水利工程除害興利，是我國民生之根本。除灌溉、發(fā)電之外，水利工程還有效保障了我國用水安全、農(nóng)業(yè)安全，及時應(yīng)對極端氣候變化，產(chǎn)生了相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。但龐大的工程項(xiàng)目在實(shí)際運(yùn)行過程中難免出現(xiàn)安全問題，重要的是工程項(xiàng)目人員該怎樣高效、迅速、準(zhǔn)確地預(yù)測危險(xiǎn)的發(fā)生，提前作出應(yīng)急響應(yīng)，減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失?！都桑拢桑?與無人機(jī)的輸水工程安全監(jiān)測分析與險(xiǎn)情智能識別》一書深度分析了耦合ＢＩＭ、無人機(jī)和人工智能的輸水工程安全監(jiān)測分析與險(xiǎn)情智能識別的理論方法及技術(shù)，可供水利工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。

該書共包括三篇，分為十二章。第一章是緒論，對國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀及理論進(jìn)行了介紹。第一篇包括第二章至第四章，其中：第二章論述了基于ＢＩＭ 的輸水工程安全監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)可視化技術(shù)，第三章講述基于深度信念網(wǎng)絡(luò)的輸水工程安全監(jiān)測指標(biāo)預(yù)測，第四章對輸水工程進(jìn)行了多角度綜合評價(jià)。第二篇包括第五章至第十章，其中：第五章講述耦合動態(tài)ＢＩＭ 的輸水渠道無人機(jī)巡檢技術(shù)，第六章講解以ＢＩＭ 技術(shù)為驅(qū)動的航拍圖像興趣區(qū)提取方法，第七章講述寒區(qū)輸水渠道冰情的智能圖像識別，第八章介紹輸水渠道水面異物的智能圖像識別，第九章分析輸水渠道邊坡破壞的智能圖像識別，第十章介紹基于航拍攝影測量的渠道險(xiǎn)情空間定位。第三篇包括第十一章和第十二章，重點(diǎn)介紹水下機(jī)器人檢測與智能識別技術(shù)。

當(dāng)前我國水利工程規(guī)模趨于大型化和超大型化，為避免造成事故，工程項(xiàng)目人員在水利工程運(yùn)行過程中要及時掌握水利工程運(yùn)行期間的正常和異常情況，定期對建筑物進(jìn)行安全監(jiān)測。以人工巡檢為主的傳統(tǒng)安全管理方式，已難以滿足當(dāng)今水利工程的管理和應(yīng)急響應(yīng)預(yù)警的要求，因此工程項(xiàng)目人員可通過采用ＢＩＭ 技術(shù)與無人機(jī)技術(shù)的方式，將兩種技術(shù)手段結(jié)合運(yùn)用，為水利工程安全管理提供便利。

在水利工程運(yùn)行過程中，周遭干擾較為復(fù)雜，若對其直接進(jìn)行安全監(jiān)測，會產(chǎn)生大量冗余信息，故可采用ＢＩＭ 技術(shù)進(jìn)行三維建模。工程項(xiàng)目人員可結(jié)合ＭｙＳＱＬ 和ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ 等數(shù)據(jù)庫軟件進(jìn)行安全信息收集，給ＢＩＭ 模型和安監(jiān)儀器分別賦ＩＤ 編號，利用ＢＩＭ 模型ＩＤ 和儀器編號一一映射的方法，實(shí)現(xiàn)ＢＩＭ 模型與安全監(jiān)測信息的動態(tài)耦合，使工程動態(tài)安全狀況能夠得到直觀全面的監(jiān)測與分析。關(guān)于如何耦合ＢＩＭ 技術(shù)開展安全監(jiān)測智能分析，結(jié)合該書可知，工程項(xiàng)目人員可采用Ａｕｔｏｄｅｓｋ Ｒｅｖｉｔ 作為建模平臺，與ＡｕｔｏＣＡＤ、３Ｄ ＭＡＸ、Ｃｉｖｉｌ ３ｄ 等軟件配合使用，各元素按照實(shí)體大小進(jìn)行等比例建模，并將空間坐標(biāo)集成在一起進(jìn)行建筑物建模、地形建模、安監(jiān)儀器建模。

建模完成后，工程項(xiàng)目人員可再次采用ＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ 或ＭｙＳＱＬ 等軟件作為數(shù)據(jù)庫平臺，集中管理安全監(jiān)測信息，并且如上文所述，采用一一映射法，使得圖像信息等各種檢測數(shù)據(jù)都可通過檢索相關(guān)字段的方式關(guān)聯(lián)到ＢＩＭ 模型，實(shí)現(xiàn)ＢＩＭ 模型和安全監(jiān)測信息的動態(tài)耦合。

除ＢＩＭ 模型和安監(jiān)信息的動態(tài)耦合外，書中還講解了ＢＩＭ 與無人機(jī)的結(jié)合運(yùn)用。近年來，ＢＩＭ 和無人機(jī)技術(shù)在水利工程領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，二者結(jié)合為水利工程項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工提供了新的解決方案。無人機(jī)搭載激光雷達(dá)等傳感器，可實(shí)現(xiàn)對水利工程設(shè)施的三維掃描與測量，并將掃描數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入ＢＩＭ 模型中，實(shí)現(xiàn)水利工程中各種設(shè)施的精確建模與分析?；跓o人機(jī)快速、高效的數(shù)據(jù)采集能力，ＢＩＭ 模型的精度和可靠性得到了有效提高。另外，ＢＩＭ 與無人機(jī)技術(shù)的結(jié)合使用，可有效識別渠道、堤防等水利工程險(xiǎn)情，比傳統(tǒng)的人工巡線的目視巡檢效率更高、協(xié)同性更強(qiáng)。在實(shí)際應(yīng)用中，水利工程項(xiàng)目人員選擇存儲空間大、具有無線通信、長續(xù)航等基本功能且具有強(qiáng)抗風(fēng)能力、適應(yīng)高海拔飛行等特點(diǎn)的無人機(jī)，同時采用基于ＢＩＭ 研制的Ｗｅｂ 客戶端對實(shí)時情況進(jìn)行考察和分析，加入誤差檢測算法，可將錯誤概率降至最低。盡管無人機(jī)巡拍與算法在全面收集信息、降低誤差等方面有很大優(yōu)勢，但會產(chǎn)生巨量數(shù)據(jù)，因此工程項(xiàng)目人員需綜合利用智能圖像識別技術(shù)，讓機(jī)器自動識別輸水渠道等水利工程的航拍圖像中出現(xiàn)的各種險(xiǎn)情，這樣在減少數(shù)據(jù)處理工作量的同時可大大提高整體項(xiàng)目的完成效率。

此外，工程項(xiàng)目人員還可通過ＢＩＭ 驅(qū)動的渠道航拍圖興趣區(qū)提取方法減少誤報(bào)警的可能性，從而使ＢＩＭ 技術(shù)與無人機(jī)航拍圖像識別技術(shù)融合形成一個完整的預(yù)警系統(tǒng)，更好地完成輸水工程中的險(xiǎn)情智能識別。

在水利工程運(yùn)行當(dāng)中，安全監(jiān)測與險(xiǎn)情識別占有越來越重要的位置。《集成ＢＩＭ 與無人機(jī)的輸水工程安全監(jiān)測分析與險(xiǎn)情智能識別》一書從創(chuàng)新角度出發(fā)，為相關(guān)從業(yè)人員提供預(yù)警系統(tǒng)研究的新思路，從而建立更為先進(jìn)的安全預(yù)警系統(tǒng)，在保障水利工程安全運(yùn)行方面具有重要意義。

作者簡介：梅雄（１９８５—），男，湖北松滋人，河南省地礦建設(shè)工程（集團(tuán)）有限公司高級工程師，研究方向?yàn)樗こ?/p>