În contextul erei inteligente, progresele rapide în inteligența artificială (AI), Internetul obiectelor (IoT) și big data conduc la transformarea inteligentă a ingineriei hidraulice tradiționale. Ca structură de bază a infrastructurii de apă, construcția de baraje inteligente (ICDAM) – care cuprinde cu design integrat și inteligență de date , construcția inteligentă și operarea și întreținerea inteligente (O&M) – a devenit esențială pentru îmbunătățirea calității, eficienței și siguranței proiectului, încurajând în același timp productivitatea „de înaltă tehnologie, de înaltă eficiență, de înaltă calitate”. Inițiativele politice din China, cum ar fi Orientările pentru dezvoltarea inteligentă a conservării apei și Planul strategic pentru China digitală , accelerează și mai mult saltul de la „baraje digitale” la „baraje inteligente”.
II. Analiza bibliometrică
1. Tendințe de cercetare
1.1 Analiza cronologiei :
Pre-2015: Axat pe digitalizare și informatizare.
După 2015: creșterea cercetării inteligente (învățare profundă, gemeni digitali, echipamente autonome).
1.2 Focus regional :
Literatura chineză : Subliniază practicile de inginerie (gestionarea inteligentă a apei, gemeni digitali).
Literatură internațională : Prioritizează dezvoltarea algoritmilor (rețele neuronale, învățare profundă).
1.3 Colaborare globală :
China conduce cercetarea globală cu parteneriate (SUA, Iran, India), producând de trei ori mai multe rezultate decât alte națiuni.
2. Zone de cercetare fierbinți
Monitorizare inteligentă, gemeni digitali, modele lingvistice mari (LLM), IA generativă, flote de compactare fără echipaj.
III. Concepte de bază și caracteristici ale construcției inteligente de baraj
1. Etape de dezvoltare
Etapa 1.0 : Sisteme bazate pe date specifice sarcinii (de exemplu, monitorizare inteligentă, compactare fără echipaj).
Etapa 2.0 : Modele hibride de mecanisme de date pentru inteligență fiabilă (de exemplu, simulare inteligentă, colaborare în cluster).
Etapa 3.0 : Inteligența autonomă (IDAM-AGI) care permite luarea deciziilor adaptabile pe ciclul de viață complet.
2. Caracteristici cheie
2.1 Proiectare integrată cu mecanism de date :
Fluxuri de lucru optimizate folosind modele surogat și rețele neuronale informate de fizică (PINN) . 2.2 Smart Construction :
Sinergia bidirecțională a datelor AI: fuziunea nestructurată a datelor, calitatea datelor îmbunătățită prin IA.
Echipamente autonome: role de colaborare fără pilot , roboți vibratori inteligenți . 2.3 Simbioză virtuală-fizică :
Gemenii digitali oglindesc dinamic barajele fizice pentru optimizare predictivă.
IV. Avansuri inovatoare
1. Design inteligent
1.1 Algoritmi de optimizare :
Inteligența roiului (ACO, PSO) pentru optimizarea morfologiei barajului, reducerea costurilor și a impactului asupra mediului. 1.2 Structuri noi :
bazată pe LLM Predicția parametrilor cross-modali , modelarea fracturii 3D (NURBS-TIN-Brep).
3. Operare inteligentă
3.1 Analiza comportamentala :
Predicția ML a riscurilor de deformare/infiltrații (XGBoost, LSTM). 3.2 Prognoza inundațiilor :
Mecanismele de atenție spațiotemporale îmbunătățesc precizia rezervorului Three Gorges. 3.3 Întreținere :
Predicția erorilor bazată pe date și optimizarea strategiei.
V. Provocări
Date și modele :
Introducerea manuală a datelor limitează oportunitatea; modelelor de fundație universală le lipsește generalizarea specifică domeniului.
Tehnologie :
Coordonarea complexă a clusterelor eterogene de echipamente ; platforme gemene digitale fragmentate.
Standarde :
Codurile actuale răspund inadecvat nevoilor inteligente (de exemplu, controlul dinamic al temperaturii ).
VI. Direcții viitoare
Modele universale AI :
Dezvoltați IDAM-AGI integrând date multi-surse și grafice de cunoștințe.
Simbioza om-mașină :
Dezvoltați grupuri de echipamente auto-adaptabile (de exemplu, role autonome).
Fuziune profundă a mecanismului de date :
Îmbunătățiți fiabilitatea prin PINN ; optimizare O&M bazată pe hibrid.
Politică și standarde :
Stabiliți coduri care încorporează Metoda SR (simularea întregului proces + reducerea rezistenței).
VII. Concluzie
Construcția inteligentă a barajului a trecut de la Etapa 1.0 (digitizare) la Etapa 2.0 (sisteme inteligente), îmbunătățind semnificativ designul, construcția și eficiența O&M. Avansarea la Etapa 3.0 va necesita modele AI universale, echipamente autonome și fuziune profundă a mecanismelor de date, realizând în cele din urmă un ecosistem de baraj „fără fisuri” de înaltă siguranță și eficiență ridicată . Această evoluție va oferi suport de bază pentru dezvoltarea de înaltă calitate a ingineriei hidraulice a Chinei și va stabili un punct de referință global pentru infrastructura inteligentă.
BGT Hydromet angajată în domeniul monitorizării inteligente a percepției și siguranței DAMS, am participat la construcția a aproape 3.000 de rezervoare mici în China pentru condițiile apei pluviale și serviciile de monitorizare a siguranței barajului, oferind o garanție a informațiilor exacte pentru controlul inundațiilor din rezervor, prognoza și avertizare timpurie.
