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智能化技术在水利水电工程管理中的应用探索

易开放
  
百家媒体号
2025年24期
湖南万瑞建设工程有限公司

摘要:在科技飞速发展,信息化、智能化浪潮席卷各行业的背景下,水利水电工程管理面临着提升效率、优化决策、保障安全等诸多挑战,智能化技术的应用为解决这些问题提供了新的思路与途径。本文深入探索智能化技术在水利水电工程管理中的应用,为推动水利水电工程管理现代化发展提供理论与实践依据。

关键词:水利水电工程管理;智能化技术;应用领域;应用策略

水利水电工程作为国家重要基础设施,在防洪、发电、灌溉、供水等方面发挥着关键作用。传统的水利水电工程管理模式在面对日益复杂的工程系统和多样化的管理需求时,逐渐暴露出效率低下、信息传递不及时、决策科学性不足等问题。智能化技术凭借其高效的数据处理能力、精准的监测分析手段和智能的决策支持功能,为水利水电工程管理的革新带来了机遇,对其应用探索具有重要现实意义。

1 智能化技术在水利水电工程管理中的概述

1.1 智能化技术的概念与特点

智能化技术涵盖物联网、大数据、人工智能、云计算等多种先进技术。其特点包括高度自动化,能够实现设备的自动监测、控制与调节。例如,基于物联网的传感器可实时采集水利水电工程设施的运行数据,无需人工频繁巡检。数据处理高效精准,大数据和云计算技术可快速处理海量数据,分析出有价值的信息,为管理决策提供支持。同时,具有智能决策能力,人工智能算法能够根据历史数据和实时监测信息,预测工程运行趋势,辅助管理人员做出科学决策。

1.2 智能化技术应用对水利水电工程管理的重要性

智能化技术应用可显著提高水利水电工程管理效率,减少人工干预,降低管理成本。还能实现对工程设施的实时、精准监测,及时发现安全隐患,保障工程安全运行。同时,通过智能决策支持,优化水资源调配和工程运行方案,提高工程综合效益。

2 智能化技术在水利水电工程管理中的应用领域

2.1 工程设施监测与安全管理

2.1.1 基于物联网的实时监测

物联网技术通过在水利水电工程设施上部署大量传感器,如压力传感器、位移传感器、水质传感器等,构建全方位实时监测网络。传感器将采集到的各类数据通过无线通信技术传输至数据中心,实现对大坝、水闸、水电站等设施的运行状态实时监测。例如,大坝表面位移监测精度可达 ± 1 m m ,能及时发现大坝的微小变形,为安全评估提供准确数据。

2.1.2 大数据分析与安全预警

利用大数据技术对实时监测数据和历史数据进行深度分析,建立安全评估模型。通过对比分析正常运行数据和异常数据,设定安全阈值,当监测数据超出阈值时,系统自动发出安全预警。如通过对大坝渗流数据的大数据分析,可提前预测渗流异常情况,为采取相应措施争取时间,有效预防安全事故发生。

2.1.3 人工智能辅助安全决策

人工智能算法可根据监测数据和安全预警信息,模拟不同工况下工程设施的响应,为管理人员提供多种安全决策方案。例如,在面对洪水等自然灾害时,人工智能系统可根据实时水情、工情数据,预测洪水演进路径和对工程设施的影响,辅助制定科学合理的防洪调度方案,保障工程安全和下游地区人民生命财产安全。

2.2 水资源调度与优化管理

2.2.1 实时水情监测与数据采集

通过物联网技术,实时采集流域内的降水、水位、流量等水情数据。雨量传感器精度可达 ± 0 . 1 m m ,水位传感器测量精度可达 ±1cm,为水资源调度提供准确实时数据。这些数据通过云计算平台进行存储和处理,确保数据的及时性和准确性[1]。

2.2.2 大数据驱动的水资源优化模型

基于大数据分析,建立水资源优化调度模型。模型考虑水资源的供需关系、工程运行约束条件、生态环境需水等因素,通过优化算法求解出最优的水资源分配方案。例如,在干旱季节,通过模型优化调度,可使灌溉用水效率提高,保障农业生产用水需求的同时,兼顾生态环境用水。

2.2.3 智能决策支持系统

构建智能决策支持系统,结合实时水情数据和优化模型计算结果,为水资源调度决策提供可视化界面和智能建议。管理人员可通过系统直观了解水资源动态变化情况,根据智能建议及时调整调度方案,实现水资源的科学合理调配,提高水资源利用效率。

2.3 工程运行维护管理

2.3.1 设备状态监测与故障诊断

利用物联网和传感器技术,对水利水电工程中的机械设备、电气设备等进行状态监测。通过分析设备运行过程中的振动、温度、电流等参数,采用人工智能算法进行故障诊断。

2.3.2 基于云计算的维护资源管理

云计算技术用于整合工程维护资源信息,包括维修人员、维修设备、备品备件等。通过云计算平台,实现维护资源的统一管理和调配,提高维护资源利用效率。同时,利用大数据分析维护历史数据,预测设备维护需求,合理安排维护计划,降低维护成本。

2.3.3 智能化维修辅助系统

开发智能化维修辅助系统,利用增强现实(AR)、虚拟现实(VR)等技术,为维修人员提供设备维修指导。维修人员通过智能终端设备,可获取设备维修的三维模型、操作步骤和注意事项等信息,提高维修效率和质量,减少因维修不当导致的设备损坏风险。

3 智能化技术在水利水电工程管理中的应用策略

3.1 技术集成与平台建设

3.1.1 构建智能化管理平台架构

搭建统一的智能化管理平台,整合物联网、大数据、人工智能等技术。平台架构包括数据采集层、数据传输层、数据处理层和应用层。数据采集层负责采集各类工程数据,数据传输层通过有线或无线通信技术将数据传输至数据处理层,数据处理层利用大数据和人工智能技术对数据进行分析处理,应用层为管理人员提供各类管理应用功能。

3.1.2 技术集成与协同工作

加强不同智能化技术之间的集成与协同工作。例如,将物联网采集的数据与大数据分析技术相结合,为人工智能算法提供数据支持,实现对工程设施的智能监测与分析。同时,促进水利水电工程管理各业务系统之间的数据共享与协同,提高管理效率。

3.1.3 平台安全保障措施

建立完善的平台安全保障体系,确保智能化管理平台的数据安全和系统稳定运行。采用数据加密、访问控制、防火墙等技术手段,防止数据泄露和恶意攻击。定期对平台进行安全检测和漏洞修复,保障平台安全可靠运行[2]。

3.2 人才培养与技术创新

水利水电工程管理智能化,亟需既懂水利水电专业知识,又掌握智能化技术的复合型人才。一方面,高校应加强相关专业学科建设,开设交叉课程;另一方面,对在职管理人员开展智能化技术培训,提升其专业素养与应用能力。同时,加大研发投入,鼓励科研机构和企业针对高精度传感器研发、智能决策算法优化等关键技术问题,开展产学研联合攻关。此外,还应建立技术创新激励机制,对有突出贡献的团队和个人给予奖励。

3.3 政策支持与行业标准制定

政府应出台财政补贴、税收优惠等政策,鼓励水利水电工程管理领域应用智能化技术。同时,制定应用标准和规范,统一数据接口、技术要求与管理流程,以提高规范性与兼容性。此外,还要加强行业内交流与合作,搭建技术交流平台,分享应用经验,实现技术互补与资源共享,推动智能化技术在水利水电工程管理中的发展。

4 结语

本文全面探索了智能化技术在水利水电工程管理中的应用。通过在工程设施监测、水资源调度、运行维护管理等领域的应用,以及实施技术集成、人才培养、政策支持等策略,智能化技术将为水利水电工程管理带来显著变革。

参考文献:

[1] 张忠惠 . 智能化在水利水电工程管理中的应用 [J]. 大众标准化 ,2024,(16):170-172.

[2] 孟虹隐 . 智能化技术在水利工程运行与管理中的应用研究 [J]. 水上安全 ,2024,(14):61-63.

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