自主研制隧道钻爆法施工智能化作业机群是交通强国等国家战略实施的重要保障。隧道施工智能化作业机群研发面临复杂隧道空间位姿和运动轨迹的精准控制难、超前地质和隧道结构的动态判识难、智能成套装备定制设计与协同作业难三大共性技术难题。项目组历经近十年攻关，从关键技术到体系融合全过程自主创新，建立了智能化作业机群技术体系并实现了产业化，取得了以下创新成果：

  1.突破了隧道复杂环境下装备空间位姿和运动轨迹精准作业技术。针对隧道施工装备精准控制难，提出了装备空间位姿的多位联测与补校方法、臂架挠度逆向标定补偿方法，建立了臂架归一化挠度变形补偿模型，提出了实时预测补偿的鲁棒自适应控制方法，实现了臂架精准定位与跟踪控制，作业目标定位误差降低55%以上，单任务作业时间减少22%。

  2.攻克了超前地质和隧道结构自主判识技术。针对隧道装备施工过程动态判识难，提出了围岩随钻参数与双目成像融合的装备综合感知方法，创造性地建立了“随钻-图像”信息与围岩级别之间的智能判识模型，建立了隧道构筑物虚实空间误差精准判识模型、隐蔽结构状态检测模型，实现了隧道地质与结构由完全依赖人工到机器自主判识的技术变革。

  3.研发了隧道钻爆法装备定制化设计技术及机群协同作业平台。针对隧道施工装备机群协同作业难，提出了隧道钻爆法智能装备模块化快速配置设计方法，研制出适应全工序、全域地质的智能化作业机群，创建了人-机-岩互联互通的施工机群协同作业平台，实现了产业化，成功应用于施工环境复杂多变、高风险地质的国家重点工程。

  项目获授权发明专利59件，软件著作权14件，出版专著2部，发表论文89篇。

  科技成果鉴定组认为：“成果整体技术达到国际领先水平，实现了我国隧道钻爆法施工装备的完全自主化、成套化、智能化，体现了‘国之重器’的作用，并为川藏铁路隧道施工提供了技术与装备支撑。”

  隧道施工智能化作业机群累计生产1000余台套，应用于铁路、公路、国防等80余个重点工程并实现了批量出口，实现经济效益超340亿元。形成了我国隧道施工智能化装备自主设计、制造与创新架构，实现了从“跟跑”“并跑”到“领跑”的跨越，对推动我国隧道建设高质量发展具有重要意义。

  获奖等级：特等奖

  完成单位：中国铁建重工集团股份有限公司、武九铁路客运专线湖北有限责任公司、中南大学、哈尔滨工业大学、湖南大学、西南交通大学、中铁十二局集团有限公司