自動化信息技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用探討

莊寶慶 張浩

無錫市錫山區(qū)水利局 江蘇 無錫 214000

引言

利用自動化信息技術(shù)可以全面收集數(shù)據(jù)，利用地理空間數(shù)據(jù)定位收集到的數(shù)據(jù)。環(huán)境因素直接影響到水利水電工程建設(shè)，并且二者的聯(lián)系非常緊密，施工單位需要全面勘察周圍情況，因此提高整體工程施工效率。為了順利開展水利工程，需要加大力度建設(shè)信息數(shù)據(jù)庫，因此高效的管理水利工程，因此保障水利水電工程施工的安全性和合理性。

1 概述自動化信息技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢

1.1 自動化信息技術(shù)的特點(diǎn)

1.1.1 抗干擾性比較強(qiáng)。水利水電工程施工規(guī)模比較大，具有較長的周期，在實(shí)際施工中存在較多的不確定因素，因此增加了施工難度，從而影響到水利水電工程的施工質(zhì)量。利用自動化信息技術(shù)之后，有利于提高水利水電工程施工的便利性，施工單位可以根據(jù)工程施工特點(diǎn)完善施工管理系統(tǒng)，有利于規(guī)范性的監(jiān)理施工操作流程，降低干擾因素的負(fù)面影響，順利開展水利水電工程施工，顯著降低水利水電工程施工中的危險性[1]。

1.1.2 適應(yīng)能力強(qiáng)。因為水利水電施工具有很強(qiáng)的復(fù)雜性和系統(tǒng)性，整體施工環(huán)境比較復(fù)雜，利用傳統(tǒng)的建設(shè)模式和管理模式無法滿足水利水電工程施工需求，而利用自動化信息技術(shù)具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，有利于控制整個施工過程，提高施工管理水平，因此保障水利水電施工質(zhì)量。

1.2 優(yōu)勢

在水利水電施工中利用自動化信息技術(shù)，可以有效應(yīng)對施工問題，保障施工質(zhì)量和效率。通過利用自動化信息技術(shù)有利于順利開展施工管理工作，及時處理施工中存在的問題，優(yōu)化施工管理效果。因為水利水電工程具有較長的施工周期，整體投資量比較大，需要施工單位投入較多的人力資源和物力資源等，如果沒有落實(shí)管理工作，將會浪費(fèi)施工資源，同時不利于保障水利水電工程施工的質(zhì)量和安全性。在水利水電工程中利用自動化信息技術(shù)，有利于優(yōu)化配置各項資源，避免浪費(fèi)施工資源，同時可以提高施工便利性，例如利用遙感技術(shù)和水下成像技術(shù)等實(shí)時監(jiān)控水利水電施工過程，確保工程監(jiān)督和管理水平，避免發(fā)生安全風(fēng)險，維護(hù)施工人員的安全性，同時可以保證整體施工質(zhì)量[2]。

2 自動化信息技術(shù)在水利水電工程中應(yīng)用的必要性

2.1 技術(shù)發(fā)展的必然趨勢

水利水電工程建設(shè)直接關(guān)系到人們的日常生活，在社會發(fā)展過程中，人們對于水利水電工程建設(shè)也提出更高的要求，而在實(shí)際施工中信息數(shù)據(jù)采集和分析等工作具有較高的工作難度，而不斷發(fā)展信息化技術(shù)，可以彌補(bǔ)上述不足。當(dāng)前世界各國都在積極建設(shè)信息化社會，再加上信息技術(shù)和通信技術(shù)不斷發(fā)展，因此在水利水電工程施工中利用自動化信息技術(shù)屬于必然趨勢。

2.2 自動化信息技術(shù)的先進(jìn)性

自動化信息技術(shù)具有先進(jìn)性優(yōu)勢，可以推動各個行業(yè)發(fā)展。在水利水電工程施工中利用先進(jìn)的信息技術(shù)，有利于解決各種問題，有利于提高水利水電工程施工效率。通過提供針對性的數(shù)據(jù)信息，并且建立數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)，有利于提高工程施工的精確性，更加科學(xué)的管理水利水電工程，順利開展工程施工，保障整體施工效率[3]。

2.3 促進(jìn)行業(yè)智能化發(fā)展

不斷發(fā)展各項新興技術(shù)，并且在水利水電工程廣泛應(yīng)用，可以提高水利水電工程施工的便利性，利用自動化信息技術(shù)可以開展智能更新和智能調(diào)配等，有利于智能化分析和動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)中心收集的數(shù)據(jù)信息，同時可以向管理部門傳輸水利水電工程潛在的風(fēng)險信息，由管理部門落實(shí)糾正措施，完善水利水電工程管理工作，提高水利水電工程的智能化水平。

3 水利水電工程中自動化信息的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 自動化信息技術(shù)應(yīng)用效率比較低

在水利水電工程施工中自動化信息技術(shù)不夠成熟，這是因為二者結(jié)合度比較低。當(dāng)前水利水電工程施工需要技術(shù)支持，但是水利水電工程缺乏嚴(yán)密的組織結(jié)構(gòu)，在信息收集和轉(zhuǎn)化階段具有較低的集約度，部門之間沒有建立統(tǒng)一的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，因此延長了信息處理周期，降低了信息集中處理效率。此外我國雖然不斷提高技術(shù)支持力度，但是并沒有強(qiáng)制性的要求企業(yè)改善技術(shù)，因為水利水電工程整體信息水平仍舊比較低。行業(yè)技術(shù)研發(fā)力度比較小，現(xiàn)有的資金投入無法支持長遠(yuǎn)發(fā)展。因此在當(dāng)前發(fā)展過程中需要制定科學(xué)在技術(shù)指標(biāo)[4]。

3.2 缺乏專業(yè)的技術(shù)人才

為了充分發(fā)揮出高新技術(shù)軟件的作用，需要建立專業(yè)的人才團(tuán)隊，因此在水利水電工程中利用自動化信息技術(shù)也需要建立專業(yè)的信息技術(shù)團(tuán)隊，可以精確性的收集和整理水利水電工程的數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)并且處理施工中的問題，降低工程損失。對比其他專業(yè)，我國水利水電工程專業(yè)缺乏技術(shù)人才，因此限制了專業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，導(dǎo)致水利水電工程利用的自動化軟硬件相對落后。

4 自動化信息技術(shù)在水利水電工程施工中的應(yīng)用

4.1 門閘監(jiān)控技術(shù)

為了充分發(fā)揮出自動化信息技術(shù)的作用，工作人員需要積極分析新型技術(shù)，結(jié)合區(qū)域性發(fā)展合理利用新型技術(shù)，因此保障水利水電施工質(zhì)量。例如某水利水電工程施工中在攔河閘部位安裝PLC控制柜，可以分別控制不同的啟閉機(jī)，并且在管理處安裝遠(yuǎn)程控制，可以利用遠(yuǎn)程控制方式控制設(shè)備，相互轉(zhuǎn)換控制柜的面板，在內(nèi)部控制過程中，可以結(jié)合實(shí)際情況設(shè)置上位機(jī)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)接受和存儲。啟動PLC單元即可向操作機(jī)中輸送信息，提高工作人員監(jiān)控調(diào)度的合理性[5]。

4.2 利用GIS技術(shù)

GIS技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)立體動畫描述，工作人員可以利用計算機(jī)系統(tǒng)動態(tài)化描述水利水電工程，同時可以在不同的角度設(shè)計水利水電工程，可以在全方位角度調(diào)整工程建設(shè)，提高整體施工的精確度，滿足工程施工要求，同時可以降低工程施工成本。在工程檢測過程中，GIS技術(shù)可以分析地形情況，建設(shè)自動化計算工程之后，架設(shè)應(yīng)急處理方法，同時針對工程分項利用GIS評估災(zāi)難情況，并且及時提出預(yù)警，有效保障工程施工的安全性。

4.3 水文檢測系統(tǒng)

在水利水電工程中水文檢測系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用，關(guān)系到工程發(fā)展，為了獲得精確性的水文檢測結(jié)果，施工單位需要在系統(tǒng)建設(shè)中合理利用相關(guān)信息技術(shù)，提高水文檢測的效率。施工單位利用自動化信息技術(shù)可以即時檢測水文環(huán)境，并且利用網(wǎng)絡(luò)方式向工作人員傳遞數(shù)據(jù)和檢測信息，方便施工單位分析工程內(nèi)部水文環(huán)境，提高安全隱患排查效果。同時利用自動化檢測系統(tǒng)可以綜合整理水文資料，通過數(shù)據(jù)判斷確定工程系統(tǒng)是否存在問題，并且發(fā)生故障風(fēng)險之后可以及時發(fā)布警報，提醒施工人員及時開展安全檢修工作[6]。

在水利水電工程施工中需要設(shè)置六個左右的遙測站和兩個左右的中心站，可以全面覆蓋整個功能層。在流域處還需要建設(shè)監(jiān)測站，在全范圍內(nèi)開展閘門監(jiān)控工作。在設(shè)計水文檢測系統(tǒng)的過程中，還需要利用自報式方式，通過移動網(wǎng)絡(luò)開展通信工作，在申請VPN之后匹配固定的IP地址。利用自動化檢測形式可以及時檢測水位，并且完成現(xiàn)場測試，在原始資源收集和處理階段可以根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，展示出實(shí)際送水情況。因為在不同階段都可以利用水文檢測技術(shù)，在惡劣天氣也可以發(fā)揮出測站的測試作用，并且可以適當(dāng)添加防雷設(shè)計，降低雷擊事故發(fā)生率，為后續(xù)建設(shè)工作奠定基礎(chǔ)。

4.4 工程管理系統(tǒng)

為了順利開展水利水電工程施工，施工單位需要建立管理系統(tǒng)，利用自動化信息技術(shù)完善工程管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)工程管理的信息化和自動化?？梢栽诔杀竟芾砗涂记诠芾硪约叭肆Y源管理階段都可以利用信息管理系統(tǒng)，同時可以保障管理效果。在管理工作中可以利用信息化系統(tǒng)掌握工程進(jìn)度和物資儲備情況等，方便施工單位調(diào)整建設(shè)進(jìn)度，制定科學(xué)的物資采購計劃，確保可以高質(zhì)量地完成施工任務(wù)[7]。

4.5 虛擬環(huán)境技術(shù)

水利水電工程具有較長的周期，整體施工環(huán)境比較惡劣，因此影響到施工建設(shè)。在水利水電工程施工中利用虛擬環(huán)境技術(shù)，可以綜合工程各方面因素完成三維建模，真實(shí)的模擬實(shí)際施工方式，并且制定科學(xué)的施工方案，降低施工風(fēng)險發(fā)生率。利用虛擬環(huán)境技術(shù)可以實(shí)時三維建模，方便施工單位明確施工情況，并且為工程維護(hù)提供便利。

4.6 遙感技術(shù)

很多水利水電工程建設(shè)在山區(qū)，因為山區(qū)地勢比較復(fù)雜，因此存在較多的安全隱患，為了提高施工安全性，在施工中可以利用遙感技術(shù)，實(shí)時采集施工數(shù)據(jù)，并且利用計算機(jī)模擬施工現(xiàn)場的施工環(huán)境，掌握施工現(xiàn)場的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地理環(huán)境，順利開展水利水電施工。

4.7 無人機(jī)技術(shù)

在建設(shè)水利水電工程的過程中利用無人機(jī)技術(shù)，施工人員需要利用無線控制設(shè)備和計算機(jī)程序控制系統(tǒng)等操作無人機(jī)，可以勘察施工中的各種數(shù)據(jù)，實(shí)時監(jiān)督控制施工現(xiàn)場。例如某水利水電工程施工中，施工單位需要通過勘測工作獲取土壤樣本，而傳統(tǒng)的人工操作方式具有較低的施工效率，同時無法保障施工安全性。而利用無人機(jī)可以高效的獲取土壤樣本，再加上無人機(jī)運(yùn)用比較靈活，可以配置機(jī)載設(shè)備，可以順利開展遙感測繪和定點(diǎn)勘察等工作，輔助水利水電工程施工[8]。

5 自動化信息技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用建議

5.1 合理利用工程資金

在水利水電工程建設(shè)中需要利用較多的資金，而在水利水電工程中利用自動化信息技術(shù)，需要在技術(shù)研發(fā)和設(shè)備更新等方面投入資金，合理配置工程資本。在工程造價階段不僅要計算設(shè)備成本，同時需要考慮利用自動化信息技術(shù)節(jié)省的資金量。管理人員需要深入分析自動化信息技術(shù)的本質(zhì)，爭取利用最低的資金獲得預(yù)期工程效益。因為水利水電施工技術(shù)不斷發(fā)展，因此施工單位要注意預(yù)留研發(fā)資金，管理人員需要在宏觀角度科學(xué)使用配比資金。

5.2 建設(shè)專業(yè)人才團(tuán)隊

為了在水利水電工程中充分發(fā)揮出自動化信息技術(shù)的作用，施工單位需要加強(qiáng)建設(shè)專業(yè)人才團(tuán)隊。施工單位需要建立科學(xué)的人才激勵機(jī)制，激發(fā)工作人員的工作積極性，同時還需要定期組織技能培訓(xùn)，在工程施工中充分發(fā)揮出專業(yè)人才的優(yōu)勢。專業(yè)人才培養(yǎng)專業(yè)陣地是學(xué)校，為了培養(yǎng)高素質(zhì)人才，各個高校需要結(jié)合水利水電工程需求創(chuàng)新課程教學(xué)方式，培養(yǎng)出復(fù)合型人才。施工單位和企業(yè)需要建立合作關(guān)系，培養(yǎng)出專業(yè)的人才，并且制定出目標(biāo)計劃，例如可以設(shè)置人才創(chuàng)新基金，鼓勵高校學(xué)生進(jìn)入到工程研發(fā)團(tuán)隊，激發(fā)水利水電工程的活力。此外施工單位需要積極引進(jìn)專業(yè)人才，同時需要做好人才培養(yǎng)工作，為水利水電工程施工奠定人才基礎(chǔ)。

5.3 注重施工管理工作

因為水利水電工程比較復(fù)雜，為了有效利用自動化信息技術(shù)，施工單位需要重視施工管理工作。管理人員需要開發(fā)自動化信息管理方法，彌補(bǔ)傳統(tǒng)施工管理的不足之處，切實(shí)保障施工質(zhì)量。為了強(qiáng)化自動化信息技術(shù)的應(yīng)用，施工單位需要推動標(biāo)志化建設(shè)工作，避免出現(xiàn)重復(fù)性開發(fā)工作，同時需要結(jié)合現(xiàn)代化信息技術(shù)，構(gòu)建水利數(shù)據(jù)中心，為水利水電工程施工和施工管理等工作提供參考。

6 結(jié)束語

在水利水電工程中自動化信息技術(shù)發(fā)揮著重要的作用，因此施工單位需要提高重視力度，結(jié)合工程施工實(shí)際情況利用自動化信息技術(shù)，同時需要加大力度研究自動化信息技術(shù)，提高資金投入力度，注重組建專業(yè)人才團(tuán)隊，保障水利水電工程施工質(zhì)量，推動我國水利行業(yè)健康發(fā)展。