吴秉键

博士 williswu@shu.edu.cn

个人简介



出生年月:1995 年 5 月;性别:男 ;籍贯:安徽宿州;政治面貌:中共党员

专业:城市公共设施信息化管理

研究领域:隧道掘进机智能控制;装备异常状态检测

研究方向:复杂情境自适应控制;强化学习、因果推断、知识和数据双驱动建模技术

研究兴趣:数据稀缺、机理复杂和环境多变条件下的大型装备自适应、可解释、高可靠的控制理论和技术



教育经历

2020.09—至今 上海大学(导师:胡珉) 城市公共设施信息化管理 博士研究生

2017.09—2020.03 上海大学(导师:胡珉 、吴惠明) 城市公共设施信息化管理 硕士研究生

2013.09—2017.07 安徽建筑大学(1/74) 建筑电气与智能化 本科


核心成果

“智驭”盾构自主掘进系统【位姿、推进和密封子系统的负责人】

作为“智驭”盾构自主掘进系统研究团队的核心成员,负责盾构位姿、推进、密封自主掘进子系统的理论研究、技术开发和工程应用工作,拥有核心发明专利12项。

本人研发的盾构位姿自动规划与控制系统V1.0,于2019年12月在中国绍兴成功完成了全球首例长距离无人干预掘进。系统V2.0版于2023年4月在上海市域铁路机场联络线12标,创造了9米级盾构单月进尺 829.8 米的世界纪录(平均推进速度达95mm/min,位姿控制精度达到优秀)。“智驭”盾构自主掘进系统在粘土、砂土和岩层等各类地层中得到了广泛应用,累计里程超过30km。系统V3.0版自2024年8月在上海轨道交通建设中全面推广,截止2025年9月,已在43个隧道工程成功应用。


期刊论文

Ø Hu M, Wu B*, Zhou W, et al. Self-driving shield: Intelligent systems, methodologies, and practice[J]. Automation in Construction, 2022. JCR Q1IF=11.5,中科院TOPABS 3,领域排名第一,导师一作,本人通讯)

Ø Hu M, Wu B*, Wu H, et al. Two-layer autonomous intelligence dynamic trajectory planning method based on shield-tunnel ring-geology interactions[J]. Underground Space, 2024. JCR Q1,中科院TOPIF=8.3,导师一作,本人通讯)

Ø Wu B, Zhang F, Wang Y, et al. Anomaly detection algorithm for urban infrastructure construction equipment based on multidimensional time series[J]. Sustainability, 2024. JCR Q2ABS 1IF=3.3

Ø Hu M, Zhang H, Wu B, et al. Interpretable predictive model for shield attitude control performance based on XGboost and SHAP[J]. Scientific Reports, 2022, 12(1): 18226. JCR Q1ABS 2IF=3.9

Ø Hu M, Zhao P, Lu J, Wu B, et al. Mechanism-driven intelligent settlement prediction for shield tunneling through areas without ground monitoring[J]. Smart Cities, 2024, 8(1): 6. JCR Q1IF=5.5

Ø Hu M, Sun J, Wu B, et al. Shield tunnel (Segment) uplift prediction and control based on interpretable machine learning[J]. Sustainability, 2024, 16(2): 910. JCR Q2ABS 1IF=3.3

Ø 吴秉键, 吴惠明, 胡珉, 等. 基于数据驱动的盾构自主姿态控制体系设计和应用[J]. 隧道建设(中英文), 2023. (EI,北大核心)

Ø 赵剑, 吴秉键*, 胡珉, 陆子熙.“智驭号”自主驾驶系统土层适应性和掘进性能分析[J]. 隧道建设(中英文), 2025. (EI,北大核心)

Ø 胡珉, 白雪, 徐伟, 吴秉键. 多维时间序列异常检测算法综述[J]. 计算机应用, 2020. (北大核心)

Ø 胡珉, 裴烈烽, 吴秉键, 等. 盾构自动驾驶技术现状与展望[J]. 隧道建设(中英文), 2023. (EI,北大核心)

Ø 胡珉, 赵鹏鹏, 吴秉键. 基于复杂施工条件的盾构法隧道通用管片拼装点位优选方法[J]. 隧道建设(中英文), 2025. (EI,北大核心)


会议论文

Ø Hu M, Wu B*, Xu W, et al. Intelligent attitude control during shield tunneling in soft soils based on big data [C]// WTC 2019 and the 45th General Assembly of the International Tunnelling and Underground Space Association Automation in Construction, ITA-AITES, 2019. (隧道领域国际顶会)

Ø Hu M, Wu B*, Bai X. A real-time shield attitude deviation prediction method based on data drive[C]//2019 IEEE 4th Advanced Information Technology, Electronic and Automation Control Conference (IAEAC). IEEE, 2019. IEEE 国际会议,EI检索)

Ø Wu B, Lu J, Hu M, et al. Coordinated tuning of slurry shield control parameters based on reinforcement learning[C]//2023 8th International Conference on Robotics and Automation Engineering (ICRAE). IEEE, 2023. IEEE 国际会议,EI检索)



专著

Ø Yongsheng Liu, Bin Zhang, Hepei Zhang, Hongming Chen, Shuao Li, Bingjian Wu. Shield parameter optimization based on settlement spatiotemporal characteristics and construction benefit model[M]//Tunnelling into a Sustainable Future–Methods and Technologies. CRC Press, 2025. ISBN 978-1-032-90462-7.


工作论文

Ø Wu B, Hu M, Yang F, et al. A new shield attitude control system for complex tunneling situations. Submitted to Automation in Construction. JCR Q1,中科院TOPIF=11.5

Ø Wu B, Hu M, Yang F, et al. Intelligent early warning and optimisation decision-making for TBM cutter wear in hard rock formations. Target on Tunnelling and Underground Technology. JCR Q1,中科院TOPIF=7.4

Ø Wu B, Hu M, et al. A study on predicting shield machine pose changes based on causal inference. Target on Underground space. JCR Q1,中科院TOPIF=8


科研项目

Ø 远程控制的自动掘进智能盾构研发(18DZ1205502),上海市科学技术委员会,2018.6-2021.5,主要完成人

Ø 盾构巡航控制模型及系统关键技术研究(2018-GYHLW-01014),上海市国有资产管理委员会,2019.1-2020.12,主要完成人

Ø 基于知识和数据双驱动下的盾构姿态和地面沉降控制技术,上海隧道工程有限公司,2021.5-2022.5,主要完成人

Ø 面向产业化的智驭自主驾驶体系柔性重建和敏捷服务技术研究,上海隧道工程有限公司,2023.6-2024.12,主要完成人

Ø 复杂工况下盾构自主驾驶的工况适应性提升研究,上海隧道工程有限公司,2023.9-2024.12,主要完成人

Ø 复杂多变情境下的盾构姿态控制研究,上海大学研究生“伟长英才”科研能力提升专项,上海大学,2025.04-2025.12,主持


专利软著

Ø 吴秉键, 胡珉, 徐伟, 杜娟. 基于数据驱动的盾构姿态自动控制方法及系统, CN114075980B, 发明专利(已授权)

Ø 吴秉键, 张昊澜, 胡珉, 孙向阳. 管片姿态多指标测量系统及方法, CN114076571B, 发明专利(已授权)

Ø 吴秉键, 胡珉, 喻钢, 甘丽凝. 面向隧道轴线目标的盾构姿态精准控制系统及方法, CN114075981B, 发明专利(已授权)

Ø 吴秉键, 胡珉, 张昊澜, 刘龙潇, 余星, 喻钢. 管片姿态多指标测量系统及方法, CN114076571B, 发明专利(已授权)

Ø 张昊澜, 吴秉键, 胡珉, 孙向阳. 管片姿态多指标测量装置, CN216206022U, 实用新型专利(已授权)

Ø 胡珉, 朱雁飞, 吴秉键, 李波, 裴烈烽, 卢靖, 吴奕贤, 吴忠明. 隧道自动掘进目标协同控制系统及方法, CN113311750B,发明专利(已授权)

Ø 裴烈烽, 胡珉, 周文波, 王伊, 李波, 吴惠明, 李刚, 吴秉键, 甘丽凝.多层级盾构法隧道安全保护系统及方法,

CN113982605B,发明专利(已授权)

Ø 吴惠明, 胡珉, 朱雁飞, 卢靖, 李刚, 裴烈烽, 吴秉键, 王延年, 陈钢. 盾构法隧道施工开挖面土质实时预测系统及方法, CN113255990B , 发明专利(已授权)

Ø 李刚, 胡珉, 李波, 吴秉键, 吴惠明, 卢靖, 孙振东, 高新闻, 董鹏. 盾构姿态多自由度运动特性预测和控制性能评估系统及方法, CN113344256B, 发明专利(已授权)

Ø 卢靖, 胡珉, 阮嘉辰, 吴秉键, 庄若晨, 范慧君. 地表沉降控制方法及系统, CN114075978B,发明专利(已授权)

Ø 周文波, 胡珉, 吴惠明, 裴烈烽, 李刚, 吴秉键, 卢靖, 高新闻, 喻钢. 盾构智能控制系统及方法, CN113236271B, 发明专利(已授权)

Ø 胡珉, 周文波, 卢靖, 吴惠明, 吴秉键, 李刚, 喻钢, 徐镇江, 徐伟. 多模型融合的盾构施工沉降预测方法及系统, CN113204824B, 发明专利(已授权)

Ø 胡珉, 周文波, 卢靖, 吴惠明, 李刚, 吴秉键, 孙振东, 周丽. 盾构施工地表沉降预测系统及方法, CN113239439B, 发明专利(已授权)

Ø 卢靖, 吴秉键, 胡珉.基于元学习的盾构施工环境安全自适应预判方法、系统、电子设备及存储介质, CN118211163A, 发明专利(公开)

Ø 胡珉, 吴秉键, 高新闻, 徐伟. 基于大数据的盾构掘进轴线实时纠偏系统及方法, CN109779649A, 发明专利(公开)

Ø 上海隧道工程有限公司, 上海大学. 盾构自动掘进控制系统V1.0, 2021SR0600063, 2021.4, 软著


学术奖项

Ø 上海市产学研合作优秀项目(盾构机自主驾驶关键技术研究及应用) 二等奖,上海市科学技术协会;上海科技成果转化促进会;上海市教育基金发展促进会,第5完成人,2024

Ø 上海大学博士一等奖学金,上海大学,2023

Ø 上海大学博士一等奖学金,上海大学,2022

Ø 上海大学博士一等奖学金,上海大学,2021

Ø 上海大学优秀毕业生,上海大学,2020

Ø 第十五届全国研究生数学建模竞赛 二等奖,教育部学位与研究生教育发展中心,2018

Ø 安徽省优秀毕业生,安徽省教育厅,2017

Ø 国家奖学金,中华人民共和国教育部,2016

Ø 中国机器人大赛暨RoboCup机器人世界杯 三等奖,科技部高技术研究发展中心;中国自动化学会;RoboCup中国委员会,2015


教学经历

Ø 数字化场景设计 课程助教 2021-2022夏季学期,2022-2023夏季学期,2023-2024夏季学期

指导本科生进行实地调研、问卷设计、数据采集与处理、方案设计。

Ø 数字化管理决策 课程助教 2022-2023夏季学期,2023-2024夏季学期,2024-2025夏季学期

指导本科生进行实地调研、数据分析、模型设计与开发、现场调试、论文撰写。


学会任职

Ø 上海市土木工程学会智能装备专委会 委员

Ø 中国岩石力学学会隧道掘进机分会 会员


国际期刊评审

Ø Automation in Construction(领域顶刊)

Ø Underground Space(领域顶刊)

Ø Advanced Engineering Informatics(领域顶刊)