張海東

（鹽城市大套第一抽水站管理所，江蘇鹽城 224500）

0 緒論

隨著我國的經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，人們對用電用水的需求越來越大，而且每個家庭都必不可少地需要使用自來水等方便快捷的水資源，因此對我國的水利工程的要求越來越高，隨著我國的水利工程方面的發(fā)展，以及大量的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市建設(shè)中的供水項目增長，水電項目施工中的方面的管理尤其是信息的管理也變得復(fù)雜和困難，隨著信息化技術(shù)逐漸自動化、智能化的發(fā)展，精準(zhǔn)方便的信息化采集系統(tǒng)能夠保障水利水電信息在項目工程中被準(zhǔn)確記錄，并且不用耗費(fèi)太多的時間和人力，極大改變以前人力檢測不便情況，能夠提高項目工程的工作效率和經(jīng)濟(jì)效益。

信息化技術(shù)是水利水電工程中不可缺少的部分，對于信息化技術(shù)在項目中的應(yīng)用現(xiàn)狀加以研究，可以促進(jìn)我國水利水電工程的發(fā)展，對于信息化技術(shù)未來的發(fā)展進(jìn)行展望，能夠更好促進(jìn)我國的水利水電項目中相關(guān)的信息化技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展。

1 水利水電工程施工管理中的信息化技術(shù)

信息化技術(shù)是在水利水電工程中對相關(guān)施工數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集和整理的，將數(shù)據(jù)整合后進(jìn)行分析比較，能夠讓工程更加順利地進(jìn)行，讓企業(yè)能夠更好地對項目工程進(jìn)行管理，因此，對于水利水電工程來說，信息技術(shù)可以避免大量的人工搜集以及分類保存等工作，能夠提高信息資源的整合效率以及保證工程內(nèi)部相關(guān)資源信息的正確性和完整性，避免出現(xiàn)工程問題，能夠提高工程的工作效率和經(jīng)濟(jì)效益[1]。

一個常見的水單站信息管理系統(tǒng)應(yīng)該具有能夠通過各類監(jiān)控信息的功能，以及分析各類采集數(shù)據(jù)和告警事件、對信息進(jìn)行篩選匯總分析、對疑似異常信息在系統(tǒng)上進(jìn)行登記、實現(xiàn)異常的監(jiān)控的采集傳輸系統(tǒng)，系統(tǒng)在設(shè)備上報告警數(shù)據(jù)后，能夠?qū)崟r展示該設(shè)備的相關(guān)參數(shù)與雨量、發(fā)電量等監(jiān)控數(shù)據(jù)，協(xié)助電站運(yùn)維人員輔助決策判斷，優(yōu)化電站管理。系統(tǒng)可以從模塊上自上而下劃分為四個部分，分別是感知層、傳輸層、平臺層、應(yīng)用層。感知層是在用電信息采集系統(tǒng)上加上無效傳感網(wǎng)絡(luò)，利用高科技的通信技術(shù)，將水電設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)。傳輸層則是通過網(wǎng)絡(luò)信號的傳輸方法，如4G/5G 等網(wǎng)絡(luò)通信方式，將數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸。平臺層是用采前置機(jī)為支撐平臺，提供包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)在內(nèi)的存儲服務(wù)以及平臺需要的微服務(wù)。應(yīng)用層為管理人員提供設(shè)備感知規(guī)約適配改造、水電站在線監(jiān)測、能力管理控制策略管理應(yīng)用體驗。

2 信息化技術(shù)在水利水電工程施工管理中實際應(yīng)用

BIM 技術(shù)的全稱是Building Information Modeling（建筑信息模型），BIM 技術(shù)的核心是將整個工程中的所有相關(guān)信息寫入數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，并通過數(shù)據(jù)庫建立三維建筑模型。通過BIM 技術(shù)，不但可以形象地呈現(xiàn)工程中的所有細(xì)節(jié)情況，而且還有助于對整體施工方案進(jìn)行合理規(guī)劃，并對施工過程和各個部件進(jìn)行模擬測試，減少不必要的浪費(fèi)和失誤。比如在南水北調(diào)的工程中，由于此工程項目是一個專業(yè)性與實際現(xiàn)場結(jié)合非常緊密的項目，工程量大，尤其是一些水電站、水庫等工程設(shè)計得非常復(fù)雜，因此傳統(tǒng)的設(shè)計圖紙很難滿足施工要求，而且容易出錯；長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究院（簡稱長江設(shè)計院）將建筑信息模型BIM 的理念引入其承建的南水北調(diào)中線工程的勘察設(shè)計工作中，并且由于AutoCAD Civil 3D 具有良好的標(biāo)準(zhǔn)化、一致性和協(xié)調(diào)性特點(diǎn)，最終確定該軟件為最佳解決案。技術(shù)人員可以將施工設(shè)計方案中的所有信息輸入Civil 3D 數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，得到三維建筑模型。通過模型可以完整形象地展現(xiàn)建筑物的全貌，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行進(jìn)一步的修改和完善。三維建筑模型中的每一個部件的尺寸、材料、性能都可以進(jìn)行針對性修改，無需像傳統(tǒng)建筑圖紙一樣“牽一發(fā)而動全身”。在現(xiàn)場施工時，施工人員也可以直接參照三維建筑模型進(jìn)行操作，提高溝通效率和協(xié)作能力。

比如在那棱格勒河水利樞紐工程中[4]，是國家172 項節(jié)水供水重大水利工程之一，BIM 技術(shù)應(yīng)用主要在工程的設(shè)計階段以及施工中的“數(shù)字那棱格勒河”中。與傳統(tǒng)建筑圖紙相比，BIM 模型更為形象、直觀，可以直接為現(xiàn)場施工人員提供操作參考，并提高施工人員對工程項目的理解程度，提高管理人員和現(xiàn)場施工人員的溝通效率?，F(xiàn)場人員在施工過程中如果發(fā)現(xiàn)施工方案存在缺陷、或存在理解障礙，也可以直接對管理人員進(jìn)行反饋，避免多層級匯報產(chǎn)生的信息誤差。

3 信息化技術(shù)在水利水電工程施工管理中的使用的優(yōu)點(diǎn)

在水利水電工程中主要可以從以下幾個方面對信息化技術(shù)進(jìn)行使用：

（1）在工程的施工管理中，項目的施工需要較長的時間，因此施工管理的復(fù)雜程度非常高，可以通過一些已經(jīng)做好的信息管理軟件，對水利水電工程進(jìn)行全面管理，使項目在整個工期過程中都能夠?qū)崟r進(jìn)行數(shù)據(jù)的管理，保障項目的質(zhì)量，并且能夠保證工程施工順利進(jìn)行。實際工程中，信息化系統(tǒng)只需要相關(guān)的工作人員將工程的相關(guān)信息參數(shù)電子化，把數(shù)據(jù)輸入信息化系統(tǒng)軟件中，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性以及實時性，這樣就能夠保證項目進(jìn)程中重要的數(shù)據(jù)不會出錯，隨時可以核查分析，保證工程的質(zhì)量[2]。雖然信息化技術(shù)的軟件容易制作，但是由于水利水電工程的多樣性和特殊性，信息系統(tǒng)軟件不能夠通用，而且現(xiàn)在使用的信息化系統(tǒng)智能化不夠，還需要人為地進(jìn)行實際調(diào)整，操作過程較為復(fù)雜。

（2）信息化技術(shù)最常見的應(yīng)用是數(shù)據(jù)的搜集和整合，但是隨著計算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展，對于數(shù)據(jù)的采集完成后，現(xiàn)在的信息化技術(shù)已經(jīng)能夠完成對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行更進(jìn)一步的處理，能夠?qū)?shù)據(jù)信息進(jìn)行分類和挖掘，讓數(shù)據(jù)在工程中起到更好的作用。比如在水利水電施工技術(shù)中，對施工過程中的問題進(jìn)行預(yù)測分析，然后采集實際工程現(xiàn)場的相關(guān)信息，利用信息化技術(shù)通過實際的數(shù)據(jù)信息對相關(guān)的技術(shù)方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，解決實際的工程中可能遇到的問題，降低施工的出錯率。同時，在解決和處理問題上面可以利用計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行分析，避免了人工計算的復(fù)雜，節(jié)約了時間，能夠更好地對工程施工過程進(jìn)行管理，保障工程的順利實施。

（3）隨著數(shù)字圖像技術(shù)的發(fā)展，信息化技術(shù)逐漸能為工程提供三維的圖像分析，這樣能夠保障對于工程項目的實際環(huán)境掌控，水利水電項目對應(yīng)工程環(huán)境的要求高，傳統(tǒng)的地理環(huán)境需要人為的考察和分析，但是隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，越來越簡單的圖像數(shù)據(jù)能夠被工程人員利用，比如實際現(xiàn)場的地理環(huán)境，未來幾天的天氣狀況，現(xiàn)場環(huán)境的實時三維空間圖像，這些能夠通過相關(guān)的技術(shù)手段獲取，工程人員利用相關(guān)的技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，為后續(xù)的工程施工提供參考，能夠提高水利水電工程的工作效率。

4 信息化技術(shù)在水利水電工程中未來發(fā)展方向

水利水電工程中對于工程的設(shè)計以及相關(guān)的工程項目實施是非常復(fù)雜的，而信息化技術(shù)是需要依托數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的，但是現(xiàn)在的工程項目中相關(guān)施工的資料數(shù)據(jù)的信息處理效率極為低下，項目工程中各個部門間缺乏溝通，信息共享缺乏平臺，因此部門之間對于信息的獲取比較滯后，相互之間缺乏了解。缺乏對各部門的整體統(tǒng)籌規(guī)劃，導(dǎo)致部門之間協(xié)調(diào)性差。導(dǎo)致信息獲取過程極為復(fù)雜和耗費(fèi)時間。相關(guān)信息化軟件的開發(fā)過程中，沒有創(chuàng)新的技術(shù)，導(dǎo)致常用的軟件適用性不夠，使用功能比較單一[2]，維修和擴(kuò)展的難度高，并且開發(fā)費(fèi)用還很高。所以信息化技術(shù)未來的發(fā)展應(yīng)該從這幾個方面考慮：

（1）信息獲取技術(shù)的多元化發(fā)展，隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，以及3D 技術(shù)的發(fā)展，希望在未來能夠利于深度學(xué)習(xí)以及相關(guān)的技術(shù)，在3D 環(huán)境下進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的多元化發(fā)展。

（2）信息數(shù)據(jù)的實時檢傳輸和共享。隨著5G 的快速發(fā)展，信息的傳輸和檢測更加方便快捷，Internet 和多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，大量數(shù)字信息正在淹沒人們的生活，并且其信息資源是以前任何時代都無法比擬的。這深刻地改變了人們的學(xué)習(xí)和生活方式。由于大量的電子數(shù)據(jù)存儲器和相關(guān)電子產(chǎn)品的使用，圖像和視頻數(shù)據(jù)呈幾何增長趨勢。因此數(shù)據(jù)的實時傳輸和共享能夠更好保障水利水電工程的順利施工。

（3）信息數(shù)據(jù)的快速處理。由于現(xiàn)代計算機(jī)硬件的發(fā)展和相關(guān)電子存儲設(shè)備的普及，導(dǎo)致信息數(shù)據(jù)的大量存儲成為可能，對于數(shù)據(jù)的處理也已經(jīng)更加快速，隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能技術(shù)的應(yīng)用推廣，在以后的相關(guān)研究開發(fā)中，可以利用深度學(xué)習(xí)的方法，對水利水電的項目進(jìn)行應(yīng)用。

（4）實時的數(shù)據(jù)處理。隨著信息的傳輸和檢測更加方便快捷，數(shù)據(jù)的處理性能也有更加高效，因此對于數(shù)據(jù)進(jìn)行實時性的處理可以很方便地被工程中的后續(xù)工作所使用，更加能提高施工過程中的質(zhì)量水平和效率。

（5）通過創(chuàng)新的開發(fā)和研究相關(guān)的水利水電工程的軟件，保證大部分的工程軟件都能夠普遍地被使用。