Ez a cikk szisztematikusan áttekinti az intelligens gátépítés technológiai fejlődését, három szakaszra osztva: digitalizáció, digitális hálózatépítés és intelligencia. Elemzi az egyes fázisok műszaki jellemzőit, a kutatás előrehaladását, reprezentatív mérnöki eseteit, feltárja az intelligens építés és az intelligens gátak kapcsolatát, és javaslatot tesz a jövőbeni fejlesztési irányokra. A következő generációs információs technológiák (pl. IoT, mesterséges intelligencia, digitális ikrek) mélyreható integrációja a gátépítés biztonság, magas minőség, hatékonyság, költséghatékonyság és fenntarthatóság irányába történő előrehaladásának alapvető hajtóereje.
II. Az intelligens építkezés fejlesztésének három szakasza
Szimulációs elemzés (feszültség, hőmérséklet mezők).
Digitális érzékelők (GPS helymeghatározás, feszültségmérők) és információkezelő platformok (BIM, SAPTIS).
Főbb jellemzők : Számítástechnikai, kommunikációs és vezérlési technológiák integrációja; digitális felügyeleti berendezések fejlesztése, modellezés és szimuláció. Lehetővé teszi az építési folyamatok digitális felügyeletét és vezérlését (személyzet, anyagok, technikák).
A kutatás előrehaladása :
Esettanulmányok : Three Gorges Project, Xiaowan Project – hitelesített digitális felügyeleti rendszerek, javítva az építés hatékonyságát és biztonságát.
Digitális hálózati fázis
Zárt hurkú vezérléselmélet (kettős hurok: végrehajtási réteg és koordinációs réteg).
Tervezési, kivitelezési és üzemeltetési adatokat integráló hálózati platformok.
Főbb jellemzők : Az internetes technológiákat és az 'Internet+' koncepciókat ötvözi, hogy 'percepció-elemzés-vezérlés' zárt hurkot képezzen. Összekapcsolt és dinamikusan koordinált emberi-információs-fizikai rendszereket valósít meg.
A kutatás előrehaladása :
Esettanulmányok : Baihetan és Wudongde vízerőművek – intelligens tömörítési és hőmérséklet-szabályozási technológiákat alkalmaztak a teljes folyamat optimalizálására.
Főbb jellemzők : AI, big data és blockchain technológiák mély integrációja; intelligens döntéshozatali és adaptív vezérlőrendszerek kialakítása. A digitális iker lehetővé teszi a virtuális-fizikai interakciót; a párhuzamos intelligencia feloldja a bizonytalanságokat összetett rendszerekben.
A kutatás előrehaladása :
Esettanulmányok : Lianghekou és Datengxia projektek – többügynökös együttműködési konstrukció, amely előmozdítja a 'teljes helyszíni intelligenciát'.
III. Az intelligens építkezés és az intelligens gátak kapcsolata
Core Connection : Intelligens konstrukció a gyártási folyamat; intelligens gátak a végtermék.
Megosztott keretrendszer : 'emberi-információs-fizikai rendszereken' és digitális ikertechnológián alapul, amely lehetővé teszi a zárt hurkú életciklus-menedzsmentet (tervezés-építés-üzemeltetés).
Közös célok : Hatékony, biztonságos és fenntartható vízépítési érték elérése.
IV. Jövőbeli fejlődési trendek
Intelligencia-hierarchia frissítése :
A végrehajtási szinttől (egypontos intelligencia, pl. hőmérséklet-szabályozás) a koordinációs szintig (többcélú optimalizálás, pl. ütemezés és minőség kiegyensúlyozása) és szervezeti szintű intelligencia (teljes telephelyi autonómia, pl. pilóta nélküli építkezés).
Főbb technológiai áttörések :
Az intelligens konstrukció általános elméleteinek finomítása; speciális technológiák kidolgozása (pl. repedésgátló betongátakhoz, pilóta nélküli tömörítés föld-kőzetgátakhoz). A digitális ikrek és a párhuzamos intelligencia elmélyítése a rendszer bizonytalanságainak kezelésére.
Szabványosítás és fenntarthatóság :
Műszaki szabványok és felügyeleti protokollok létrehozása az intelligens építkezéshez; integrált tervezési-építési-üzemeltetési rendszerek előmozdítása. A zöld építési elvek beépítése a szén-dioxid-kibocsátás csökkentése és az erőforrás-hatékonyság javítása érdekében.
V. Reprezentatív műszaki alkalmazások
Műszaki terület
Alkalmazási eset
Műszaki kiemelések
Intelligens hőmérséklet-szabályozás
Baihetan Arch Gát
Zárt hurkú visszacsatolásvezérlés a tömegbeton repedés megelőzésére
Pilóta nélküli görgős tömörítés
Earth-Rock Dam projektek
RTK-GPS navigáció valós idejű tömörítési minőségértékeléssel
Digitális iker
Huangdeng gát
Virtuális-fizikai interakció a dinamikus építésoptimalizáláshoz
Intelligens döntéshozatal
Three Gorges Menetrendkezelés
Többcélú optimalizálási algoritmusok a hatékonyság növelésére
VI. Következtetés
A gátépítés mélyreható átalakuláson megy keresztül a digitalizációtól az intelligencia felé. A jövőbeni erőfeszítéseknek a következő generációs IT-nek a vízépítéssel való mélyebb integrációjára, a többügynökös együttműködésben és az adatközpontú döntéshozatalban való áttörésekre, valamint szabványosított rendszerek létrehozására kell összpontosítaniuk a globális vízenergia-projektek biztonságosabb, hatékonyabb és környezetbarátabb eredmények felé történő előmozdítása érdekében.
A BGT Hydromet elkötelezett a DAMS intelligens észlelésbiztonsági monitorozása mellett, közel 3000 kisméretű tározó építésében vettünk részt Kínában az esővízviszonyok és a gátbiztonsági megfigyelési szolgáltatások érdekében, pontos információs garanciát nyújtva a tározók árvízvédelmi küldéséhez, előrejelzéséhez és korai figyelmeztetéséhez.
