水運工程監(jiān)理中新型技術(shù)的應(yīng)用展望

張鯤鵬

（秦皇島方圓港灣工程監(jiān)理有限公司，河北 秦皇島 066000）

0 引言

工程監(jiān)理在水運工程項目建設(shè)中扮演著至關(guān)重要的角色，以確保項目質(zhì)量、安全和進度達到預(yù)期目標(biāo)。隨著科技的迅速發(fā)展和創(chuàng)新，遙感技術(shù)、無人機、數(shù)據(jù)分析與人工智能等新型技術(shù)在水運工程監(jiān)理中的應(yīng)用也逐漸成為研究的熱點。本文將結(jié)合現(xiàn)有研究成果，全面分析和探討新型技術(shù)在水運工程監(jiān)理中的應(yīng)用，并展望其未來發(fā)展方向，旨在為水運工程監(jiān)理實踐提供理論指導(dǎo)和經(jīng)驗借鑒，促進監(jiān)理工作的質(zhì)量和效率提升。

1 水運工程監(jiān)理概述

在水運工程中，工程監(jiān)理的角色至關(guān)重要。作為獨立的第三方業(yè)主代表，監(jiān)理人員承擔(dān)全面監(jiān)督和管理施工過程的責(zé)任。他們具備豐富的專業(yè)知識和經(jīng)驗，能夠?qū)崟r監(jiān)測和評估施工現(xiàn)場，并提供技術(shù)指導(dǎo)和決策支持。

工程監(jiān)理的角色涵蓋了質(zhì)量監(jiān)督、進度管理、安全監(jiān)管、合同管理、技術(shù)支持以及文件和報告編制等多個方面。通過質(zhì)量監(jiān)督，確保施工過程中的質(zhì)量控制符合標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求；進度管理則確保項目按計劃進行，及時解決延誤或進度偏差的問題；安全監(jiān)管致力于預(yù)防和減少施工現(xiàn)場的事故風(fēng)險；合同管理旨在監(jiān)督合同的履行，保障權(quán)益。監(jiān)理人員還要提供技術(shù)支持，解決施工過程中的技術(shù)問題和難題；此外，編制相關(guān)文件和報告，記錄和總結(jié)施工過程中的重要信息。通過扮演這些角色，工程監(jiān)理在水運工程項目中發(fā)揮著重要的監(jiān)督、管理和咨詢作用，確保項目按照設(shè)計要求和合同條款順利進行并達到預(yù)期目標(biāo)[1]。

2 新型技術(shù)在監(jiān)理中的應(yīng)用及趨勢

2.1 遙感技術(shù)

遙感技術(shù)在水運工程監(jiān)理中的應(yīng)用前景將十分廣泛。它可以通過衛(wèi)星和航空遙感獲取高分辨率的圖像數(shù)據(jù)，用于多個方面的監(jiān)測和評估。

（1）在施工現(xiàn)場監(jiān)測方面，監(jiān)理人員可以利用遙感圖像數(shù)據(jù)對施工進展、材料堆放和工程設(shè)備進行監(jiān)測，確保施工按計劃進行。

（2）遙感技術(shù)還可應(yīng)用于河流和航道管理，通過遙感影像監(jiān)測水文特征、水質(zhì)變化和水流速度等參數(shù)，優(yōu)化航道設(shè)計和改善維護計劃。

（3）遙感技術(shù)還可用于環(huán)境監(jiān)測，評估工程對周圍水體、土地和生態(tài)系統(tǒng)的影響，并采取環(huán)境保護措施；無人機航拍結(jié)合遙感技術(shù)的圖像處理和分析，可用于巡檢和檢測工程的建筑結(jié)構(gòu)、設(shè)備狀態(tài)和維護情況。

（4）遙感技術(shù)還可用于施工進度監(jiān)控，通過獲取高時空分辨率的圖像和數(shù)據(jù)，監(jiān)理人員可以對施工進度進行評估和管理，確保項目按時完成。

總之，遙感技術(shù)可以為水運工程監(jiān)理提供高效、全面和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和信息，有效提高了監(jiān)理效能和工程質(zhì)量。

2.2 無人機技術(shù)

無人機技術(shù)在水運工程監(jiān)理中有多方面的應(yīng)用。

（1）通過無人機的航拍方式，監(jiān)理人員可以獲取施工現(xiàn)場的高分辨率影像和視頻數(shù)據(jù)，實現(xiàn)施工進度的監(jiān)測。監(jiān)理人員可以將這些數(shù)據(jù)與施工計劃進行比對，及時發(fā)現(xiàn)并解決施工延誤或偏差的問題。

（2）無人機配備高精度的攝像設(shè)備和傳感器，可以對工程質(zhì)量進行檢查和評估。通過無人機的航拍，監(jiān)理人員能夠?qū)崟r獲取工程質(zhì)量的信息，迅速發(fā)現(xiàn)潛在的問題或缺陷，并采取糾正措施。

（3）無人機還可用于環(huán)境監(jiān)測，通過搭載的多光譜傳感器和熱紅外相機等設(shè)備，實時獲取水運工程周邊環(huán)境的數(shù)據(jù)。監(jiān)理人員可以利用無人機獲取的圖像和數(shù)據(jù)，監(jiān)測水質(zhì)、水位、植被覆蓋等環(huán)境參數(shù)，評估工程對環(huán)境的影響，并采取相應(yīng)的環(huán)境保護措施。

（4）無人機還可進行安全巡查，監(jiān)測危險區(qū)域、施工現(xiàn)場以及設(shè)備運行情況，幫助發(fā)現(xiàn)安全隱患并降低事故風(fēng)險。

（5）無人機還可以進行三維建模和測量，通過激光雷達或相機陣列等設(shè)備獲取點云數(shù)據(jù)，生成精確的水運工程三維模型，用于工程設(shè)計、變形監(jiān)測和施工質(zhì)量評估。

總之，無人機技術(shù)在水運工程監(jiān)理中的應(yīng)用范圍廣泛，可以提供全面的信息支持，實現(xiàn)施工進度監(jiān)測、工程質(zhì)量檢查、環(huán)境監(jiān)測、安全巡查以及三維建模與測量等目標(biāo)。無人機技術(shù)的應(yīng)用將為水運工程監(jiān)理帶來更高效、準(zhǔn)確和可靠的監(jiān)測和管理手段。

2.3 數(shù)據(jù)分析與人工智能

通過應(yīng)用數(shù)據(jù)分析和人工智能新型技術(shù)可以提升水運工程監(jiān)理的智能化水平，改善施工質(zhì)量和安全性，并為決策制定提供科學(xué)依據(jù)，推動水運工程監(jiān)理的可持續(xù)發(fā)展[2]。

（1）監(jiān)理人員可以利用傳感器、監(jiān)測設(shè)備和無人機等進行數(shù)據(jù)采集，獲取水位、水質(zhì)、溫度、流速等參數(shù)的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)采集和處理技術(shù)，監(jiān)理人員可以整合、清洗和分析這些數(shù)據(jù)，獲取準(zhǔn)確的工程狀態(tài)和趨勢信息。

（2）數(shù)據(jù)分析技術(shù)可以識別異常情況和潛在風(fēng)險，建立預(yù)警系統(tǒng)，預(yù)測工程問題并采取干預(yù)措施，降低工程事故風(fēng)險。

（3）監(jiān)理人員還可以利用數(shù)據(jù)分析評估施工質(zhì)量，識別缺陷和不合格項，并提供改進方案。數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)還可以預(yù)測和優(yōu)化水運工程的發(fā)展和運營，幫助制定長期規(guī)劃和資源配置。

（4）數(shù)據(jù)分析與人工智能技術(shù)為監(jiān)理人員提供決策支持，生成可視化報告和指標(biāo)，幫助做出準(zhǔn)確的決策和制定有效的管理策略。

2.4 智能監(jiān)測設(shè)備和傳感器

新型智能監(jiān)測設(shè)備和傳感器在水運工程監(jiān)理中發(fā)揮了重要作用。

（1）水位傳感器可以實時監(jiān)測水位變化，幫助進行洪水預(yù)警和水位調(diào)控。

（2）水質(zhì)傳感器可以監(jiān)測水質(zhì)參數(shù)，進行水環(huán)境評估和污染監(jiān)測。

（3）溫度傳感器可以監(jiān)測水溫變化，有助于了解水體熱力狀況和保護水生態(tài)。振動傳感器可以監(jiān)測結(jié)構(gòu)振動，及時發(fā)現(xiàn)偏離和損壞情況。

（4）水流傳感器可以測量水流速度和方向，用于航道規(guī)劃和水運安全。

（5）智能監(jiān)測設(shè)備可以實時監(jiān)測船舶位置和動力設(shè)備運行狀態(tài)，幫助掌握航運情況和進行設(shè)備管理。

這些智能監(jiān)測設(shè)備和傳感器的應(yīng)用提供了全面的工程狀態(tài)信息，為監(jiān)理人員提供精細(xì)化管理和決策支持。通過這些技術(shù)手段，水運工程可以提高運行效率、安全性和可持續(xù)發(fā)展水平。

3 新型技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢

3.1 提高監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集的效率

新型技術(shù)應(yīng)用在水運工程監(jiān)理中的優(yōu)勢在于提高了監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集的效率。

（1）這些技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)實時監(jiān)測，通過無人機和傳感器等設(shè)備即時獲取工程現(xiàn)場的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，避免了傳統(tǒng)手段中的人工巡查和定期采集數(shù)據(jù)的費時費力，提高了監(jiān)測的實時性和準(zhǔn)確性。

（2）新型技術(shù)實現(xiàn)了自動化數(shù)據(jù)采集，通過設(shè)置自動化傳感器網(wǎng)絡(luò)或無人機巡航路徑，可以減少人力投入和手動操作，高效地采集大范圍區(qū)域的數(shù)據(jù)，提高了采集效率和覆蓋范圍。

（3）新型技術(shù)具備高精度測量能力，可以準(zhǔn)確測量各種參數(shù)，如水位、水質(zhì)、振動等，為監(jiān)理人員提供準(zhǔn)確的工程狀態(tài)信息，支持決策和解決問題。

（4）新型技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)處理技術(shù)和算法，可以從海量數(shù)據(jù)中提取有價值的信息，進行數(shù)據(jù)分析和模型建立，有助于發(fā)現(xiàn)隱藏的規(guī)律和趨勢，為監(jiān)理決策提供科學(xué)依據(jù)。

（5）新型技術(shù)支持遠程監(jiān)控和遙控操作，監(jiān)理人員可以通過云平臺或遠程控制系統(tǒng)實時監(jiān)測工程現(xiàn)場，遠程操作設(shè)備，提高了監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集的效率，減少了人員親臨現(xiàn)場的需求。

3.2 提升對工程質(zhì)量和安全的監(jiān)控能力

新型技術(shù)應(yīng)用在水運工程監(jiān)理中的優(yōu)勢在于增強了對工程質(zhì)量和安全的監(jiān)控能力，提供了更全面、準(zhǔn)確的監(jiān)測和控制手段。

（1）這些技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)實時監(jiān)測，如遙感技術(shù)和無人機等設(shè)備可以實時獲取工程現(xiàn)場的狀態(tài)和變化。監(jiān)理人員可以通過及時獲得的數(shù)據(jù)快速發(fā)現(xiàn)問題和異常情況，采取措施進行調(diào)整和干預(yù)，提高對工程質(zhì)量和安全的監(jiān)控能力。

（2）新型技術(shù)可以進行多維度數(shù)據(jù)采集，包括圖像、聲音、溫度、濕度等多種參數(shù)和指標(biāo)。通過綜合分析多維度數(shù)據(jù)，監(jiān)理人員可以全面了解工程狀態(tài)，識別潛在的質(zhì)量和安全隱患，提高監(jiān)控的全面性和準(zhǔn)確性。

（3）新型技術(shù)具備高精度測量能力，能夠準(zhǔn)確測量工程的各種尺寸、形狀和參數(shù)。通過精確的測量數(shù)據(jù)，監(jiān)理人員可以評估工程質(zhì)量的符合性，及時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題并采取相應(yīng)的糾正措施。

（4）新型技術(shù)結(jié)合數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)，具備預(yù)警和預(yù)測功能。監(jiān)理人員可以通過建立預(yù)警模型和預(yù)測算法，提前發(fā)現(xiàn)潛在的質(zhì)量和安全風(fēng)險，并采取相應(yīng)的預(yù)防措施，有效降低發(fā)生事故和質(zhì)量問題的概率[3]。

3.3 優(yōu)化監(jiān)理決策和管理流程

新型技術(shù)應(yīng)用在水運工程監(jiān)理中具有優(yōu)化監(jiān)理決策和管理流程的潛力，為監(jiān)理工作提供更科學(xué)、高效的決策支持和管理手段。

（1）通過數(shù)據(jù)驅(qū)動決策，新型技術(shù)能夠收集大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)和相關(guān)信息，并進行數(shù)據(jù)分析和挖掘。監(jiān)理人員可以依據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，針對性地制定決策和措施，提高決策的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

（2）實時監(jiān)控與預(yù)警是新型技術(shù)的優(yōu)勢之一。實時監(jiān)測能力使監(jiān)理人員能夠及時了解工程現(xiàn)場的狀態(tài)和變化，結(jié)合預(yù)警系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對潛在問題的及早預(yù)警和快速響應(yīng)。監(jiān)理人員可以根據(jù)實時數(shù)據(jù)和預(yù)警信息，及時調(diào)整監(jiān)理策略和措施，降低風(fēng)險并保證工程質(zhì)量和安全。

（3）新型技術(shù)提供了整合與協(xié)同管理的平臺，促進監(jiān)理人員之間協(xié)同工作和信息交流。通過實現(xiàn)監(jiān)理數(shù)據(jù)的整合和統(tǒng)一管理，可以提高監(jiān)理流程的效率和一致性，減少信息傳遞的延遲和誤差。

（4）自動化與智能化管理是新型技術(shù)的另一個優(yōu)勢。人工智能、機器學(xué)習(xí)等技術(shù)可以實現(xiàn)監(jiān)理過程的自動化處理和智能化分析。監(jiān)理人員可以借助自動化工具和智能算法，快速處理大量監(jiān)測數(shù)據(jù)，識別潛在問題和異常情況，提供決策支持和管理建議。

4 未來展望與挑戰(zhàn)

4.1 智能化監(jiān)測與管理

隨著物聯(lián)網(wǎng)、傳感器技術(shù)和人工智能的不斷發(fā)展，水運工程監(jiān)理將趨向智能化。智能傳感器的廣泛應(yīng)用可以實現(xiàn)對關(guān)鍵參數(shù)和工程狀態(tài)的實時監(jiān)測，而人工智能算法可以通過數(shù)據(jù)分析和預(yù)測，提供更準(zhǔn)確的監(jiān)測結(jié)果和預(yù)警信息，從而優(yōu)化監(jiān)理決策和管理流程。

4.2 多模態(tài)數(shù)據(jù)融合

未來水運工程監(jiān)理中，多模態(tài)數(shù)據(jù)融合的應(yīng)用將更加廣泛。結(jié)合遙感數(shù)據(jù)、無人機影像、傳感器數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)來源，可以提供全面的工程信息，包括工程結(jié)構(gòu)、水文環(huán)境、交通流量等方面的數(shù)據(jù)，以支持更準(zhǔn)確的監(jiān)測、分析和決策。

4.3 虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)有望在水運工程監(jiān)理中得到應(yīng)用。通過VR技術(shù)，監(jiān)理人員可以在虛擬環(huán)境中模擬工程場景，進行仿真和演練，從而提前發(fā)現(xiàn)潛在問題。而AR 技術(shù)可以將虛擬信息與實際場景相結(jié)合，為監(jiān)理人員提供實時的工程數(shù)據(jù)和指導(dǎo)，提高監(jiān)理工作的效率和準(zhǔn)確性。

4.4 自動化與機器學(xué)習(xí)

自動化技術(shù)和機器學(xué)習(xí)算法的應(yīng)用將進一步提升水運工程監(jiān)理的效率和精度。自動化技術(shù)可以實現(xiàn)監(jiān)測設(shè)備的自動化部署和數(shù)據(jù)采集，減少人工干預(yù)，提高數(shù)據(jù)的一致性和準(zhǔn)確性。同時，機器學(xué)習(xí)算法可以通過對大量數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)和分析，自動發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中的模式和規(guī)律，為監(jiān)理決策提供更準(zhǔn)確的支持。

4.5 高效協(xié)同與信息共享

未來水運工程監(jiān)理將更加注重協(xié)同合作和信息共享。通過云計算和大數(shù)據(jù)平臺的支持，監(jiān)理人員、業(yè)主、設(shè)計師、承包商等各方可以實現(xiàn)高效的協(xié)同工作，共享工程信息和數(shù)據(jù)，提高信息的可靠性和一致性，促進各方利益的協(xié)調(diào)與保障。

盡管新型技術(shù)在水運工程監(jiān)理中具有巨大的潛力，但也面臨一些挑戰(zhàn)，如技術(shù)更新速度、數(shù)據(jù)安全和隱私保護、法律與規(guī)范的適應(yīng)等。為應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，需要加強技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新，完善相關(guān)法律法規(guī)和行業(yè)規(guī)范，加強人才培養(yǎng)和技術(shù)普及，促進學(xué)科交叉與合作創(chuàng)新。只有在克服這些挑戰(zhàn)的同時，才能實現(xiàn)新型技術(shù)在水運工程監(jiān)理中的全面應(yīng)用，推動水運工程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)束語

綜上所述，新型技術(shù)在水運工程監(jiān)理中具有廣闊的應(yīng)用前景。遙感技術(shù)可以實現(xiàn)遠程監(jiān)測和環(huán)境評估；無人機技術(shù)可以實現(xiàn)高效的航拍和巡視；數(shù)據(jù)分析與人工智能可以提供更準(zhǔn)確的決策支持；智能監(jiān)測設(shè)備和傳感器可以實時監(jiān)測工程狀態(tài)。新型技術(shù)的應(yīng)用可以提高監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集的效率，增強對工程質(zhì)量和安全的監(jiān)控能力，優(yōu)化監(jiān)理決策和管理流程。在應(yīng)用新型技術(shù)的過程中，水運工程監(jiān)理面臨一些挑戰(zhàn)，如技術(shù)更新速度快、數(shù)據(jù)安全與隱私保護、法律和規(guī)范適應(yīng)等。應(yīng)對這些挑戰(zhàn)需要持續(xù)的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)、建立安全保障機制、跟蹤法律法規(guī)的更新、加強人才培養(yǎng)和技術(shù)普及等。