التقدم البحثي في ​​هندسة السدود الذكية في العصر الذكي

1. الخلفية والأهمية

في سياق العصر الذكي ، تقود التطورات السريعة في الذكاء الاصطناعي (AI) ، وإنترنت الأشياء (IoT) ، والبيانات الكبيرة التحول الذكي للهندسة الهيدروليكية التقليدية. باعتبارها الهيكل الأساسي للبنية التحتية للمياه ، بناء السدود الذكية (ICDAM)-فإن تكامل التصميم المتكامل للبيانات , المتكاملة للتصميم ، والتشغيل والصيانة الذكية (O&M) -أصبح محوريًا لتعزيز جودة المشروع والكفاءة والسلامة مع تعزيز 'عالية التكنولوجيا ، عالية فعالية ، عالية التطور. مبادرات السياسة في الصين ، مثل الإرشادات الخاصة بتطوير المحافظة على المياه الذكية والخطة الإستراتيجية الصينية الرقمية ، تزيد من تسريع القفزة من 'السدود الرقمية ' إلى 'السدود الذكية '

---

الثاني. تحليل الببليومترية

1. اتجاهات البحث

1.1 تحليل الجدول الزمني :

• ما قبل عام 2015: ركز الرقمنة والمعلومات على .

• بعد عام 2015: زيادة في الأبحاث الذكية (التعلم العميق ، التوائم الرقمية ، المعدات المستقلة).

1.2 التركيز الإقليمي :

• الأدب الصيني : يؤكد الممارسات الهندسية (إدارة المياه الذكية ، التوائم الرقمية).

• الأدب الدولي : يعطي الأولوية لتطوير الخوارزمية (الشبكات العصبية ، التعلم العميق).

1.3 التعاون العالمي :

• تقود الصين البحوث العالمية مع الشراكات (الولايات المتحدة ، إيران ، الهند) ، تنتج 3 × مخرجات أكثر من الدول الأخرى.

2. مجالات البحث الساخنة

المراقبة الذكية ، التوائم الرقمية ، نماذج اللغة الكبيرة (LLMS) ، الذكاء الاصطناعى التوليدي ، أساطيل الضغط غير المأهولة.

---

ثالثا. المفاهيم الأساسية وميزات بناء السدود الذكية

1. مراحل التنمية

• المرحلة 1.0 : الأنظمة التي تعتمد على البيانات الخاصة بالمهمة (على سبيل المثال ، المراقبة الذكية ، الضغط غير المأهولة).

• المرحلة 2.0 : نماذج آليات البيانات الهجينة للذكاء الموثوق (على سبيل المثال ، المحاكاة الذكية ، التعاون الكتلي).

• المرحلة 3.0 : الذكاء الذاتي المستقل (IDAM-AGI) مما يتيح اتخاذ قرارات التكييف التكيفية.

2. الميزات الرئيسية

2.1 تصميم آلية البيانات المتكاملة :

• سير العمل المحسّن باستخدام نماذج بديلة وشبكات عصبية مستنيرة للفيزياء (PINN) .
  2.2 البناء الذكي :

• تآزر DATA ثنائية الاتجاه: دمج البيانات غير المهيكلة ، جودة البيانات المحسنة AI.

• المعدات المستقلة: بكرات تعاونية غير طبيعية , الروبوتات .
  2.3 الاهتزازات الافتراضية الافتراضية :

• يعكس التوائم الرقمية السدود الفعلية ديناميكيًا للتحسين التنبئي.

---

رابعا. التقدم المبتكرة

1. تصميم ذكي

1.1 خوارزميات التحسين :

• Swarm Intelligence (ACO ، PSO) لتحسين مورفولوجيا السد ، وتقليل التكاليف والآثار البيئية.
  1.2 هياكل جديدة :

• تعزز هياكل التقسيم المدرج وظيفيا (FGPs) من عدم السهولة.

• الأسمنت القائم على MGO يخفف من صراعات التحكم في درجة الحرارة.

2. البناء الذكي

2.1 المحاكاة الديناميكية :

• تحديثات المعلمة في الوقت الحقيقي عبر التوائم الرقمية (على سبيل المثال ، سد Lianghekou).
  2.2 المراقبة الذكية :

• اكتشاف توحيد الحصى (رؤية الآلة) ، تحديد الشاحنات (نماذج YOLO المحسنة).

• تحليل جودة الاهتزاز (Resnet-50 ، التعرف على فيديو الاهتزاز).
  2.3 المعدات المستقلة :

• أساطيل الأسطوانة غير المأهولة (Lianghekou ، مشاريع Shuangjiangkou).

• الروبوتات الاهتزازية التي تعمل بالنيابة (سد Baihetan).
  2.4 الحشو الذكي :

• المستندة إلى LLM تنبؤ المعلمة عبر الوسائط ، نمذجة الكسر ثلاثية الأبعاد (NURBS-TIN-BREP).

3. عملية ذكية

3.1 التحليل السلوكي :

• التنبؤ الذي يحركه ML من مخاطر التشوه/التسرب (XgBoost ، LSTM).
  3.2 التنبؤ بالفيضانات :

• آليات الاهتمام المكاني الزماني تعمل على تحسين دقة الخزان ثلاثة.
  3.3 صيانة :

• التنبؤ بالأخطاء القائم على البيانات وتحسين الاستراتيجية.

---

خامسا التحديات

1. البيانات والنماذج :

• حدود إدخال البيانات اليدوية في الوقت المناسب ؛ نماذج الأساس العالمية تفتقر إلى التعميم الخاص بالمجال.

2. تكنولوجيا :

• التنسيق المعقد لمجموعات المعدات غير المتجانسة ؛ منصات التوأم الرقمية المجزأة.

3. المعايير :

• الرموز الحالية غير معالجة الاحتياجات الذكية (على سبيل المثال ، التحكم في درجة الحرارة الديناميكية ).

---

السادس. الاتجاهات المستقبلية

1. نماذج AI العالمية :

• تطوير Idam-AGI دمج البيانات متعددة المصادر والرسوم البيانية المعرفة.

2. تعايش البشر :

• تطور مجموعات المعدات التي تتكيف الذاتي (على سبيل المثال ، بكرات مستقلة).

3. اندماج آلية البيانات العميقة :

• تعزيز الموثوقية عبر بين . تحسين O & M الهجين.

4. السياسة والمعايير :

• إنشاء رموز تتضمن طريقة SR (محاكاة العملية الكاملة + الحد من القوة).

---

السابع. خاتمة

انتقل بناء السد الذكي من المرحلة 1.0 (الرقمنة) إلى المرحلة 2.0 (الأنظمة الذكية) ، وتحسين التصميم والبناء وكفاءة O&M بشكل كبير. التقدم إلى المرحلة 3.0 نماذج من الذكاء الاصطناعى العالمي ، والمعدات المستقلة ، والاندماج في آلية البيانات العميقة ، في نهاية المطاف تحقيق سيتطلب نظام بيئي عالي السلامة عالي السلامة . سيوفر هذا التطور الدعم التأسيسي لتطوير الهندسة الهيدروليكية عالية الجودة في الصين ويضع معيارًا عالميًا للبنية التحتية الذكية.

BGT Hydromet الملتزمة بمجال مراقبة السلامة الذكية للتصور للسدود ، شاركنا في بناء ما يقرب من 3000 خزان صغير في الصين لظروف مياه الأمطار وخدمات مراقبة سلامة السدود ، مما يوفر ضمانًا دقيقًا لإرسال الخزان والتحكم في الفيضانات والتنبؤ المبكر.