打造隧道虛擬「雙胞胎」 全天候監察地下水位

香港山多平地少，加上受季候性大雨影響，山泥傾瀉一直是最常見的天然災害之一，自1989年至今，平均每年就有300宗相關報告；在全球極端天氣衝擊下，更持續威脅着人民性命財產安全。為增強應對山泥傾瀉風險的能力，特區政府土木工程拓展署轄下土力工程處近年積極引入各類創新科技。其中位於半山寶珊道的寶珊排水隧道，便是為防範致命山泥傾瀉事故的大型創新基建項目，處方更在當中引進數據孿生（Digital Twin）技術，為隧道打造虛擬「雙胞胎」，助力工程人員全天候監察寶珊地段的地下水位狀況，一旦超標便可即時應對，避免因水位過高引發山泥傾瀉。負責人員近日接受香港文匯報專訪時指，處方正研究將人工智能與數位孿生技術結合，目標是打造一套預測系統，幫助人員先知先覺，防患未然。◆香港文匯報記者 姜嘉軒

土木工程拓展署土力工程師（現存斜坡2）何秋文說：「（虛擬『雙胞胎』）就好像打機入面的虛擬世界，只要我們投入足夠資源，就可以將整個現實環境，在虛擬世界中模擬出來。」

他介紹，部門約於2020年開始進行內部研究，運用建築信息模擬技術（BIM），將寶珊排水隧道裏面的排水隧道、排水斜管、 孔隙水壓計 ，以及周邊環境和地質結構三維圖像化，然後利用數位孿生技術，將相關的水位數據回傳至三維建築信息模型當中，形成虛擬世界的「雙胞胎」，實時顯示隧道水位變化，「目的就是希望我們在無須派員到場的情況下，都可即時透過電腦系統監察該地段的水壓，一旦超標便會發送信息，讓工程人員可更快作出應對，迅速調節水位回復至正常水平。」

可隨時了解局部水位變化

他提到，寶珊排水隧道本身設有172支排水斜管，當中有壓力計及儀錶持續量度水壓。在此系統下，工程人員可隨時了解局部位置的水位變化，「系統可以讓人員揀選特定的孔隙水壓計、排水斜管壓力計了解狀況，並可與過往數據作出比較，有助了解更多，及時發現異常情況。」

事實上，自1984-1985年間在寶珊地段安裝了73條小口徑排水斜管，其後再於2009年啟用寶珊排水隧道，該區山坡狀況一直維持穩定，但這絕不代表科技就此停步。「我們一直都以把握創新科技機遇為目標，運用新技術不斷增強部門預測、管理山泥傾瀉的能力。我們看到數位孿生技術的好處和潛力，一方面可優化已有系統，幫助我們對整個地區的水位變化有更強掌控，同時亦可測試一下，部門是否用到世界的尖端技術。」何秋文說。

研究AI結合數位孿生技術

他分享指，團隊目前仍在尋求更多優化系統的可能性，包括研究能否結合人工智能與數位孿生技術，「我們會將雨量、水壓數據及水位變化等，希望透過人工智能方法，尋找當中的關聯性，從而加強我們對寶珊地段水位變化的預測能力……效益或可如天文台預測天氣一般，預測其水位變化，並讓我們早作準備。」

此外，有關預測系統亦可望讓人員進行更多數據實驗，「例如可模擬1972年造成山泥傾瀉事件的雨量，了解目前寶珊排水系統的表現。」何秋文指，目前團隊正處於收集數據階段，亦正聯絡人工智能公司，研究相關發展的可能性。