，项目成果应用于北上广等10余城市重大复杂地下工程安全风险感控中，并成功拓展到上海中环应急抢修中。在国际上，研发产品得到了充分的产业化实践，在亚、欧、非、北美、大洋等5大洲15个国家及地区40余城市得到应用，共计近500个项目，应用8500套以上，获取20亿条科学数据。近三年实现经济效益6.4亿元，创收外汇196.29万美元。实现了我国现代传感产业在土木工程的跨行业性创新，培养了60余名各类人才，支撑了长大地下工程安全风险精准化管控，促进了土木工程学科由传统向现代发展。