この論文では、インテリジェントダム建設の技術進化を、デジタル化、デジタルネットワーキング、インテリジェンスの 3 つのフェーズに分けて体系的にレビューします。各フェーズの技術的特徴、研究の進捗状況、代表的なエンジニアリング事例を分析し、インテリジェント建設とスマートダムの関係を探り、将来の開発の方向性を提案します。次世代情報技術 (IoT、AI、デジタルツインなど) の緊密な統合は、安全性、高品質、効率性、費用対効果、持続可能性を目指してダム建設を進めるための中核的な推進力として機能します。
デジタル化フェーズ
材料性能試験 (熱力学、変形、浸透性)。
シミュレーション解析 (応力、温度場)。
デジタル センサー (GPS 測位、応力ひずみゲージ) および情報管理プラットフォーム (BIM、SAPTIS)。
主な特徴: コンピューティング、通信、制御テクノロジーの統合。デジタルモニタリング機器の開発、モデリング、シミュレーション。建設プロセス (人員、資材、技術) のデジタル監視と制御を可能にします。
研究の進捗状況:
ケーススタディ: 三峡プロジェクト、小湾プロジェクト - 検証されたデジタル監視システムにより、建設の効率と安全性が向上しました。
デジタルネットワーキングフェーズ
閉ループ制御理論 (二重ループ: 実行層と調整層)。
設計、建設、運用データを統合するネットワーク化されたプラットフォーム。
主な機能: インターネット テクノロジーと「インターネット +」の概念を組み合わせて、「知覚 - 分析 - 制御」の閉ループを形成します。相互接続され、動的に調整された人間、情報、物理システムを実現します。
研究の進捗状況:
ケーススタディ: 白河潭水力発電所と武東徳水力発電所 - インテリジェントな圧縮技術と温度制御技術を適用してプロセス全体を最適化しました。
インテリジェンスフェーズ
インテリジェントな認識 (IoT センサー)、インテリジェントな意思決定 (機械学習アルゴリズム)、インテリジェントな実行 (無人圧縮装置)。
主な特徴: AI、ビッグデータ、ブロックチェーンテクノロジーの緊密な統合。インテリジェントな意思決定と適応制御システムの確立。デジタルツインは仮想と物理のインタラクションを可能にします。並列インテリジェンスは、複雑なシステムの不確実性を解決します。
研究の進捗状況:
ケーススタディ: 梁河口プロジェクトと大登夏プロジェクト—「フルサイトインテリジェンス」を推進するマルチエージェントの共同建設。
Core Connection : インテリジェントな構築は生産プロセスです。スマートダムは最終製品です。
共有フレームワーク: 「人間-情報-物理システム」とデジタル ツイン テクノロジーに基づいており、クローズド ループのライフサイクル管理 (設計-構築-運用) を可能にします。
共通の目標: 効率的、安全、持続可能な油圧工学的価値の追求。
インテリジェンス階層のアップグレード:
実行レベル (単一ポイントのインテリジェンス、例: 温度制御) から調整レベル (例、多目的の最適化、例: スケジュールと品質のバランス)、および組織レベルのインテリジェンス (サイト全体の自律性、例: 無人建設) まで。
主な技術的進歩:
インテリジェント構築の一般理論を洗練する。特殊技術の開発（例：コンクリートダムのひび割れ防止、土岩ダムの無人締固め）。デジタルツインとパラレルインテリジェンスの応用を深め、システムの不確実性に対処します。
標準化と持続可能性:
インテリジェント建設のための技術標準と管理プロトコルを確立する。設計・施工・運用の一貫体制を推進します。グリーン建設の原則を取り入れて炭素排出量を削減し、資源効率を高めます。
| 技術分野 | 応用事例 | 技術ハイライト |
|---|---|---|
| インテリジェントな温度制御 | 白河潭アーチダム | マスコンクリートのひび割れ防止のための閉ループフィードバック制御 |
| 無人ローラーコンパクション | アースロックダムプロジェクト | リアルタイムの締固め品質評価を備えた RTK-GPS ナビゲーション |
| デジタルツイン | 黄登ダム | 動的な建設最適化のための仮想と物理の相互作用 |
| インテリジェントな意思決定 | 三峡スケジュール管理 | 効率を高める多目的最適化アルゴリズム |
ダム建設はデジタル化からインテリジェンスへの大きな変革を迎えています。今後の取り組みは、次世代 IT と水力工学のより深い統合、マルチエージェントのコラボレーションとデータ主導の意思決定における画期的な進歩、より安全で効率的、より環境に優しい成果に向けて世界的な水力発電プロジェクトを推進するための標準化システムの確立に焦点を当てる必要があります。
BGT ハイドロメットは、DAMS のインテリジェントな知覚安全監視の分野に注力しており、雨水状況およびダムの安全監視サービスのために中国で 3,000 近くの小規模貯水池の建設に参加し、貯水池の洪水制御の発信、予測、および早期警報のための正確な情報保証を提供しています。
