探討數(shù)字化、智能化技術(shù)在電力工程建設(shè)中的應(yīng)用

沈銳

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司昆明供電局，云南昆明 650011）

0 引言

隨著數(shù)字化、信息化技術(shù)的發(fā)展，新技術(shù)逐步運(yùn)用到電力工程建設(shè)過程中，如BIM 技術(shù)、智慧工地等在電力工程建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，一定程度上解決了以往電力工程建設(shè)過程中存在人力資源不足工作效率低下、流程環(huán)節(jié)多信息傳遞效率不高、作業(yè)面廣關(guān)鍵環(huán)節(jié)管控不到位等問題，獲得良好應(yīng)用效果。數(shù)字化、智能化技術(shù)的不斷研發(fā)與科學(xué)應(yīng)用，也為BIM 技術(shù)和智慧工地的發(fā)展奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)，使相關(guān)技術(shù)可以更好地服務(wù)于電力工程建設(shè)，讓電力工程更加規(guī)范化、高效化?；诖?，對數(shù)字化、智能化技術(shù)在電力工程建設(shè)中應(yīng)用進(jìn)行分析具有重要意義。

1 BIM 技術(shù)和智慧工地概述

BIM 核心是基于構(gòu)建虛擬建筑三維模型，依托數(shù)字化技術(shù)，為模型提供系統(tǒng)完整的建筑工程信息庫。基于三維模型，使建筑工程信息集成化得到明顯的提升，為參與建設(shè)各方提供工程信息交換以及共享的綜合性平臺。

智慧工地基于信息化手段，以三維設(shè)計(jì)平臺，實(shí)現(xiàn)對工程項(xiàng)目精確設(shè)計(jì)以及施工模擬，基于施工過程管理，構(gòu)建互聯(lián)協(xié)同、科學(xué)管理與智能生產(chǎn)的施工項(xiàng)目信息化生態(tài)圈。同時(shí)，對數(shù)據(jù)位于虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下，以及物聯(lián)網(wǎng)采集獲取的工程信息，共同采取數(shù)據(jù)挖掘分析，提供過程趨勢預(yù)測和專項(xiàng)預(yù)案，對工程施工采取可視化智能管理，確保管理信息化水平得到有效提高。此外，智慧工程對智能技術(shù)、傳感技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、信息技術(shù)等運(yùn)用到建筑、設(shè)備等各方面，并通過互聯(lián)，構(gòu)建“物聯(lián)網(wǎng)”，并同“互聯(lián)網(wǎng)”采取高效整合，使建筑工程更具智能化與科學(xué)化，推動(dòng)建筑行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。

2 數(shù)字化、智能化在電力技術(shù)中的實(shí)踐應(yīng)用

2.1 BIM 實(shí)時(shí)性應(yīng)用

BIM 技術(shù)可對各時(shí)間段電力工程項(xiàng)目信息做出實(shí)時(shí)反映，便于電力工程做出科學(xué)決策。參與建設(shè)單位和人員，可基于項(xiàng)目各階段，位于BIM 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對有關(guān)數(shù)據(jù)添加、獲取以及更新、共享，使電力建設(shè)效率得到可靠保障。此外，BIM 系統(tǒng)同樣具備信息查詢、分析與統(tǒng)計(jì)等功能，可避免部分電力工程所面臨潛在問題，針對造價(jià)管理，同樣可對數(shù)據(jù)采取系統(tǒng)整理和科學(xué)分析，以此制定科學(xué)合理的造價(jià)指標(biāo)。

2.2 BIM 決策性應(yīng)用

BIM 數(shù)據(jù)模型能夠?qū)Y金使用額做出準(zhǔn)確顯示，有利于對盈利目標(biāo)以及資金風(fēng)險(xiǎn)等采取科學(xué)嚴(yán)格控制。與此同時(shí)，構(gòu)建關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫，對電力工程量做出科學(xué)精準(zhǔn)計(jì)算，保證施工預(yù)算效率和精度。除此之外，對時(shí)間段電力工程量和分享單價(jià)等采取系統(tǒng)對比，對項(xiàng)目盈虧做出充分把握，為后期經(jīng)營決策奠定基礎(chǔ)。

2.3 BIM 協(xié)調(diào)性應(yīng)用

電力工程建設(shè)期間，協(xié)調(diào)性十分關(guān)鍵，工程建設(shè)的開展，需對施工、設(shè)計(jì)、業(yè)務(wù)單位等采取統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。設(shè)計(jì)階段，若設(shè)計(jì)人員缺乏交流溝通，勢必對設(shè)計(jì)產(chǎn)生不利影響，并對后續(xù)施工建設(shè)造成嚴(yán)重影響。通過對BIM 技術(shù)加以有效運(yùn)用，依托協(xié)調(diào)性優(yōu)勢，利用BIM 模型，促使各部門和人員保持緊密配合，為電力工程建設(shè)提供可靠保障。

2.4 BIM 集成性應(yīng)用

針對BIM 數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)依托于工程項(xiàng)目所產(chǎn)生，參與建設(shè)各方應(yīng)基于項(xiàng)目情況，對數(shù)據(jù)采取重點(diǎn)維護(hù)和實(shí)時(shí)更新。參與建設(shè)人員可通過BIM 技術(shù)模型，完成對信息數(shù)據(jù)的系統(tǒng)高效整理，并構(gòu)建4D 關(guān)系數(shù)據(jù)庫，使傳統(tǒng)建設(shè)中存在的信息不對稱、不共享、延誤等問題可以徹底解決[1]。

2.5 BIM 精確性應(yīng)用

BIM 數(shù)據(jù)庫能夠?yàn)殡娏こ探ㄔO(shè)需要使用的各類信息數(shù)據(jù)提供基礎(chǔ)保障，快速生成詳細(xì)準(zhǔn)確的設(shè)備明細(xì)表以及材料表等，為電力工程造價(jià)、預(yù)算、決算以及工程量計(jì)算等環(huán)節(jié)提供重要信息支撐。基于對BIM 技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，管理人員能夠通過對BIM模型同現(xiàn)場建設(shè)具體情況做出科學(xué)系統(tǒng)對比，從而對項(xiàng)目做出更加精準(zhǔn)無誤的科學(xué)判斷。

2.6 BIM 可視化應(yīng)用

電力工程建設(shè)階段，BIM 可視化發(fā)揮著非常關(guān)鍵的影響和作用，如針對專業(yè)施工圖紙，以往大多以二維圖紙的形式，在工程建設(shè)前，參建人員對照圖紙往往只能通過經(jīng)驗(yàn)及想象在腦海中形成工程建設(shè)各環(huán)節(jié)的形態(tài)。而BIM 技術(shù)可依托于可視化特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)二維平面的有效轉(zhuǎn)變，以三維立體模型做出展示，便于全部參與建設(shè)人員均能夠依托于可視化狀態(tài)，對項(xiàng)目做出有效的交流溝通，使項(xiàng)目設(shè)計(jì)、施工、管理和運(yùn)營等難度得到明顯降低。

3 基于數(shù)字化、智能化技術(shù)的電力工程建設(shè)

3.1 智慧平臺管理框架

通常情況下，可監(jiān)視管理方面，要求從智能監(jiān)控體系為入手點(diǎn)，重點(diǎn)關(guān)注項(xiàng)目部-指揮中心-監(jiān)管中心三層業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)，對現(xiàn)場監(jiān)控點(diǎn)采取科學(xué)設(shè)計(jì)，使視頻監(jiān)控實(shí)現(xiàn)完全覆蓋，為業(yè)務(wù)開展和后期管理奠定基礎(chǔ)，使電力工程管理可以更加高效。關(guān)于可通信方面，應(yīng)設(shè)計(jì)通信接口與裝置等，對通信網(wǎng)絡(luò)做出科學(xué)選擇，如業(yè)務(wù)簡單區(qū)域，可以無線網(wǎng)為主，受干擾區(qū)域，可以RS485 總線為主。關(guān)于可挖掘方面，需對業(yè)務(wù)各項(xiàng)數(shù)據(jù)加以關(guān)注，如專業(yè)技術(shù)資料、安全管理與質(zhì)量管理和進(jìn)度管理等，基于電力工程具體標(biāo)準(zhǔn)，對項(xiàng)目采取科學(xué)設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)全方位管控。關(guān)于可感知方面，需以內(nèi)部、外部感知為切入點(diǎn)，對資源、施工數(shù)據(jù)以及環(huán)境等進(jìn)行綜合采集以及系統(tǒng)分析，為管理工作提供可靠的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，確保管理可以更加科學(xué)合理[2]。

3.2 智慧平臺功能模塊

3.2.1 基礎(chǔ)設(shè)施層

主要涉及軟硬件配置，涵蓋識別、定位、監(jiān)測等模快。識別期間，以二維碼、面部和指紋的形式為主，利用信息匹配的方式，對人員信息做出快速準(zhǔn)確驗(yàn)證，同時(shí)對人才采取實(shí)名管理，正確匹配可允許進(jìn)入智慧工地，這一技術(shù)也位于各電力工程建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。關(guān)于定位模塊，依托于GPRS、RFID 定位系統(tǒng)，對設(shè)備、施工點(diǎn)位等具體位置做出精準(zhǔn)確定，確?，F(xiàn)場管理有序開展。關(guān)于監(jiān)測模塊，具體構(gòu)成涵蓋視頻檢測裝置、特殊環(huán)境作業(yè)監(jiān)測儀和高位風(fēng)險(xiǎn)檢測裝置等，對現(xiàn)場施工采取綜合管理。

3.2.2 工地感知層

這一層功能模塊設(shè)計(jì)期間，可基于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與可視化感知標(biāo)準(zhǔn)，劃分為資源、空間和風(fēng)險(xiǎn)等部分。資源感知模塊，對現(xiàn)場設(shè)備、物料等采取嚴(yán)格監(jiān)管，以數(shù)字標(biāo)簽、定位系統(tǒng)和資源識別等方式，對物料數(shù)量做出精準(zhǔn)確定，并對數(shù)據(jù)上傳至局域網(wǎng)。同時(shí)，還可對通過資源感知，對人員采取管理，如為現(xiàn)場人員配發(fā)安裝智能芯片的安全帽，依托于安全帽定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位和人數(shù)統(tǒng)計(jì)，以此實(shí)現(xiàn)人員管理。空間感知模塊，基于定位系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，對施工環(huán)境做出科學(xué)分析，對空間可利用率和匹配效果做出具體明確，對施工同設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)一致情況做出明確。風(fēng)險(xiǎn)感知模塊，功能涵蓋施工、環(huán)境和高危風(fēng)險(xiǎn)感知等?，F(xiàn)場施工風(fēng)險(xiǎn)存在極大的復(fù)雜性特點(diǎn)，且存在不可預(yù)測性，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)需根據(jù)氣象預(yù)報(bào)等做出提前預(yù)防，依托于風(fēng)險(xiǎn)感知，可有效增強(qiáng)管控效果。

3.2.3 現(xiàn)場管理層

這一層屬于綜合管理單元，需基于具體標(biāo)準(zhǔn)做出不斷拓展。關(guān)于智慧工地現(xiàn)場管理層，具體涵蓋安全、進(jìn)度、質(zhì)量、技術(shù)和資源管理等單元，需基于具體情況加以完善，并位于綜合管理系統(tǒng)中加以優(yōu)化。這一層所涉及的各模塊同現(xiàn)場存在緊密聯(lián)系，如安全管理期間，依托于數(shù)字化與智能化技術(shù)，運(yùn)用視頻監(jiān)控完成對現(xiàn)場的安全管理，確保工程安全有序開展。運(yùn)用智能頭盔或是智能手環(huán)等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場施工人員的嚴(yán)格管理，確保施工作業(yè)更加標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

又如質(zhì)量管理期間，利用前端工具完成施工質(zhì)量信息的快速準(zhǔn)確采集，并上傳至局域網(wǎng)，進(jìn)而對各數(shù)據(jù)信息采集至綜合系統(tǒng)，依托與平臺獲取相應(yīng)的質(zhì)量工藝標(biāo)準(zhǔn)，并完成質(zhì)量檢查和系統(tǒng)評估，獲取綜合分析結(jié)果，并上傳至綜合監(jiān)控管理平臺，為后期電力工程建設(shè)和管理提供基礎(chǔ)性的決策依據(jù)。

4 綜合管理層

這一層是對現(xiàn)場管理層處理的信息數(shù)據(jù)做出可視化展示，依托于可視化軟件和平臺，對數(shù)據(jù)以圖像、表格等形式做出展示，保證管理人員可以對電力工程建設(shè)的具體情況做出充分了解和掌握，如施工質(zhì)量、進(jìn)度和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)技術(shù)等。同時(shí)，有利于對現(xiàn)場風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警做出嚴(yán)格控制，便于對電力工程建設(shè)做出優(yōu)化調(diào)整，保證安全性的同時(shí)，提供施工管理質(zhì)量[1]。

5 結(jié)語

數(shù)字化、智能化技術(shù)在電力工程建設(shè)中的應(yīng)用前景十分廣泛，其對于提高工程管理效率，提高工程管理的精益化水平具有非常重要的意義，特別是在目前電力企業(yè)越來越注重電力工程安全管理和精益化管理情況下，數(shù)字化、智能化技術(shù)的運(yùn)用可以為工程管理提供全方位支撐。在有條件的情況下，電力工程相關(guān)參建單位應(yīng)盡可能探索并應(yīng)用數(shù)字化、智能化技術(shù)，不斷提高電力工程建設(shè)的管理水平和管理能力，助推電力工程技術(shù)向更加高效、規(guī)范、科學(xué)的方向發(fā)展。