水利水电工程施工智慧化管理探讨

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摘要：应用智慧管理系统可以充分提升水利水电项目的施工管理水平，降低失误概率，提升水利水电施工质量。文章介绍工程施工智慧管理系统，阐述智慧管理系统的建立以及应用效果，结合工程案例分析水利水电项目中智慧管理系统的功能，旨在为相关单位与工作人员提供参考。

关键词：水利水电项目；智慧化管理；系统功能设计

水利水电项目具有管理内容多、投资高、规模大、技术复杂以及建设周期长等特点。基于监理制、项目法人制以及招投标制等体制，水利水电项目施工建设管理呈现管控要求高、内容多、参建方多、协调量大等特点，使水利水电项目施工管理单位选择呈现金字塔形行政式、多专业、多层级管理模式[1]。在物联网、大数据、云计算等技术快速发展的背景下，智慧城市、智慧中国、智慧地球以及其他概念不断诞生，共同促进智慧化发展。新技术不断发展为管理模式创新提供技术保障。因此，研究水利水电项目施工智慧管理系统具有重要意义。

1工程施工智慧管理系统

1.1智慧管理概念

智慧管理将各种生产要素的智能调控、施工风险全方位预判以及全生命周期管控作为主要目标，充分融合施工管理和信息技术，借助研发决策指挥系统、施工管控系统以及施工数据中心等，实现自动感知、预判以及自主决策[2]。

1.2关键特征

智慧管理系统是管理技术、信息技术以及工业技术全面融合的产物，也是水利水电项目施工企业的关键业务模块。（1）智慧管理系统基于风险管控开展，构建智能管控系统、自动识别系统等，实现自动化风险识别以及智能化风险管控。与传统施工管理模式相比，智慧管理系统更重视风险防控工作。（2）智慧管理系统保证物物相连，需要考虑人员因素，保证知识共享、人机交互、价值创造以及人人互通等。与传统施工管理模式相比，智慧管理系统更注重人员因素。（3）智慧管理系统融合了管理技术、信息技术以及工业技术，能够有效提高管理层级的扁平化程度，精简设置机构，优化机制流程，科学进行专业分工，开展施工管理活动时更注重管理变革。（4）智慧管理系统需要实现全面智能化、数字化以及网络化，需要根据全面创新要求开展规划以及建设工作，保证全面智能、互联、数字、感知，注重统筹布局[3]。

1.3建设目标

（1）各种要素的智能调控。施工活动中，建设相关部门、施工、监理、设计、业主以及其他相关方互联互通，充分协调、监理枢纽项目的施工进度、质量、安全、环保、投资和电力送出、移民搬迁以及物资供应等，建立专业间统一高效、智能协同的管理系统，实现全要素与全专业智能调控。（2）全面的风险预判。开展施工活动时，依据相关管理模型分析以及风险信息管控，建立大分析、大计算、大数据、大储存、大传输以及大感知的管理系统，对风险进行全过程、全方位识别以及控制。（3）全生命周期管理。借助信息化基础建设，构建业务量化、流程规范以及标准统一的施工管控系统，建立全面智能、互联、数字、感知管理形态，对规划、立项、初期设计、施工建设、竣工验收以及运营等各个环节实现全周期、全阶段管理。

2智慧管理系统的建立以及应用

2.1智慧管理系统建立

需要为水利水电工程建立智慧管理系统。结合智慧管理系统与项目的特点，借助先进的大数据、互联网、物联网、智能化感应仪器等技术制定管理模式[4]。借助智能化终端，结合环、法、料、机、人等方面，在施工计划、安全管理以及人员管理等方面，全面监管水利水电项目施工现场，充分提升施工质量，确保施工安全。

2.2智慧管理系统应用效果

（1）社会效益。应用智慧管理系统可以提升施工现场的管控情况，提高施工管理的智能化程度，进而提升管理效率与质量，降低安全隐患，充分促进水利水电行业的信息化与数字化建设。（2）经济性。智慧管理系统设备设施一次性投入大，有效使用以及管理，可以用于水电工程施工活动中的各个维度，具有显著的收益。（3）技术性。将信息技术用于水利水电项目的全生命周期管理，具有前瞻性以及先进性，对技术人员具有较高要求。智慧管理设备一般依托生产厂家进行安装以及维护，具有操作便捷、简单的特点，能够降低人工操作量。使用智慧管理系统时，要求工作人员全面发挥设备价值，在水利水电施工的各个环节应用智能设备，有效强化工艺水平，缩短工期，减少成本。

3工程施工智慧管理系统

3.1工程概况

工程为某河上游控制水库项目，装机容量设计2000000kW，年发电量为77亿kWh，水库正常值为2500m，调节库容为19亿m3，总库容为29亿m3，调节能力突出。拦河大坝选择土质心墙堆形式，大坝最高值为299m。水利水电项目案例具有综合效益突出、环保要求高以及施工技术复杂等特点。

3.2施工管理模式

本项目以智慧化管控模型为基础，在工程施工管理活动中构建全数据驱动管理体系，利用相关部门进行统筹保障，利用中心进行决策实施。项目工程使用模式能够为相关参建单位与职能部门构建高效信息协作系统，使部门和中心明确各自的职责，保证管理界面清晰，促使人员机构更加精简，充分简化管理流程，有效强化目标责任制，提高施工管控水平、施工决策效率与决策能力[5]。

3.3智慧化管理系统功能

（1）预警中心。预警决策中心是项目的“决策大脑”，用于集成展示工程施工管理系统、综合分析以及决策预警。实际应用过程中，需要构建统一的数据标准，使施工模型、文档以及数据等信息能够被集中管理，借助跨平台模型对施工数据进行标准协同处理，利用远程控制、交互以及三维可视化等技术，以云技术为基础构件施工管控分析模型、专家库与知识库，建立决策会商以及工程管控等系统，对风险进行科学预警与管控，智能化地制定问题处理措施，充分提升施工风险管理水平。（2）地下项目施工智慧管控系统。智慧管控系统涵盖砼施工、施工进度、施工设计以及施工质量管理4个模块，能够对工程地下项目展开实时监控，动态管理施工进度，可视化展示信息，全程追溯质量。系统主要借助移动互联网、建筑模型、全球定位、物联网等技术，充分实现工程地下项目厘米级定位与Wi-Fi网络全覆盖目标，以室内技术为基础，有效实时监控大体积砼的人工振捣质量。建立地下项目的设计、施工一体化模型，对施工模块中地质、测绘、设计、施工计划、进度、质量以及安全等信息进行可视化集成，动态优化地下项目设计工作，识别施工风险，实现分级预警。（3）大坝项目施工智慧管控系统。系统涵盖施工进度、质量、灌浆、数据集成展示4个智能监控单元，采用质量验评软件、智能摊铺厚度与渗水监控、含水率检测以及其他智能化管控技术，实时监控材料开采、生产、拌和、运输、摊铺以及填筑等环节，充分保证工程中土石坝施工项目的质量管控。（4）机电项目施工智慧管控系统。系统涵盖设备信息管理、进度管理、施工仿真、设备验收标准、预埋件可视化以及其他管控模块，能够实现机电项目施工的进度预警、全生命周期、质量标准化等功能。结合工程运维阶段与施工阶段的设备管控需求，构建统一的设备3D仿真模型与信息管理库，以设备设计、选购、运输安装等环节展开全生命周期管控工作。系统能够为项目施工管理提供保障，为智慧电厂建设工作提供条件[6]。（5）施工安全智慧管理系统。系统涵盖地质灾害预防、施工安全标准化、文明施工、施工设备、安全监测以及危险源分级等模块，能够自动识别、感知安全风险以及危险源，充分提升施工安全管理工作的集成化、可视化、高效化以及智能化水平。借助物联网、信息集成、3D设计以及通信等技术，采用安全管理软件系统，在水利水电项目施工活动中应用智能安全帽，构建危险源动态监控系统，对危险源进行分级监控管控处理。另外，借助雨情预报、地灾远程监控等平台，采用无人机开展巡查工作，对灾害易发点与隐患点的安全状态进行自动评估。工程中结合电动机械、VR设备以及虚拟技术等，构建水利水电项目安全管控体验馆，充分强化培训质量。（6）服务保障智能管控系统。系统为工程管理优化、信息采集与业务办理等提供载体，能够提高业务管理工作流程化与规范化程度、信息采集标准化程度，提高工程环保、投资、进度与质量管控水平。采用信息技术、现代管理思想，基于项目管理，结合计划进度，配合资金控制，由相关参建单位共同建设全过程管理系统。（7）人员定位功能。水利水电项目地下工程数量较多，人员定位模块可以精准定位工作人员的位置，位置偏差低于1m。发生安全事故时，能够及时对人员位置进行确定，精准开展救援工作。另外，可以统计出入洞口的人员，对工作人员开展考勤记录，编制工作人员进入与走出隧洞的加班报表、入洞时间报表以及其他信息报表。人员定位功能如图1所示。（8）水保环保智慧管控系统。系统涵盖流域环境检测、水保环保运行监控、数据监测、环境影响评价、文档管理以及其他管理单元，通过对水保环保管理信息以及流程进行集成化处理，实现在线监控、及时预警与动态反馈环保工作监测指标以及项目进度。通过构建环境监控平台整合项目环境数据，基于数据储存库信息，自动化监测水保环保策略实施效果，及时预警环保问题，科学评估环保策略实施效果，保证主体项目和水保环保项目能够同时设计、施工与投产使用[7]。（9）施工资源智慧管控系统。系统涵盖统计分析、单位管理、人员管理以及设备管理等模块，集成现场设备数据与工作人员信息，提高设备管理、物资管理与施工人员管理的规范化程度，高效调配以及全面管控施工资源。系统以工程施工现场航测3D地形图为基础，对现场施工物资、设备与人员进行实时在线筛选、调配与统计，实现全方位、全过程调控施工资源。

4结语

综上所述，智慧管理平台需要结合各个行业的特点进行针对性建设，水利水电项目具有挡水构筑物的施工强度大、防汛压力大、施工设备多、边坡支护多、施工面分散等特点，开发与应用水利水电项目施工智慧管理系统功能时，应该结合项目实际需求展开科学设置，实现施工智慧管理目标。探究促使智慧管理系统间高度集成与相互融合的方法，是现阶段水利水电项目施工智慧管理系统的关键研究内容与方向。

参考文献

[1]杨彬林,钟为,林开盛,等.地下工程智能施工信息管理系统研发与应用[J].水利水电快报,2021,42(3):6.

[2]吴立忠,赵兴龙,葛均玲.一种用于水利水电工程施工过程的数字化管理方法及系统:CN111145046A[P].2020-05-12.

[3]张凤,钟军鹏,方彬彬.水利水电工程建设对生态环境产生的影响分析[C]//2020年智慧建造与设计学术论坛.成都:重庆市鼎耘文化传播有限公司,2020.

[4]冯金超.新形势下水利水电工程施工安全管理与控制探究[J].智能建筑与智慧城市,2019(7):2.

[5]李帅,朱建华,程阳.抽水蓄能电站机电安装工程BIM技术应用[J].水利水电技术,2021,52(2):4.

[6]李洁秀.对水利工程质量管理的措施探讨[C]//2018年“智慧建造与设计施工”学术论坛(IADC2018)论文汇编.重庆:中国智慧工程研究会,2018.

[7]李扬,王肇优,徐丹,等.大型泵站集电环打火故障处理方式改进实践[J].水利水电技术,2021,52(2):5.

作者：周卫 单位：中交水利水电建设有限公司