□孫斌

淺議水閘的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)體系

□孫斌

本文針對(duì)水閘設(shè)計(jì)中面臨的標(biāo)準(zhǔn)化程度低、數(shù)據(jù)傳遞困難、技術(shù)手段落后等現(xiàn)狀，通過對(duì)水閘設(shè)計(jì)工作經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)、研究，在嚴(yán)格遵守現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范的基礎(chǔ)上，建立水閘的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)體系。該體系由標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)流程、標(biāo)準(zhǔn)化優(yōu)選算法、標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)庫、標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算庫和工程數(shù)據(jù)庫5部分組成，并通過計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化操作。

水閘；標(biāo)準(zhǔn)化；工程數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)傳遞；智能化

水閘是一種具有擋（蓄）水、泄(引)水、調(diào)節(jié)水位、控制流量等多種功能的水工建筑物類型。其應(yīng)用十分廣泛，是防洪調(diào)度、排澇擋潮、引水供水、農(nóng)田灌溉、景觀蓄水等體系工程的重要組成部分，也是減少自然災(zāi)害損失、保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全和促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)繁榮穩(wěn)定發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施。水閘設(shè)計(jì)工作十分復(fù)雜，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式下，水閘設(shè)計(jì)人員的工作量和工作難度很大。

1.現(xiàn)狀和對(duì)策

在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)體模式下，目前水利工程設(shè)計(jì)工作存在的主要問題如下。

1.1 標(biāo)準(zhǔn)化程度低

各設(shè)計(jì)單位目前的設(shè)計(jì)體系往往只體現(xiàn)在貫標(biāo)文件和設(shè)計(jì)手冊的文字當(dāng)中。設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)流程仍然分散在相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)規(guī)范及設(shè)計(jì)單位積累的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)中，缺乏系統(tǒng)的歸納整理，存在較多的信息孤島，執(zhí)行效率不高。

設(shè)計(jì)人員的工程方案布置原則、結(jié)構(gòu)型式選擇、計(jì)算原理選擇以及計(jì)算書格式的使用，完全依賴于設(shè)計(jì)人員自身的理解、記憶和工作經(jīng)驗(yàn)積累，難以進(jìn)行統(tǒng)一。這在很大程度上影響了設(shè)計(jì)產(chǎn)品的質(zhì)量。

1.2 數(shù)據(jù)傳遞較為困難

很多基礎(chǔ)參數(shù)和計(jì)算參數(shù)需要在各設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中多次調(diào)用，但由于設(shè)計(jì)體系處于零散割裂狀態(tài)，數(shù)據(jù)通過紙質(zhì)媒介進(jìn)行傳遞，數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一，傳遞效率低下，也難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新。

1.3 技術(shù)手段較為落后

目前仍然有一些設(shè)計(jì)人員依靠各種計(jì)算表格甚至是手算來進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，手動(dòng)操作量大，自動(dòng)化程度低，人為干擾因素較多，難以保證設(shè)計(jì)產(chǎn)品的質(zhì)量。

基于上述原因，目前設(shè)計(jì)單位亟需改進(jìn)設(shè)計(jì)手段，建立水閘的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)體系，以期實(shí)現(xiàn)水閘設(shè)計(jì)流程的標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、集成化建設(shè)，進(jìn)而達(dá)到設(shè)計(jì)效率和產(chǎn)品質(zhì)量雙提升的目標(biāo)。

2.標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)體系的組成部分

標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)體系是一套標(biāo)準(zhǔn)的水閘設(shè)計(jì)解決方案和資源庫。由標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)流程、標(biāo)準(zhǔn)化優(yōu)選算法、標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)庫、標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算庫和工程數(shù)據(jù)庫五部分組成。其基礎(chǔ)是現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)規(guī)范和設(shè)計(jì)單位長期以來工作經(jīng)驗(yàn)的積累。

標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)體系各組成部分的具體內(nèi)容分述如下。

2.1 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)流程

在對(duì)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，提煉出水閘設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)流程，用于具體設(shè)計(jì)過程的流程控制。其目的是對(duì)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)過程進(jìn)行指導(dǎo)和全面的規(guī)范，以提高整個(gè)設(shè)計(jì)體系的執(zhí)行效率。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)化優(yōu)選算法

水閘設(shè)計(jì)是一項(xiàng)較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在水文、地質(zhì)、地形等資料的影響下，設(shè)計(jì)方案有多種可能的組合。需要設(shè)計(jì)人員結(jié)合工程安全要求、投資控制標(biāo)準(zhǔn)等約束條件，以某種優(yōu)化算法對(duì)工程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行組合、排查、篩選，快速初擬出總體最優(yōu)或近優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，作為進(jìn)一步開展細(xì)部設(shè)計(jì)的依據(jù)。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)庫

通過對(duì)對(duì)水閘的閘室上部結(jié)構(gòu)、閘室下部結(jié)構(gòu)、上下游漸變段和上下游河道段等部位常用的結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行歸納總結(jié)，形成標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)庫，為設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中選擇結(jié)構(gòu)型式和進(jìn)行方案布置提供有力的指導(dǎo)和支持，也對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)型式的選擇范圍進(jìn)行限制，避免因設(shè)計(jì)人員的隨意性過大而影響設(shè)計(jì)質(zhì)量和工作效率。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算庫

依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范，將水閘工程設(shè)計(jì)過程中涉及的各類分析計(jì)算的計(jì)算原理、計(jì)算流程、計(jì)算的基本假定及標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算書模板等進(jìn)行整理，轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)程序并集成，形成結(jié)構(gòu)完整、層次分明的計(jì)算資源庫。

2.5 工程數(shù)據(jù)庫

工程數(shù)據(jù)庫是存儲(chǔ)工程相關(guān)數(shù)據(jù)的抽象空間，利用工程數(shù)據(jù)庫可以統(tǒng)一工程數(shù)據(jù)的格式，并對(duì)所有工程數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的存儲(chǔ)和管理，按照標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)流程，各流程的所需數(shù)據(jù)都從工程數(shù)據(jù)庫讀取，并將本流程的結(jié)果數(shù)據(jù)存入工程數(shù)據(jù)庫。

工程數(shù)據(jù)庫可以保證各工程數(shù)據(jù)的即時(shí)更新，并能確保數(shù)據(jù)在各流程之間實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、有序的傳遞。

3.標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)體系的構(gòu)建

標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)體系的構(gòu)建應(yīng)遵循如下步驟：

資料的收集與整理；確定體系框架；編程實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化體系。

還需要指出的是，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)體系應(yīng)具有前瞻性，應(yīng)該體現(xiàn)最新的設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)規(guī)范、設(shè)計(jì)需求的變化。同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)體系也具有動(dòng)態(tài)性。其形成后不是一成不變的，需要持續(xù)的維護(hù)和更新，以確保體系的生命力。

4.結(jié)語

水閘標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)體系是針對(duì)水閘工程設(shè)計(jì)過程提煉出的一套標(biāo)準(zhǔn)化解決方案和工作平臺(tái)。相比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式，該設(shè)計(jì)體系下許多繁雜的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)得到了精簡和串聯(lián)，流轉(zhuǎn)順暢，能夠極大的簡化設(shè)計(jì)人員的工作，提高設(shè)計(jì)效率和產(chǎn)品質(zhì)量?！?/p>

2016-05-06

孫斌，男，漢族，河北省水利水電第二勘測設(shè)計(jì)研究院，工程師。