信息化时代背景下水利水电施工技术发展的机遇与挑战

发表时间:2021/9/2   来源:《建筑实践》2021年40卷第11期   作者: 蒋明静1 朱秀珊2 姚佳贝3
[导读] 水利水电以及其施工技术的发展,正在靠近现阶段“天花板”,我们值得去思考水利水电施工技术在未来将何去何从。
         
        蒋明静1 朱秀珊2    姚佳贝3
        1.身份证号码:37252219691206****
        2.身份证号码:37032319920902****
        3.身份证号码:37150219921117****
        摘要:纵观人类发展史,从原始社会的依河而居,到农业社会的开拓农田、治水利民,再到现代社会的高峡出平湖、征服江河,都在围绕“水”这个主题地而变化发展,因此,从一定程度上讲,人类社会文明进步的过程,也是人类征服与充分利用大自然水资源的过程。在这个过程中,人类从认知自然现象,到科学发现自然规律,进而衍生与推动技术革命,进而形成一种无形的生产力,促进人类社会在近三百年呈指数状的高速发展。其中,水利水电技术的发展也是在近一百年间高速发展,尤其是在中国近几十年的水利水电建设中,不断有新的世界纪录被突破。但是万物皆有规律,水利水电以及其施工技术的发展,正在靠近现阶段“天花板”,我们值得去思考水利水电施工技术在未来将何去何从。
        关键词:信息化时代;水利水电;施工技术;BIM
        引言
        在20世纪出现的信息化技术,鉴于其可以强化工程项目建设效率以及有效控制各种成本等,现今已经在各行各业中大量普及推广。水利工程有着巨大工作量、很长建设时期以及很高成本等,需要政府大量投资各类物资能源。因此,在水利工程管理中广泛使用信息化技术,能够保障工程管控效能,显著强化国内水利工程施工管理成效,增强水利项目建设的经济效益。
        1我国水利工程的特点
        由于我国地势复杂,西部高,东部低,再加上南部的耕地分布少,而北部的耕地较多,这些因素决定了水资源保护项目的独特情况。国家为确保水利工程的长久性、稳定性,常常会侧重于水利工程施工的多项环节,做好施工质量把关,这样才可确保水利工程的蓄水和排洪功能正常。我国大多数地区都位于山区附近,而且地形复杂,这也导致了我国的水利工程的特殊性。这些复杂的地质条件也增加了我国水利项目的复杂性。我国的河流、沿海地区和山区的水利项目均为大型项目,这些项目天生便具有复杂性,在应用施工技术方面也存在着一定的难度。
        2信息化时代背景下水利水电施工技术发展的机遇与挑战
        2.1加强对专业人才的培养力度
        信息化专业人才是水利工程施工管理实现信息化的重要保障,对此,水利工程施工企业必须重视对专业人才的培养。首先,应结合自身实际以及工程施工管理需要,选拔较高专业水平的人员,为提升施工管理信息化意识注入新的力量。其次,通过定期开办培训班、聘请专家开设讲座、现场座谈等方式,来提高施工管理人员的信息化管理意识与水平。此外,加强对员工专业考核,建立完善的考核评估体系,提升施工企业自身信息化管理的能力。唯有提升员工综合素质和专业技能,才能为水利工程施工管理效益提升提供有效保障。
        2.2BIM技术对水利水电工程施工管理技术的影响
        BIM技术,在建筑领域优先发展起来,并在中国全面进入应用阶段,而在水利水电领域,BIM技术尚处于试验与试用阶段。虽然BIM技术在水利水电领域的尚未普及,但可以确定的是它代表着未来的发展方向,不久的将来,BIM技术也在水利水电全生命周期的管理中发挥着至关重要的作用。BIM技术的特点是,以3D建筑模型为基础,在建立模型与族库的过程中赋予庞大的信息数据(时间、空间、附加信息等),结合进度控制管理技术、数据库、互联网技术、VR技术等,给工程策划、建设管理、后期运维等阶段带来前所未有的变革与冲击。在水利水电施工领域,BIM技术将带来的全新的机遇,我们可以设想在以下两个方面。

(1)利用BIM、VR、GIS与进度控制技术,实现4D施工仿真模拟技术,如果在把工程量、工程成本与造价信息赋予BIM族库中,那么我们还可以实现水利水电5D施工控制,在工程没有实施之前,我们就可以凭借这些强大的技术,预演模拟所有施工方案,为我们动态分析与控制未来施工阶段提供强力支撑。(2)利用BIM、数据库与KKS编码技术,将水利水电工程的施工构件、机电设备、金属结构、备品备件等系统编码,赋予独特的“身份号码”,形成水利水电工程的“大数据”,再通过互联网与移动通信技术,对构成工程庞大数据的构件与设备等,开展过程生产、运输、施工、安装、监测等立体全方面信息化管理,实现真正的“数字化水利水电施工工地”,为后文提到的无人化施工和3D大坝打印等前沿技术的诞生提供数字模型支撑。
        2.3运行维护管理系统
        现在国内某些水利工程项目仍出现负面现象,能够借助于信息技术解决相关问题,从而保障项目建设安全性。有效统筹信息化技术和水利工程管控活动,持续统计与评测水利工程项目价值,并且修正有关数据资源信息,提升实力工程管控的水平,可以让水利工程展现出自身实际的价值。运行维护管理系统能够维护水利设施,这是要监测水库、河道以及泵站等,研究监测数据信息,快速了解水利项目在运行中出现的问题,制定高效的维修策略,以此充分保障相关项目的正常使用效能。
        2.4增加资金投入
        针对影响水利施工技术的设备老化问题,有必要加大对水利施工技术的投入力度,进一步推动我国水利施工技术的发展。首先,增加对工程机械的资金投入,积极引进先进的工程机械,使工程技术能够满足水利工程的要求和未来发展的需要。而且有必要加强施工技术人员对相关机械设备的学习,并掌握使用的新技术。其次,公司还必须坚持长期发展的愿景。增加对水利施工技术领域的研究投资,并大力推进水利施工技术的研发。最后,通过设立科技奖等措施,不断鼓励施工技术人员进行技术创新,可以不断提高水利工程的技术水平。
        2.5AI技术对无人化施工技术的影响
        伴随着AI技术的发展,人工智能也开展从互联网大数据分析,也逐渐向其他领域扩散,例如金融投资分析领域、传统工业与制造业领域等。AI技术的本质,就是让智能计算机逐渐代替人类的常规与重新性的工作,解放传统领域的劳动力投入,逼迫劳动力向其他领域转型。在水利水电施工领域,虽然我们已经进入了机械化的时代,但是所有的机械设备依然需要人来操作,部分施工领域仍需要大量密集劳动力参与,例如钢筋混凝土工程施工,施工质量合格率的高低依然受作业人员技能水平的影响,人在参与的工程建设的过程中,依然存在较大的安全风险。因此,从人类发展与进步的角度来看,AI技术进入水利水电施工领域是必然的趋势。在现阶段,中国的一些大型水利水电施工企业,开始研究并试验无人化施工技术,例如将以AI技术、GIS技术与智能控制技术结合应用到施工机械设备上,根据大坝3D模型、建筑材料类型、质量标准、设备行走轨迹等信息,实现土石坝的无人摊铺、无人碾压,逐渐颠覆原有的大坝填筑施工技术。
        结语
        总之,在水利施工管控时应用信息化技术,能够强化施工监管能力,相较于原有的管控方式,这是能够产生更高的监管效能。水利工程利国利民,普遍有着较高的建筑规模,因此也是相应的增加数据收集的难度。可以引入信息化技术,能够强化信息化管理效果,从而保障相关项目建设质量。信息化技术在后续发展中会融入更多的智能化元素,同时和其他技术紧密关联,由此构建不断完善的信息处理平台,进而强化水利工程建设管控能力,增强工程项目的经济效益与社会效益。
        参考文献
        [1]黄智丰.浅析信息化时代背景下的水利工程管理[J].中国农业信息,2016(13):63.
        [2]黄晓东.水利工程信息化建设必要性及发展趋势[J].河南水利与南水北调,2017(4):86.
        [3]王丽莉.信息化技术在水利管理中的应用分析[J].农业科技与信息,2017(10):115.
        [4]朱彤.信息化技术在水利工程施工管理中的应用[J].智能城市,2020(06):114-115.
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