水利工程智能化監測與控制技術研究

摘 要：本文分析了水利工程動態化的管理效果，并結合當前的技術表現，進一步闡述了水利工程控制技術的智能化應用現狀。同時結合相關的數據資料，全面研究了水利工程控制技術的應用策略。

關鍵詞：水利工程；智能化；監測；控制技術

水利工程關系著國家的發展，它時刻影響著我們的生產生活。在實際工作中水利工程的建設，能夠實現水資源的科學開發，從而保障農業的基本生產需求。我國在水利基礎設施開發建設中，由于地質環境的原因，開發的難度較大。所以要通過工程的智能化監測，運用先進的控制手段，提升工程的建設質量，從而保證工程建設的安全性，進一步滿足水利工程的技術控制需要。

一、水利工程智能化控制技術的應用現狀

（一）傳感器技術和物聯網

傳感器技術和物聯網是現代科技新的概念。兩者的有效融合促進了行業的創新發展，激發了行業的發展活力，特別在工程的監測工作中通過智能化技術的應用，保障了工程的建設效果。傳感器作為一種外部的檢測工具，能夠了解外在環境的變化情況，并通過信號的識別，實現數據的應用管理。不管在任何的外在環境條件下，它能夠感知到復雜的生物特征，并通過傳感器的檢測，達到一定的環境應用要求。這就進一步提升了環境的控制能力，實現了環境決策的科學化。物聯網作為一種全新的概念，它是通過物體的外在連接，實現了數據的整體收集，并提升了數據的交換應用能力，進一步提升了資源的利用效率。在物聯網的技術應用中，每一個傳感器都會作為信息收集點，通過這些收集點的應用，實現了網絡的互聯互通，從而形成了一個整體的數據體系。兩者的有效融合，既保證了物聯網數據的科學來源，又實現了數據的傳感和應用，從而提升了數據的處理效率。例如，在一個大型的水利工程項目中，通過傳感器的應用感應，能夠實時監測環境的運行情況，同時了解材料的應用表現，從而結合各種環境因素，形成一定的數據參考，并通過互聯網的系統，發出相應的預警機制，從而實現環境的自動化管理，進一步保障工程的正常施工。此外，通過這一監測系統的應用，全面提升了數據的處理效率，實現了數據的科學管理，并保證了決策的有效性和準確性，進一步排除了外在的環境風險，全面提升了工程的建設效率[1]。

（二）自動化控制和優化算法

水利工程作為現代化的關鍵性工程，在整體的工程應用中能夠保證水發電的穩定性，并且能夠增強環境控制的安全性和高效性。在該項技術應用中，通過自動化控制技術和優化算法，能夠促進水利工程的革命性變革。對于大型水利工程來講，例如一些水利大壩，任何的異常表現都會造成巨大的經濟損失。自動控制技術能夠實現關鍵設備的有效監控，一旦發現存在設備異常，能夠及時采取相關策略，從而保證工程運行的安全性和穩定性。為了進一步提升工程的運行效率，了解各項技術參數，就要通過算法的優化應用，進行工程的科學管理，從而保證一定的技術應用效果。在水利工程中，這種算法的優化應用能夠了解工程設備的運轉情況，從而提升發電的整體效率。此外，隨著近幾年深度學習技術的發展，它也應用在了水利工程的優化控制中。例如，通過深度算法了解了網絡模型的工程數據情況，可以準確地預測工程的運行情況，從而實現工程的智能化的控制[2]。

二、水利工程智能化控制技術的應用

（一）智能化的調度

隨著科學技術的發展，在水利工程管理工作中形成了新的趨勢，它通過智能化的調度工作，以相關數據技術為載體，形成了全新的分析模型，從而提升了工程的管理效率。數據智能技術是以智能化調度技術為基礎的。每天水利工程產生的運行數據，都會進行科學處理。通過歷史數據的分析，可以了解潛在的風險。例如，在特殊的環境條件下，水庫的水位會存在一定的波動，或者由于機械設備的高負荷運轉會產生一定的故障問題。這些問題的洞察和了解都能夠為工作系統做出風險識別，從而應對各種風險。這一預測模型的控制和應用，能夠提升工程的管理能力。與傳統的管理模式所不同，通過建立一定的預測模型，能夠預知未來的發展風險，從而更好地制定控制策略，進一步滿足工程的發展目標。例如，通過預測模型的控制應用，能夠了解接下來天氣的變化情況，并掌握水庫的水位表現，從而形成正確的水庫管理策略，進一步保證水利工程的正常運轉。值得關注的是，在智能化的調度工作中，不僅能夠提升水利工程的運行效率，同時還能保障工程運行的安全化和高效化。例如，通過智能化的調度系統，可以了解水電的高峰應用時段，從而獲得更高的生產利益。與此同時，通過設備狀態的動態控制，可以降低設備故障問題的產生，從而化解故障的安全風險，進一步減少維修的管理成本[3]。

（二）故障的診斷和預測

在水利工程管理工作中，故障風險的識別尤為關鍵，它能保證設備的正常運轉，并實現人員生產的安全化，它也是工程穩定運轉的關鍵因素。在傳統的管理工作中，工程的維護和檢修工作需要依靠個人經驗，這就會存在一定的測試誤差。隨著社會技術的發展，通過數據的動態應用，能夠預測未來可能發生的故障。水利工程在運營中會產生大量的數據。這些數據在單一應用中，不會形成顯著的效果，但對它們進行綜合應用時，就能產生有價值的信息內容。例如，在某一段生產時間段內，發動機的振動速率會顯著提升，這就意味著社會存在潛在問題。通過應用先進的數據分析技術，結合相關的深度算法，能夠進一步測試設備故障的問題表現。機器的學習模型能夠根據傳統數據，掌握設備的運行模式，從而產生數據的分析應用價值。例如，通過神經網絡系統的應用，能夠識別故障的特定前兆。此外，通過大量傳統數據的應用，能夠預測設備故障發生的大概時間和類型，從而做好前期的設備維護工作。這種預測的維護管理模式與傳統的維護模式相比，運行的效率更高，管理的成本更低，所以它可以避免發生突發問題。除了硬件的設備，生產數據還可以利用在運營管理工作中，例如不科學的水庫調度行為等，通過進一步的優化，都會提升工程的運行效率[4]。

三、水利水電工程智能化控制技術的未來發展趨勢

（一）人工智能和深度學習

隨著科學技術的快速發展，人工智能技術和深度學習已經應用在了水利水電工程管理中，通過各領域的技術融合，進一步提升了水利工程的管理效率。對于水利工程來講，深度學習意味著能夠提升工作效率，并保證決策工作的科學性，同時能夠適應未來社會的發展變化。深度學習作為一種網絡神經系統，它能夠控制水利工程的工作性能，并且通過自然語言的處理，能夠了解水利工程的工作狀態。在水利工程中通過深度學習能夠形成大量的數據內容，從而進一步監控水庫的工作情況，并且通過數據的自動識別，能夠更好地預測未來的發展變化。例如，通過對過去數據的處理，并結合一定的深度算法，能夠了解洪水的到來時期，從而及時采取相關政策，做好防水管理工作。深度學習技術還有利于優化水利工程的發電策略。在傳統的管理方法應用中，其采用的預測模型相對固定，在復雜的自然條件下，形成的方式不夠靈活。與現代化的技術模型相比較，人工智能技術能夠調整數據的內容，從而確保水利工程的發電效率。在傳統的設備維護中，通常會根據個人經驗進行人為判斷，它需要在固定的場所內完成，而這一方法會導致設備出現更多的故障。在深度學習技術應用中，能夠進一步預測存在的故障問題，從而進行有效的維護。它不僅節約了維護成本，同時延長了設備的使用時間。通過監控設備能夠觀察設備的運行情況，并自動識別潛在的安全風險，發現其是否存在異常活動，從而形成有效的解決方案。在決策管理工作中，通過學習模型的技術應用，例如大數據技術，為水利工程管理提供一定的數據保證。工程師可以在虛擬的環境模擬中，了解各項策略的應用效果，從而形成最佳的應用方案。需要注意的是，雖然深度學習為水利工程帶來了一定的發展價值，但也存在諸多的問題。例如，在深度學習模型建立中需要大量的數據基礎，而在這樣的情況下，無法獲得高質量的數據內容[5]。

（二）大數據與云計算

隨著科學技術的發展，大數據和云計算的產生，改變了當前社會的商業形態。對于水利工程而言，它存在一定的綜合性和復雜性，其影響的因素相對較多，這也進一步保證了數據采集和應用的價值，它全面推動了工程管理的智能化。水利工程每天都會產生復雜的數據內容，這些數據涉及各項運行表現。在傳統的數據處理工作中，由于數據的內容較多，復雜性較強，就會造成一定的工作壓力，從而無法快速識別數據內容。而大數據可以全面挖掘數據信息，并進行針對性的分析和分類。例如，通過歷史數據的分析，進一步預測水利工程的運行情況，從而優化發電策略，提升發電的效率，并保證水庫管理的安全。此外，大數據能夠發現設備存在的潛在問題，成為工程管理，建立一定的數據參考。云計算作為數據的儲存模式，保證了數據的量化處理和管理。在傳統的數據管理工作中，需要投入大量的硬件設備，而云計算平臺提供了全新的數據管理模式，它可以大量開展數據的儲存和管理，從而降低了管理的成本。此外，云計算還存在一定的可靠性和穩定性，它能夠保證數據的正常輸出。通過大數據和云計算的應用，能夠實現工程的遠程管理和智能化控制。工程師在任何空間都能夠進行網絡訪問，從而查找工程的運行情況，并通過數據的應用進行策略的調整和優化。同時，通過采用機器學習方法，平臺能夠識別潛在的風險，從而為工程師提供一定的決策幫助。

此外，云計算還實現了水利工程信息的共享和利用，它可以將水利工程的數據上傳到統一的平臺，從而實現數據的集中管理。它實現了數據的跨區域應用，從而保證水利工程的系統應用效果。例如，可以通過對多個水庫的數據分析，形成科學的水資源調度方案，確保水電供應的穩定性。值得關注的是，隨著數據量的增多，云計算和大數據也存在一定的技術挑戰。要充分利用相關技術優勢，根據相關的發展問題，進行持續性的技術優化和管理。

（三）5G通信技術

5G通信技術，數據的傳輸速度相對更快，它也促進了各行業的創新變革。在水利工程領域，5G技術的全面應用，實現了數據傳輸的高效化和精準化，它為工程智能化管理提供了一定的運營方案。5G超高速的傳輸速度，實現了相關數據系統的設備價值。與傳統的通信技術相比較，5G的數據傳輸效率更快，處理的數據質量更高。它不會因為數據的過多而造成數據的擁堵和延遲。5G通信技術為水利工程實時監控提供了一定的技術支持，特別在特殊的緊急情況下，如果發生一定的設備故障，5G通信技術能夠快速實現信息的傳遞，從而讓工程師快速了解設備的運行情況，這有利于決策的有效制定和應用，它進一步保證了水利工程的穩定安全運行。5G通信技術實現了每一個工程傳感器的連接，并做好了數據的應用管理，實現了數據的有效通信和應用。它為工程提供了一個高效的工作環境，使得數據的交換和應用變得更加通暢。然而，5G通信技術也帶來新的技術問題和挑戰，例如網絡安全性等。為了全面利用5G通信技術的發展優勢，水利工程要加強與通信行業的合作，不斷地研發新的產品和技術。

總結

綜上所述，隨著科學技術的發展，水利工程的智能化控制工作中，產生的實際作用也越來越大。通過先進的控制技術，既保證了工程的運行效率，又實現了工程運行的安全化。對于未來而言，要加大水利工程智能化控制技術的研究，結合社會發展的不同表現，按照社會的經濟發展需求，進行控制技術的創新應用，從而進一步滿足時代發展的需要。水利工程的智能化控制技術，既促進了工程行業的變革，又實現了工程行業的高效發展，它具有重要的實踐應用價值。通過水利工程智能控制技術應用，進一步促進了工程行業的可持續發展。

參考文獻：

[1]舒仁軒，李元義.水利水電工程金屬結構設備智能化控制研究[J].中文科技期刊數據庫（文摘版）工程技術，2022（08）：3.

[2]王良澤南.水利工程數字化與智能化發展趨勢研究[J].長江工程職業技術學院學報，2023，40（03）：75-78.

[3]王金鳳.水利水電工程三維可視化技術與應用[J].地礦測繪，2023，6（02）：19-21.

[4]胡斌斌，葉芳毅.水利工程安全監測報告自動整編技術研究與實踐[J].水利水電快報，2022，43（01）：5.

[5]宮曉平.智能化技術在電氣工程自動化控制中的運用探究[J].工程技術研究，2022，4（01）：191-192.