Šiame darbe sistemingai apžvelgiama išmaniosios užtvankos statybos technologinė raida, suskirstant ją į tris fazes: skaitmeninimą, skaitmeninį tinklą ir intelektą. Joje analizuojamos kiekvienos fazės techninės charakteristikos, tyrimų eiga ir reprezentatyvūs inžineriniai atvejai, tiriamas intelektualios statybos ir išmaniųjų užtvankų ryšys, siūlomos ateities plėtros kryptys. Gilus naujos kartos informacinių technologijų (pvz., IoT, AI, skaitmeninių dvynių) integravimas yra pagrindinė varomoji jėga, skatinanti užtvankų statybą siekiant saugumo, aukštos kokybės, efektyvumo, ekonomiškumo ir tvarumo.
II. Trys pažangios statybos plėtros etapai
Skaitmeninimo etapas
Medžiagos eksploatacinių savybių (termodinamikos, deformacijos, pralaidumo) bandymai.
Modeliavimo analizė (streso, temperatūros laukai).
Skaitmeniniai jutikliai (GPS padėties nustatymas, įtempių ir deformacijų matuokliai) ir informacijos valdymo platformos (BIM, SAPTIS).
Pagrindinės savybės : Kompiuterių, ryšių ir valdymo technologijų integravimas; skaitmeninės stebėjimo įrangos kūrimas, modeliavimas ir modeliavimas. Įgalina skaitmeninį statybos procesų (personalo, medžiagų, technikos) stebėjimą ir valdymą.
Tyrimo pažanga :
Atvejų analizė : Trijų tarpeklių projektas, Xiaowan projektas – patvirtintos skaitmeninės stebėjimo sistemos, pagerinančios statybos efektyvumą ir saugą.
Skaitmeninio tinklo etapas
Uždarojo ciklo valdymo teorija (dvi kilpos: vykdymo sluoksnis ir koordinavimo sluoksnis).
Tinklinės platformos, integruojančios projektavimo, statybos ir eksploatacinius duomenis.
Pagrindinės savybės : sujungia interneto technologijas ir 'Internet+' koncepcijas, kad sudarytų 'suvokimo analizės ir valdymo' uždarą kilpą. Pasiekia tarpusavyje susijusias ir dinamiškai suderintas žmogaus-informacijos-fizines sistemas.
Tyrimo pažanga :
Atvejų tyrimai : Baihetan ir Wudongde hidroelektrinės – taikytos išmaniosios tankinimo ir temperatūros valdymo technologijos, skirtos visam procesui optimizuoti.
Pagrindinės savybės : gili AI, didelių duomenų ir blokų grandinės technologijų integracija; pažangių sprendimų priėmimo ir adaptyvių valdymo sistemų sukūrimas. Skaitmeninis dvynys įgalina virtualią-fizinę sąveiką; lygiagretus intelektas išsprendžia neapibrėžtumus sudėtingose sistemose.
Tyrimo pažanga :
Atvejo analizės : Lianghekou ir Datengxia projektai – kelių agentų bendradarbiavimas, tobulinantis 'visos svetainės intelektą'.
III. Pažangios statybos ir išmaniųjų užtvankų ryšys
Pagrindinė jungtis : Pažangi konstrukcija yra gamybos procesas; išmaniosios užtvankos yra galutinis produktas.
Bendra sistema : pagrįsta 'žmogaus informacijos ir fizinėmis sistemomis' ir skaitmenine dvynių technologija, įgalinančia uždaro ciklo gyvavimo ciklo valdymą (projektavimas-konstravimas-eksploatavimas).
Bendri tikslai : veiksmingos, saugios ir tvarios hidrotechnikos vertės siekimas.
IV. Ateities plėtros tendencijos
Intelektinės hierarchijos atnaujinimas :
Nuo vykdymo lygio (vieno taško intelektas, pvz., temperatūros kontrolė) iki koordinavimo lygio (kelių tikslų optimizavimas, pvz., grafiko ir kokybės subalansavimas) ir organizacinio lygio žvalgybos (visos vietos autonomija, pvz., nepilotuojama statyba).
Pagrindiniai technologiniai laimėjimai :
Išgryninti bendrąsias protingos statybos teorijas; sukurti specializuotas technologijas (pvz., betoninių užtvankų apsaugos nuo įtrūkimų, žemės ir uolienų užtvankų nepilotuojamas tankinimas). Išplėskite skaitmeninių dvynių ir lygiagrečiojo intelekto taikymą, kad pašalintumėte sistemos neapibrėžtumus.
Standartizavimas ir tvarumas :
Nustatyti intelektualios statybos techninius standartus ir valdymo protokolus; skatinti integruotas projektavimo-konstravimo-eksploatavimo sistemas. Įtraukite ekologiškos statybos principus, kad sumažintumėte anglies dvideginio išmetimą ir padidintumėte išteklių naudojimo efektyvumą.
V. Reprezentatyvūs techniniai pritaikymai
Techninės srities
taikymo atvejis
Techniniai akcentai
Protingas temperatūros valdymas
Baihetano arkos užtvanka
Uždarojo ciklo grįžtamojo ryšio valdymas masinio betono įtrūkimų prevencijai
Nepilotuojamas volo tankinimas
„Earth-Rock“ užtvankos projektai
RTK-GPS navigacija su tankinimo kokybės įvertinimu realiuoju laiku
Skaitmeninis dvynys
Huangdengo užtvanka
Virtuali-fizinė sąveika dinamiškam statybos optimizavimui
Protingas sprendimų priėmimas
Trijų tarpeklių tvarkaraščio valdymas
Kelių tikslų optimizavimo algoritmai efektyvumui padidinti
VI. Išvada
Užtvankos statyba iš esmės keičiasi iš skaitmeninimo į intelektualumą. Ateities pastangos turėtų būti sutelktos į gilesnę naujos kartos IT integraciją su hidrotechnika, kelių agentų bendradarbiavimo ir duomenimis pagrįstų sprendimų priėmimo proveržį ir standartizuotų sistemų kūrimą, kad pasauliniai hidroenergijos projektai būtų saugesni, efektyvesni ir ekologiškesni.
„BGT Hydromet“, įsipareigojusi vykdyti intelektualaus DAMS suvokimo saugos stebėjimo sritį, dalyvavome statant beveik 3000 mažų rezervuarų Kinijoje lietaus vandens sąlygoms ir užtvankų saugos stebėjimo paslaugoms, suteikdami tikslią informaciją apie rezervuaro potvynių kontrolės siuntimą, prognozavimą ir išankstinį įspėjimą.
