본 논문에서는 지능형 댐 건설의 기술 진화를 디지털화, 디지털 네트워킹, 지능의 세 단계로 나누어 체계적으로 검토합니다. 단계별 기술적 특성과 연구 진행 상황, 대표적인 엔지니어링 사례를 분석하고, 지능형 건설과 스마트댐의 관계를 탐색하며, 향후 발전 방향을 제시한다. 차세대 정보 기술(예: IoT, AI, 디지털 트윈)의 긴밀한 통합은 댐 건설을 안전, 고품질, 효율성, 비용 효율성 및 지속 가능성으로 발전시키는 핵심 동인 역할을 합니다.
디지털화 단계
재료 성능 테스트(열역학, 변형, 투과성)
시뮬레이션 분석(응력, 온도장).
디지털 센서(GPS 포지셔닝, 응력-변형 게이지) 및 정보 관리 플랫폼(BIM, SAPTIS).
주요 특징 : 컴퓨팅, 통신 및 제어 기술의 통합; 디지털 모니터링 장비 개발, 모델링 및 시뮬레이션. 건설 프로세스(인력, 자재, 기술)의 디지털 모니터링 및 제어가 가능합니다.
연구 진행 :
사례 연구 : 삼협 프로젝트, Xiaowan 프로젝트 - 디지털 모니터링 시스템을 검증하여 건설 효율성과 안전성을 향상시켰습니다.
디지털 네트워킹 단계
폐쇄 루프 제어 이론(이중 루프: 실행 계층 및 조정 계층).
설계, 건설, 운영 데이터를 통합하는 네트워크 플랫폼입니다.
주요 특징 : 인터넷 기술과 '인터넷+' 개념을 결합하여 '인식-분석-제어' 폐쇄 루프를 형성합니다. 인간-정보-물리 시스템이 상호 연결되고 동적으로 조정되는 시스템을 구현합니다.
연구 진행 :
사례 연구 : Baihetan 및 Wudongde 수력발전소 - 전체 공정 최적화를 위해 지능형 압축 및 온도 제어 기술을 적용했습니다.
지능 단계
지능형 인식(IoT 센서), 지능형 의사결정(머신러닝 알고리즘), 지능형 실행(무인압축장비).
주요 특징 : AI, 빅데이터 및 블록체인 기술의 긴밀한 통합; 지능형 의사결정 및 적응형 제어 시스템 구축. 디지털 트윈은 가상-물리적 상호작용을 가능하게 합니다. 병렬 지능은 복잡한 시스템의 불확실성을 해결합니다.
연구 진행 :
사례 연구 : Lianghekou 및 Datengxia 프로젝트 - '전체 사이트 인텔리전스'를 발전시키는 다중 에이전트 협업 구축.
핵심 연결 : 지능형 건설은 생산 과정입니다. 스마트 댐은 최종 제품입니다.
공유 프레임워크 : '인간-정보-물리 시스템'과 디지털 트윈 기술을 기반으로 폐쇄 루프 라이프사이클 관리(설계-구축-운영)가 가능합니다.
공유 목표 : 효율적이고 안전하며 지속 가능한 유압 공학 가치 추구.
인텔리전스 계층 업그레이드 :
실행 수준(단일 지점 지능, 예: 온도 제어)에서 조정 수준(다목적 최적화, 예: 일정 및 품질 균형 조정) 및 조직 수준 지능(예: 전체 현장 자율성, 예: 무인 건설)까지.
주요 기술 혁신 :
지능형 건설의 일반 이론을 개선합니다. 콘크리트댐 균열방지, 토석댐 무인다짐 등 특화기술 개발 시스템 불확실성을 해결하기 위해 디지털 트윈과 병렬 인텔리전스의 적용을 심화합니다.
표준화 및 지속 가능성 :
지능형 건설을 위한 기술 표준 및 관리 프로토콜을 수립합니다. 설계-시공-운영 통합 시스템을 추진합니다. 녹색 건설 원칙을 통합하여 탄소 배출을 줄이고 자원 효율성을 높입니다.
| 기술 분야 | 적용 사례 | 기술 하이라이트 |
|---|---|---|
| 지능형 온도 제어 | 바이허탄 아치댐 | 대량 콘크리트 균열 방지를 위한 폐쇄 루프 피드백 제어 |
| 무인 롤러 다짐 | Earth-Rock 댐 프로젝트 | 실시간 다짐 품질 평가를 통한 RTK-GPS 탐색 |
| 디지털 트윈 | 황등댐 | 동적 건설 최적화를 위한 가상-물리적 상호작용 |
| 지능적인 의사결정 | 삼협일정 관리 | 효율성을 높이는 다중 목표 최적화 알고리즘 |
댐 건설은 디지털화에서 지능화로 엄청난 변화를 겪고 있습니다. 향후 노력은 차세대 IT와 유압 엔지니어링의 심층 통합, 다중 에이전트 협업 및 데이터 중심 의사 결정의 획기적인 발전, 글로벌 수력 발전 프로젝트를 보다 안전하고 효율적이며 친환경적인 결과로 발전시키기 위한 표준화된 시스템 구축에 중점을 두어야 합니다.
BGT Hydromet은 DAMS의 지능형 인식 안전 모니터링 분야에 전념하고 있으며 빗물 상태 및 댐 안전 모니터링 서비스를 위해 중국에서 약 3,000개의 작은 저수지 건설에 참여하여 저수지 홍수 제어 파견, 예측 및 조기 경보에 대한 정확한 정보 보장을 제공합니다.
