水利工程智能化監測技術的應用與管理體系構建

中圖分類號：TV61 文獻標識碼：A文章編號：2096-6903（2025）08-0095-03

0 引言

水利工程建設對珠三角地區的經濟持續健康發展具有不可替代的作用。隨著信息技術的演進，智能化監測技術逐漸成為提升水利工程管理水平的關鍵。珠三角地理位置獨特，氣候條件復雜，人口密集和經濟快速增長，對水利工程的安全性、穩定性和環保性提出了更高要求。采用先進的智能化監測技術，可以有效提高工程質量和施工安全，確保項目順利進行。通過實時數據采集和動態監控，該技術能夠及時發現并解決潛在問題，促進決策科學化，有助于建立全面覆蓋、高效響應的管理體系，從而滿足高標準建設需求，保障水利工程長期穩定運行，推動區域可持續發展。

1智能監測技術原理與主要組成

1.1技術原理

智能監測技術具有較強的綜合性，其聯合應用人工智能、大數據和物聯網等先進技術，將高精尖的傳感器布設在水利工程項目施工建設現場，對工程項目施工建設的核心參數信息做到實時掌控，以便為后續各項工作的有序開展做好準備。

在對水利工程項目施工建設情況進行監測時，傳感器發揮著重要的作用。傳感器采集的所有數據信息會向本地處理中心或者是云端進行及時的傳輸，高質量地完成數據分析工作。在接收到傳感器上傳的數據信息以后，系統使用自身具備的先進算法模型和預設的閾值來處理各類數據信息，將存在異常的情況及時篩選出來。如果有潛在的安全隱患問題存在，系統則會有預警信號發出，水利工程管理人員獲得預警信息以后，針對存在的問題，采取高效的策略予以解決。

1.2 主要組成

智能監測系統前端組成部分為傳感器網路，其主要作用為對水利工程施工現場的各類傳感器進行科學的布設和維護，使得工程項自施工建設的重要參數信息得以實時的采集。數據采集與傳輸系統用于實時傳輸傳感器網絡采集到的各類數據信息，保證所有數據信息完整、及時傳遞，該系統主要包括數據傳輸協議、有線傳輸設備和無線傳輸設備等各項內容。數據處理和分析平臺使用人工智能技術和大數據技術在本地處理中心或者是云端來分析處理各類數據信息，該平臺能夠深層次挖掘和分析海量數據信息，對潛在的工程風險問題做到準確識別。智能監測系統的主要輸出部分為預警與決策支持系統，以數據處理和分析平臺的結果為依據，積極開展管理建議和預警信息的生成工作，工程管理人員以該系統給出的信息為依托來開展各項決策工作，使得整個工程項目施工建設得以穩定實施。

2智能化監測技術在水利工程應用范疇

2.1質量實時檢測

在工程施工區域內，布置成千上萬的智能傳感器節點，形成密集監測網，涵蓋應力計、應變計、滲壓計等設備。這些傳感器被應用于混凝土澆筑和土方壓實等環節，精準監控土方壓實參數、混凝土坍落度及強度等關鍵指標，并對比質量標準。一旦出現異常數據，立即發出預警信息。高級監測設備確保對各施工環節的關鍵參數進行實時監控與跟蹤，有效管理結構位移、壓力及溫濕度等指標。各類設備及時反饋數據，使項目部能夠實時了解現場情況，迅速響應并調整施工方案或采取防護措施。

實時監測技術能夠盡早發現潛在的安全隱患，在遭遇惡劣環境或不穩定狀況時迅速響應，最大限度降低不良事故發生的可能性，確保工程項目施工不受不利影響。通過持續跟蹤和分析施工過程中的各類數據，不僅實現了對施工環節的精確控制，還提高了整體管理效率。這種技術的應用使得工程項目能夠在保證質量和安全的前提下高效推進，為實現最佳施工效果提供了堅實保障。此外，增強了應對突發情況的能力，確保施工進度和質量達到預期目標。

在水利工程中通過構建起多源數據融合機制，實現監測信息同設計模型、施工計劃展開動態比對，以此為工程決策給予可視化的有力支持。借助系統自動生成階段性分析報告的方式，輔助管理人員對工藝偏差以及資源調配瓶頸予以識別。于復雜地質條件的情形下，把地質雷達與分布式光纖傳感技術相結合，促使隱蔽工程的質量可控性得以提升。同時，將經過脫敏處理后的監測數據歸入工程數字孿生平臺內，為后期運維提供完整的數據鏈支撐作用。憑借該技術體系的應用，推動水利工程施工從經驗驅動轉變為數據驅動，讓全過程質量追能力得到增強，進而為行業智能化升級給出可復制的技術路徑。

2.2 實時監控

在水利工程建設項目中，利用無人機與傳感器網絡實現對施工現場環境變化及結構健康狀況的實時監控。無人機裝備高分辨率攝像頭和多光譜成像設備，每小時可覆蓋 50km² ，提供厘米級精度的地面圖像。同時，激光雷達（LiDAR）系統生成垂直精度 ±2cm 、水平精度 ±3cm 的三維地形模型，助力工程師準確評估施工進度、土地使用及潛在環境影響。無人機拍攝與視頻監控為圖像識別提供了數據支持，通過分析采集的施工部位圖像，監測施工質量，及時發現并處理問題。針對海量數據處理需求，項目部署了基于云計算架構的數據處理平臺，具備強大的存儲與計算能力，每日可處理TB級別的數據量。該平臺實時分析數據，自動識別異常模式，并迅速發送預警信息。一旦傳感器檢測到超出預設值，系統將在 3min 內發出警報，通知技術人員進行檢查，確保施工安全與質量。這一技術的應用顯著提升了工程項目的管理效率和安全性。

在復雜氣象條件下，以集成GNSS定位與慣性導航系統的方式，實現穩定巡航以及精準航跡復現，從而保障監測數據的時空一致性。借助經邊緣計算節點預處理后的視頻流，運用輕量化卷積神經網絡提取缺陷特征，以此有效識別裂縫、滲漏等表觀病害，且讓識別準確率非常高。通過將傳感器網絡與無人機巡檢數據在統一時空基準下進行融合，構建起動態更新的施工態勢圖。依靠平臺對多終端訪問的支持，使得管理人員能夠憑借移動設備實時調閱監測結果，達成遠程協同研判。憑借系統所具備的自診斷功能，對設備在線狀態與數據完整性持續展開校驗，進而確保監控鏈條的可靠。

2.3施工進度智能化管理

通過物聯網傳感器對現場施工設備的運行速度、運行時間等數據進行全面收集，可精確掌握設備工作狀態，及時發現異常運行情況和故障信息，有效避免施工延誤。大數據分析技術在此基礎上，用于施工進度的預測與調整。該技術綜合考量天氣條件、實時監測數據及歷史施工數據等外部因素，構建完善的施工進度預測模型。此模型能夠提前預判施工進度偏差，確保項目按計劃推進。

利用物聯網傳感器收集的數據作為輸入，結合先進的算法進行深度分析，可識別潛在風險并提供優化建議。通過持續監控實際進展與預測模型之間的差異，動態調整施工計劃，以應對不可預見的變化。這不僅提高了施工效率，還增強了項目的可控性和透明度。采用這種基于數據分析的方法，有助于提升資源分配的科學性，減少浪費，進一步保障工程按時高質量完成。通過對各環節的精細化管理，實現了對整個水利工程建設項目進度的有效控制，為項目的成功實施提供了強有力的支持。

2.4人力物力資源管控

在水利工程建設中，材料智能管控和人員優化管理方式。通過在材料儲備區部署傳感器，實時監控庫存數量，并利用數據分析技術實現精準采購，可有效避免材料短缺或積壓的問題。材料到達現場后，立即進行信息登記，并詳細記錄使用情況和損耗。對于人員管理，從職能部門監管、工資發放到實名考核系統的投入使用，多層面量化工作績效，優化人力資源配置，顯著提升工作效率。實施標準化操作流程和技術規范，確保數據采集、傳輸及分析處理各環節高效準確，促進技術整合與協同工作。

這些措施為水利工程的安全建設提供了堅實的技術支持，實現了施工現場全面細致的監控，不僅提升了工程質量和安全性，還有效預防了施工過程中的潛在風險。綜合應用這些先進技術，項目管理得以高效執行，保障施工順利進行。

3管理體系構建策略

3.1構進組織保障機構

在水利工程建設項目中設立各級水利工程建設項目部，針對水利工程建設項目智能化應用可設置專門的水利工程智能化監測崗位，專注于技術實施與運維，確保水利工程監測工作的高效執行與持續優化。積極與上級職能監管部門溝通聯系，與建設、施工、監理、質監方密切聯系，技術工作要做到無縫對接，并定期組織技術交流會議和培訓活動，增強項目部技術人員的專業技能和創新能力，為水利工程智能化管理提供堅實支持。

3.2建立健全管理制度

建立健全水利工程建設管理制度，以及有關水利工程智能化監測的管理制度和操作規程，明確各參建單位的職責與權限，確保工作有序進行。同時制定詳盡的操作流程和技術標準，為監測活動提供清晰指導。上級職能監管部門強化對智能化監測技術的監管和評估，建議設立專門監督機制，定期審查應用效果，保證其有效性和可靠性。通過持續的技術評估識別改進點，并及時調整策略，促進技術優化升級。此外，也可以引入第三方評估機構，提高透明度和公信力，確保智能化監測系統的長期穩定運行和效能提升。

3.3構建質量追體系

以區塊鏈技術為基礎，對質量數據鏈進行積極的構建，依據施工流程和施工先后順序來整合施工記錄和材料檢驗報告等施工質量數據信息，所有的數據信息要具備可追溯性。使用大數據技術來分析出現問題的具體原因，深層次挖掘質量數據信息，對出現質量問題的原因做到準確掌握，出臺具有較強實用性的策略來提升施工質量。

3.4工人培訓與教育中使用智能化監測技術

3.4.1 創新培訓方式

使用AR技術和VR技術來開展沉浸式培訓工作，對施工操作流程和施工現場情況進行模擬，工程管理人員和施工人員在虛擬的環境中開展技能提升培訓工作，使其產生身臨其境的感覺，可使工程管理人員和施工人員的專業技術水平得到顯著提升。做好在線學習平臺建設工作，平臺中包含著海量的學習資源，工作人員在登錄平臺以后，可結合自身實際情況來學習自己所需知識。

3.4.2 評估培訓效果

在智能考核系統創建以后，采用實操模擬和在線答題等方式來實時考核工作人員的培訓效果，并對考核結果進行反饋，使得所有人能夠了解自己學習的真實情況。智能監測技術可對監測數據信息做到智能預警和分析，對異常數據信息做到自動識別，以預設的規則和閾值為參考來發布預警信息。在應用智能化監測技術以后，可使工程項目管理人員的工作量得到不同程度得減輕，監測工作整體的工作質量和工作效率也得到了改變。智能化技術在對歷史數據信息進行分析以后，能夠對工程狀態今后發展趨勢進行準確的預測，使得管理人員能夠獲取自己所需的各類數據信息。優化分析培訓數據信息，所有參與培訓人員能夠清楚地認識到自己的不足之處，及時查漏補缺，促使培訓工作能夠取得最佳的效果。

4結束語

水利工程領域使用智能監測系統為珠三角地區的水利工程施工建設管理帶來了新的機遇和挑戰。通過對先進技術的有效應用以及科學管理體系的構建，不僅可以顯著提升工程質量和投資效益，還能有效保障施工安全。

參考文獻

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