水利工程智能化監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用與管理體系構(gòu)建

中圖分類號(hào)：TV61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2096-6903（2025）08-0095-03

0 引言

水利工程建設(shè)對(duì)珠三角地區(qū)的經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展具有不可替代的作用。隨著信息技術(shù)的演進(jìn)，智能化監(jiān)測(cè)技術(shù)逐漸成為提升水利工程管理水平的關(guān)鍵。珠三角地理位置獨(dú)特，氣候條件復(fù)雜，人口密集和經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，對(duì)水利工程的安全性、穩(wěn)定性和環(huán)保性提出了更高要求。采用先進(jìn)的智能化監(jiān)測(cè)技術(shù)，可以有效提高工程質(zhì)量和施工安全，確保項(xiàng)目順利進(jìn)行。通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和動(dòng)態(tài)監(jiān)控，該技術(shù)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決潛在問(wèn)題，促進(jìn)決策科學(xué)化，有助于建立全面覆蓋、高效響應(yīng)的管理體系，從而滿足高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)需求，保障水利工程長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，推動(dòng)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。

1智能監(jiān)測(cè)技術(shù)原理與主要組成

1.1技術(shù)原理

智能監(jiān)測(cè)技術(shù)具有較強(qiáng)的綜合性，其聯(lián)合應(yīng)用人工智能、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù)，將高精尖的傳感器布設(shè)在水利工程項(xiàng)目施工建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)工程項(xiàng)目施工建設(shè)的核心參數(shù)信息做到實(shí)時(shí)掌控，以便為后續(xù)各項(xiàng)工作的有序開(kāi)展做好準(zhǔn)備。

在對(duì)水利工程項(xiàng)目施工建設(shè)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，傳感器發(fā)揮著重要的作用。傳感器采集的所有數(shù)據(jù)信息會(huì)向本地處理中心或者是云端進(jìn)行及時(shí)的傳輸，高質(zhì)量地完成數(shù)據(jù)分析工作。在接收到傳感器上傳的數(shù)據(jù)信息以后，系統(tǒng)使用自身具備的先進(jìn)算法模型和預(yù)設(shè)的閾值來(lái)處理各類數(shù)據(jù)信息，將存在異常的情況及時(shí)篩選出來(lái)。如果有潛在的安全隱患問(wèn)題存在，系統(tǒng)則會(huì)有預(yù)警信號(hào)發(fā)出，水利工程管理人員獲得預(yù)警信息以后，針對(duì)存在的問(wèn)題，采取高效的策略予以解決。

1.2 主要組成

智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)前端組成部分為傳感器網(wǎng)路，其主要作用為對(duì)水利工程施工現(xiàn)場(chǎng)的各類傳感器進(jìn)行科學(xué)的布設(shè)和維護(hù)，使得工程項(xiàng)自施工建設(shè)的重要參數(shù)信息得以實(shí)時(shí)的采集。數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)傳輸傳感器網(wǎng)絡(luò)采集到的各類數(shù)據(jù)信息，保證所有數(shù)據(jù)信息完整、及時(shí)傳遞，該系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議、有線傳輸設(shè)備和無(wú)線傳輸設(shè)備等各項(xiàng)內(nèi)容。數(shù)據(jù)處理和分析平臺(tái)使用人工智能技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)在本地處理中心或者是云端來(lái)分析處理各類數(shù)據(jù)信息，該平臺(tái)能夠深層次挖掘和分析海量數(shù)據(jù)信息，對(duì)潛在的工程風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題做到準(zhǔn)確識(shí)別。智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要輸出部分為預(yù)警與決策支持系統(tǒng)，以數(shù)據(jù)處理和分析平臺(tái)的結(jié)果為依據(jù)，積極開(kāi)展管理建議和預(yù)警信息的生成工作，工程管理人員以該系統(tǒng)給出的信息為依托來(lái)開(kāi)展各項(xiàng)決策工作，使得整個(gè)工程項(xiàng)目施工建設(shè)得以穩(wěn)定實(shí)施。

2智能化監(jiān)測(cè)技術(shù)在水利工程應(yīng)用范疇

2.1質(zhì)量實(shí)時(shí)檢測(cè)

在工程施工區(qū)域內(nèi)，布置成千上萬(wàn)的智能傳感器節(jié)點(diǎn)，形成密集監(jiān)測(cè)網(wǎng)，涵蓋應(yīng)力計(jì)、應(yīng)變計(jì)、滲壓計(jì)等設(shè)備。這些傳感器被應(yīng)用于混凝土澆筑和土方壓實(shí)等環(huán)節(jié)，精準(zhǔn)監(jiān)控土方壓實(shí)參數(shù)、混凝土坍落度及強(qiáng)度等關(guān)鍵指標(biāo)，并對(duì)比質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。一旦出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，立即發(fā)出預(yù)警信息。高級(jí)監(jiān)測(cè)設(shè)備確保對(duì)各施工環(huán)節(jié)的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與跟蹤，有效管理結(jié)構(gòu)位移、壓力及溫濕度等指標(biāo)。各類設(shè)備及時(shí)反饋數(shù)據(jù)，使項(xiàng)目部能夠?qū)崟r(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況，迅速響應(yīng)并調(diào)整施工方案或采取防護(hù)措施。

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠盡早發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，在遭遇惡劣環(huán)境或不穩(wěn)定狀況時(shí)迅速響應(yīng)，最大限度降低不良事故發(fā)生的可能性，確保工程項(xiàng)目施工不受不利影響。通過(guò)持續(xù)跟蹤和分析施工過(guò)程中的各類數(shù)據(jù)，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)施工環(huán)節(jié)的精確控制，還提高了整體管理效率。這種技術(shù)的應(yīng)用使得工程項(xiàng)目能夠在保證質(zhì)量和安全的前提下高效推進(jìn)，為實(shí)現(xiàn)最佳施工效果提供了堅(jiān)實(shí)保障。此外，增強(qiáng)了應(yīng)對(duì)突發(fā)情況的能力，確保施工進(jìn)度和質(zhì)量達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

在水利工程中通過(guò)構(gòu)建起多源數(shù)據(jù)融合機(jī)制，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)信息同設(shè)計(jì)模型、施工計(jì)劃展開(kāi)動(dòng)態(tài)比對(duì)，以此為工程決策給予可視化的有力支持。借助系統(tǒng)自動(dòng)生成階段性分析報(bào)告的方式，輔助管理人員對(duì)工藝偏差以及資源調(diào)配瓶頸予以識(shí)別。于復(fù)雜地質(zhì)條件的情形下，把地質(zhì)雷達(dá)與分布式光纖傳感技術(shù)相結(jié)合，促使隱蔽工程的質(zhì)量可控性得以提升。同時(shí)，將經(jīng)過(guò)脫敏處理后的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)歸入工程數(shù)字孿生平臺(tái)內(nèi)，為后期運(yùn)維提供完整的數(shù)據(jù)鏈支撐作用。憑借該技術(shù)體系的應(yīng)用，推動(dòng)水利工程施工從經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，讓全過(guò)程質(zhì)量追能力得到增強(qiáng)，進(jìn)而為行業(yè)智能化升級(jí)給出可復(fù)制的技術(shù)路徑。

2.2 實(shí)時(shí)監(jiān)控

在水利工程建設(shè)項(xiàng)目中，利用無(wú)人機(jī)與傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境變化及結(jié)構(gòu)健康狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控。無(wú)人機(jī)裝備高分辨率攝像頭和多光譜成像設(shè)備，每小時(shí)可覆蓋 50km² ，提供厘米級(jí)精度的地面圖像。同時(shí)，激光雷達(dá)（LiDAR）系統(tǒng)生成垂直精度 ±2cm 、水平精度 ±3cm 的三維地形模型，助力工程師準(zhǔn)確評(píng)估施工進(jìn)度、土地使用及潛在環(huán)境影響。無(wú)人機(jī)拍攝與視頻監(jiān)控為圖像識(shí)別提供了數(shù)據(jù)支持，通過(guò)分析采集的施工部位圖像，監(jiān)測(cè)施工質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理問(wèn)題。針對(duì)海量數(shù)據(jù)處理需求，項(xiàng)目部署了基于云計(jì)算架構(gòu)的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，具備強(qiáng)大的存儲(chǔ)與計(jì)算能力，每日可處理TB級(jí)別的數(shù)據(jù)量。該平臺(tái)實(shí)時(shí)分析數(shù)據(jù)，自動(dòng)識(shí)別異常模式，并迅速發(fā)送預(yù)警信息。一旦傳感器檢測(cè)到超出預(yù)設(shè)值，系統(tǒng)將在 3min 內(nèi)發(fā)出警報(bào)，通知技術(shù)人員進(jìn)行檢查，確保施工安全與質(zhì)量。這一技術(shù)的應(yīng)用顯著提升了工程項(xiàng)目的管理效率和安全性。

在復(fù)雜氣象條件下，以集成GNSS定位與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的方式，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定巡航以及精準(zhǔn)航跡復(fù)現(xiàn)，從而保障監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的時(shí)空一致性。借助經(jīng)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)預(yù)處理后的視頻流，運(yùn)用輕量化卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提取缺陷特征，以此有效識(shí)別裂縫、滲漏等表觀病害，且讓識(shí)別準(zhǔn)確率非常高。通過(guò)將傳感器網(wǎng)絡(luò)與無(wú)人機(jī)巡檢數(shù)據(jù)在統(tǒng)一時(shí)空基準(zhǔn)下進(jìn)行融合，構(gòu)建起動(dòng)態(tài)更新的施工態(tài)勢(shì)圖。依靠平臺(tái)對(duì)多終端訪問(wèn)的支持，使得管理人員能夠憑借移動(dòng)設(shè)備實(shí)時(shí)調(diào)閱監(jiān)測(cè)結(jié)果，達(dá)成遠(yuǎn)程協(xié)同研判。憑借系統(tǒng)所具備的自診斷功能，對(duì)設(shè)備在線狀態(tài)與數(shù)據(jù)完整性持續(xù)展開(kāi)校驗(yàn)，進(jìn)而確保監(jiān)控鏈條的可靠。

2.3施工進(jìn)度智能化管理

通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)傳感器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工設(shè)備的運(yùn)行速度、運(yùn)行時(shí)間等數(shù)據(jù)進(jìn)行全面收集，可精確掌握設(shè)備工作狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常運(yùn)行情況和故障信息，有效避免施工延誤。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在此基礎(chǔ)上，用于施工進(jìn)度的預(yù)測(cè)與調(diào)整。該技術(shù)綜合考量天氣條件、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及歷史施工數(shù)據(jù)等外部因素，構(gòu)建完善的施工進(jìn)度預(yù)測(cè)模型。此模型能夠提前預(yù)判施工進(jìn)度偏差，確保項(xiàng)目按計(jì)劃推進(jìn)。

利用物聯(lián)網(wǎng)傳感器收集的數(shù)據(jù)作為輸入，結(jié)合先進(jìn)的算法進(jìn)行深度分析，可識(shí)別潛在風(fēng)險(xiǎn)并提供優(yōu)化建議。通過(guò)持續(xù)監(jiān)控實(shí)際進(jìn)展與預(yù)測(cè)模型之間的差異，動(dòng)態(tài)調(diào)整施工計(jì)劃，以應(yīng)對(duì)不可預(yù)見(jiàn)的變化。這不僅提高了施工效率，還增強(qiáng)了項(xiàng)目的可控性和透明度。采用這種基于數(shù)據(jù)分析的方法，有助于提升資源分配的科學(xué)性，減少浪費(fèi)，進(jìn)一步保障工程按時(shí)高質(zhì)量完成。通過(guò)對(duì)各環(huán)節(jié)的精細(xì)化管理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)水利工程建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)度的有效控制，為項(xiàng)目的成功實(shí)施提供了強(qiáng)有力的支持。

2.4人力物力資源管控

在水利工程建設(shè)中，材料智能管控和人員優(yōu)化管理方式。通過(guò)在材料儲(chǔ)備區(qū)部署傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)控庫(kù)存數(shù)量，并利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)采購(gòu)，可有效避免材料短缺或積壓的問(wèn)題。材料到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，立即進(jìn)行信息登記，并詳細(xì)記錄使用情況和損耗。對(duì)于人員管理，從職能部門監(jiān)管、工資發(fā)放到實(shí)名考核系統(tǒng)的投入使用，多層面量化工作績(jī)效，優(yōu)化人力資源配置，顯著提升工作效率。實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化操作流程和技術(shù)規(guī)范，確保數(shù)據(jù)采集、傳輸及分析處理各環(huán)節(jié)高效準(zhǔn)確，促進(jìn)技術(shù)整合與協(xié)同工作。

這些措施為水利工程的安全建設(shè)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)了施工現(xiàn)場(chǎng)全面細(xì)致的監(jiān)控，不僅提升了工程質(zhì)量和安全性，還有效預(yù)防了施工過(guò)程中的潛在風(fēng)險(xiǎn)。綜合應(yīng)用這些先進(jìn)技術(shù)，項(xiàng)目管理得以高效執(zhí)行，保障施工順利進(jìn)行。

3管理體系構(gòu)建策略

3.1構(gòu)進(jìn)組織保障機(jī)構(gòu)

在水利工程建設(shè)項(xiàng)目中設(shè)立各級(jí)水利工程建設(shè)項(xiàng)目部，針對(duì)水利工程建設(shè)項(xiàng)目智能化應(yīng)用可設(shè)置專門的水利工程智能化監(jiān)測(cè)崗位，專注于技術(shù)實(shí)施與運(yùn)維，確保水利工程監(jiān)測(cè)工作的高效執(zhí)行與持續(xù)優(yōu)化。積極與上級(jí)職能監(jiān)管部門溝通聯(lián)系，與建設(shè)、施工、監(jiān)理、質(zhì)監(jiān)方密切聯(lián)系，技術(shù)工作要做到無(wú)縫對(duì)接，并定期組織技術(shù)交流會(huì)議和培訓(xùn)活動(dòng)，增強(qiáng)項(xiàng)目部技術(shù)人員的專業(yè)技能和創(chuàng)新能力，為水利工程智能化管理提供堅(jiān)實(shí)支持。

3.2建立健全管理制度

建立健全水利工程建設(shè)管理制度，以及有關(guān)水利工程智能化監(jiān)測(cè)的管理制度和操作規(guī)程，明確各參建單位的職責(zé)與權(quán)限，確保工作有序進(jìn)行。同時(shí)制定詳盡的操作流程和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為監(jiān)測(cè)活動(dòng)提供清晰指導(dǎo)。上級(jí)職能監(jiān)管部門強(qiáng)化對(duì)智能化監(jiān)測(cè)技術(shù)的監(jiān)管和評(píng)估，建議設(shè)立專門監(jiān)督機(jī)制，定期審查應(yīng)用效果，保證其有效性和可靠性。通過(guò)持續(xù)的技術(shù)評(píng)估識(shí)別改進(jìn)點(diǎn)，并及時(shí)調(diào)整策略，促進(jìn)技術(shù)優(yōu)化升級(jí)。此外，也可以引入第三方評(píng)估機(jī)構(gòu)，提高透明度和公信力，確保智能化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行和效能提升。

3.3構(gòu)建質(zhì)量追體系

以區(qū)塊鏈技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)質(zhì)量數(shù)據(jù)鏈進(jìn)行積極的構(gòu)建，依據(jù)施工流程和施工先后順序來(lái)整合施工記錄和材料檢驗(yàn)報(bào)告等施工質(zhì)量數(shù)據(jù)信息，所有的數(shù)據(jù)信息要具備可追溯性。使用大數(shù)據(jù)技術(shù)來(lái)分析出現(xiàn)問(wèn)題的具體原因，深層次挖掘質(zhì)量數(shù)據(jù)信息，對(duì)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的原因做到準(zhǔn)確掌握，出臺(tái)具有較強(qiáng)實(shí)用性的策略來(lái)提升施工質(zhì)量。

3.4工人培訓(xùn)與教育中使用智能化監(jiān)測(cè)技術(shù)

3.4.1 創(chuàng)新培訓(xùn)方式

使用AR技術(shù)和VR技術(shù)來(lái)開(kāi)展沉浸式培訓(xùn)工作，對(duì)施工操作流程和施工現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行模擬，工程管理人員和施工人員在虛擬的環(huán)境中開(kāi)展技能提升培訓(xùn)工作，使其產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)，可使工程管理人員和施工人員的專業(yè)技術(shù)水平得到顯著提升。做好在線學(xué)習(xí)平臺(tái)建設(shè)工作，平臺(tái)中包含著海量的學(xué)習(xí)資源，工作人員在登錄平臺(tái)以后，可結(jié)合自身實(shí)際情況來(lái)學(xué)習(xí)自己所需知識(shí)。

3.4.2 評(píng)估培訓(xùn)效果

在智能考核系統(tǒng)創(chuàng)建以后，采用實(shí)操模擬和在線答題等方式來(lái)實(shí)時(shí)考核工作人員的培訓(xùn)效果，并對(duì)考核結(jié)果進(jìn)行反饋，使得所有人能夠了解自己學(xué)習(xí)的真實(shí)情況。智能監(jiān)測(cè)技術(shù)可對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息做到智能預(yù)警和分析，對(duì)異常數(shù)據(jù)信息做到自動(dòng)識(shí)別，以預(yù)設(shè)的規(guī)則和閾值為參考來(lái)發(fā)布預(yù)警信息。在應(yīng)用智能化監(jiān)測(cè)技術(shù)以后，可使工程項(xiàng)目管理人員的工作量得到不同程度得減輕，監(jiān)測(cè)工作整體的工作質(zhì)量和工作效率也得到了改變。智能化技術(shù)在對(duì)歷史數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析以后，能夠?qū)こ虪顟B(tài)今后發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，使得管理人員能夠獲取自己所需的各類數(shù)據(jù)信息。優(yōu)化分析培訓(xùn)數(shù)據(jù)信息，所有參與培訓(xùn)人員能夠清楚地認(rèn)識(shí)到自己的不足之處，及時(shí)查漏補(bǔ)缺，促使培訓(xùn)工作能夠取得最佳的效果。

4結(jié)束語(yǔ)

水利工程領(lǐng)域使用智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為珠三角地區(qū)的水利工程施工建設(shè)管理帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。通過(guò)對(duì)先進(jìn)技術(shù)的有效應(yīng)用以及科學(xué)管理體系的構(gòu)建，不僅可以顯著提升工程質(zhì)量和投資效益，還能有效保障施工安全。

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