文/中國三峽建工（集團(tuán)）有限公司黨委

在鑄造新時(shí)代大國重器的過程中，三峽集團(tuán)緊緊把握數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展趨勢，在金沙江下游河段烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩四座巨型水電站建設(shè)過程中，不斷深化技術(shù)創(chuàng)新，引領(lǐng)工程建設(shè)數(shù)字化，在溪洛渡水電站建成“數(shù)字大壩”，開創(chuàng)高拱壩智能化建設(shè)之先河；在烏東德、白鶴灘水電站建立共享、協(xié)同、交互的智能大壩業(yè)務(wù)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了從“數(shù)字大壩”到“智能大壩”的跨越，推動(dòng)壩工建設(shè)向智能化時(shí)代加速發(fā)展。

堅(jiān)持以問題為導(dǎo)向，高點(diǎn)定位協(xié)同創(chuàng)新

深山峽谷中，巍峨大壩高筑。烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩四座巨型水電站建設(shè)，具有“高壩、高邊坡、高地震烈度、高流速、大泄量、大單機(jī)容量、大地下廠房洞室群”工程特點(diǎn)。如何保障工程安全穩(wěn)定、建設(shè)高效、質(zhì)量精益？唯有迎難而上，唯有創(chuàng)新。

理論體系先行，協(xié)同創(chuàng)新破局。在榮獲“菲迪克2016年工程項(xiàng)目杰出獎(jiǎng)”的溪洛渡水電站，三峽集團(tuán)牽頭開展300米級(jí)拱壩建壩理論體系和技術(shù)路徑研究，創(chuàng)建了“全面感知、真實(shí)分析、實(shí)時(shí)控制”的閉環(huán)智能控制的智能化建設(shè)理論，科學(xué)解釋特高拱壩建設(shè)過程中相關(guān)重大技術(shù)問題解決路徑和操作邏輯，為智能化建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)。

產(chǎn)學(xué)研用突破，推動(dòng)有序攻關(guān)。在智能建造科研攻關(guān)中，三峽集團(tuán)形成“123”協(xié)同創(chuàng)新模式：發(fā)揮三峽集團(tuán)“一個(gè)中心”的主導(dǎo)作用，充分發(fā)揮科研咨詢單位、院士專家團(tuán)隊(duì)“兩個(gè)科研成果技術(shù)支撐”作用，充分調(diào)動(dòng)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理單位“三個(gè)建設(shè)支柱”的主觀能動(dòng)性，產(chǎn)學(xué)研用形成有機(jī)整體；同時(shí)，依托參建四方、一個(gè)協(xié)同平臺(tái)、多家科研院校的“4+1+N”應(yīng)用模式，基于協(xié)同平臺(tái)累積的數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)對(duì)施工現(xiàn)場信息準(zhǔn)確、及時(shí)的提取和分析，選擇最優(yōu)施工措施。

▲ 三峽集團(tuán)不斷創(chuàng)新推進(jìn)大型水電工程智能建造和管理

科研角色轉(zhuǎn)變，重點(diǎn)領(lǐng)域攻關(guān)。從溪洛渡“數(shù)字大壩”到烏東德、白鶴灘的“智能大壩”，實(shí)時(shí)主動(dòng)全面感知工程建設(shè)信息的技術(shù)手段和采集終端更加先進(jìn)，獲取的數(shù)據(jù)更加全面、深入、廣泛，跟蹤仿真計(jì)算預(yù)測結(jié)果更加精準(zhǔn)，這都依賴于持續(xù)科研攻關(guān)搭建的“跨單位、跨學(xué)科、跨地區(qū)一體化”科研模式，使科研對(duì)項(xiàng)目建設(shè)的技術(shù)支撐與安全保障作用有效發(fā)揮。

核心工藝智能裝備，助力數(shù)字化轉(zhuǎn)型

輕點(diǎn)鼠標(biāo)，一張數(shù)字化大屏中，有關(guān)大壩的溫控狀態(tài)、澆筑進(jìn)度、施工強(qiáng)度質(zhì)量指標(biāo)等數(shù)據(jù)模塊依次展開，這是大壩的“智慧大腦”。信息流時(shí)而匯集、時(shí)而分散，滿足動(dòng)態(tài)監(jiān)督、評(píng)價(jià)預(yù)警、終端推送等多方需求，保證最客觀、最直接的數(shù)據(jù)助力現(xiàn)場科學(xué)決策，人腦與電腦逐漸“同頻”于方寸屏幕間，形成“施工-反饋-計(jì)劃”閉環(huán)，借助核心工藝智能裝備，以數(shù)字化賦能工程建設(shè)變革傳統(tǒng)施工工序工藝。

智能灌漿裝備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)灌漿。傳統(tǒng)基礎(chǔ)灌漿配漿、壓力控制都是靠人工操作。如今，灌漿可以在系統(tǒng)中一鍵操作，輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)就自動(dòng)加水、加漿進(jìn)行配漿，并按設(shè)定好的相關(guān)參數(shù)完成高質(zhì)量的灌漿。建設(shè)者研發(fā)灌漿智能控制裝備和管理云平臺(tái)，大大降低了作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度、提高了施工安全性，實(shí)現(xiàn)灌漿作業(yè)過程標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。

智能通水設(shè)備實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)降溫。金沙江干熱河谷炎熱干燥，夏季氣溫超過40℃。傳統(tǒng)人工冷卻的方式，無論是工作效率還是溫控精度都有所欠缺。如今，通過在混凝土里預(yù)埋溫度計(jì)和冷卻水管，可實(shí)時(shí)感知混凝土溫度，再經(jīng)過智能通水系統(tǒng)的科學(xué)分析和計(jì)算，即可自動(dòng)調(diào)節(jié)水管中的水流量和水溫，實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、智能化、精準(zhǔn)化為大壩“降溫”，破解溫控防裂世界難題，為無縫大壩建成提供堅(jiān)實(shí)支撐。

智能噴霧設(shè)備實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)隔熱。普通噴霧機(jī)易堵塞、不耐磨、抗風(fēng)差，穩(wěn)定性差。如今，倉面智能噴霧恒溫設(shè)備及控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)良好的降溫效果，平均降溫12℃，為大壩澆筑營造良好的溫度環(huán)境。此外，系統(tǒng)還可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)異常和故障自動(dòng)報(bào)警快速響應(yīng)，將故障排除效率提升4倍。

澆筑協(xié)同管控助力高效施工。巨型水電工程混凝土澆筑體積大、澆筑面多，澆筑過程中往往要多倉同澆。建設(shè)者借助澆筑協(xié)同管控平臺(tái)，實(shí)時(shí)獲取混凝土生產(chǎn)、水平垂直運(yùn)輸搗等數(shù)據(jù)，智能監(jiān)控各種施工設(shè)備的運(yùn)行效率、行為和軌跡，對(duì)存在的問題及時(shí)預(yù)警，助力工程高強(qiáng)度快速施工。

視覺監(jiān)控系統(tǒng)提升管控水平。在水電站龐大的建設(shè)現(xiàn)場，分布著一雙雙“慧眼”，充當(dāng)著大壩安全建設(shè)的“千里眼”，這就是視覺智能監(jiān)控系統(tǒng)。視覺智能監(jiān)控系統(tǒng)可監(jiān)控骨料集中、泌水、保溫被覆蓋、聚氨酯噴涂等作業(yè)工作，識(shí)別率達(dá)85%以上，可以在復(fù)雜作業(yè)場景中對(duì)工藝進(jìn)行智能識(shí)別和預(yù)警預(yù)報(bào)，大大提升施工質(zhì)量精細(xì)化管控水平。

數(shù)據(jù)共享高效流轉(zhuǎn)，五位一體抓協(xié)同管控

鳥瞰金沙河谷，四座巨型電站峙山馭水，而智能建造等技術(shù)科研攻關(guān)與創(chuàng)新成果也如盾墻高筑，抵擋著工程建設(shè)面臨的各項(xiàng)挑戰(zhàn)。為確保國之重器施工質(zhì)量、安全和進(jìn)度可知可控，以億計(jì)數(shù)的數(shù)據(jù)流不可或缺，需要各參建單位及時(shí)掌握相關(guān)動(dòng)態(tài)，設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測、科研、項(xiàng)目管理各單位信息共享、協(xié)同工作，方能將分析研究成果不斷轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。

建立編碼標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建共享機(jī)制。三峽集團(tuán)集成應(yīng)用4G、數(shù)據(jù)加密技術(shù)、光環(huán)傳輸網(wǎng)，構(gòu)建適應(yīng)大型水電工程不同施工場景的多元數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)。與此同時(shí)，構(gòu)建統(tǒng)一的基礎(chǔ)編碼體系、三維工程結(jié)構(gòu)和地質(zhì)模型、工程大數(shù)據(jù)中心、用戶認(rèn)證接口和系統(tǒng)入口、消息推送機(jī)制，保證基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)唯一性與全流程業(yè)務(wù)處理一致性。

創(chuàng)建工作平臺(tái)，多維協(xié)同管控?！皵?shù)字大壩”“智能大壩”的聰明之處在于建設(shè)管理人員可以看到、預(yù)知大壩全生命周期的“頭疼腦熱”，并及時(shí)開出“藥方”，借助的則是智能拱壩建設(shè)與運(yùn)行信息化平臺(tái)iDam。基于建設(shè)高效協(xié)同需求，溪洛渡建設(shè)者們創(chuàng)建了全生命周期拱壩全景信息模型DIM；烏東德、白鶴灘建設(shè)者們更進(jìn)一步，推動(dòng)數(shù)字化管理模塊更加完善，將11個(gè)模塊拓展至23個(gè)模塊。虛擬現(xiàn)實(shí)結(jié)合BIM（建筑信息模型）技術(shù)，更加形象精準(zhǔn)展示工程建設(shè)進(jìn)度、質(zhì)量、安全、仿真成果。

協(xié)作化解風(fēng)險(xiǎn)，科研生產(chǎn)協(xié)同。為提高問題的處置解決效率和力度，三峽集團(tuán)將科研團(tuán)隊(duì)納入建設(shè)方，聯(lián)合設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理單位形成五方主體，針對(duì)施工過程中存在的問題，通過協(xié)同工作平臺(tái)第一時(shí)間掌握現(xiàn)場第一手資料，及時(shí)展開跟蹤反演分析，對(duì)各種可能的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)測，形成系統(tǒng)解決方案。

構(gòu)建績效模型，精益提質(zhì)增效。數(shù)字化、智能化為精細(xì)化施工創(chuàng)造了更大的空間。大壩智能建造過程中人、機(jī)、料、法、環(huán)生產(chǎn)環(huán)節(jié)和管理要素互聯(lián)打通，結(jié)合作業(yè)位置、定位器位置、停留時(shí)長、來回頻次等信息，可以對(duì)人員行為、設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境條件和管理流程進(jìn)行評(píng)價(jià)，解決大型水電工程建設(shè)過程中“績”和“效”問題，實(shí)現(xiàn)工程的高效、優(yōu)質(zhì)、健康、有序建設(shè)。

大型水電工程智能建造協(xié)同創(chuàng)新成果成功應(yīng)用于金沙江下游向家壩、溪洛渡、白鶴灘、烏東德巨型水電工程，成效顯著。三峽集團(tuán)優(yōu)質(zhì)、安全、高效地建成了世界最大清潔能源走廊，四座電站總裝機(jī)4 646萬千瓦，每年可為社會(huì)提供超過1 900億度清潔低碳、安全高效的優(yōu)質(zhì)能源，社會(huì)效益顯著。2018中國“互聯(lián)網(wǎng)+”數(shù)字經(jīng)濟(jì)峰會(huì)上，《金沙江下游：大壩智能建造信息平臺(tái)》從全國近500個(gè)案例中脫穎而出，成功入選全國制造業(yè)類十大優(yōu)秀案例；“大型水電工程智能建造管理創(chuàng)新與實(shí)踐”獲得2018年全國第六屆管理科學(xué)獎(jiǎng)實(shí)踐類大獎(jiǎng)。