水利工程施工管理中信息化技术的应用

作者简介：邹其霖（1998.02—），男，汉族，山东烟台人，本科，主要研究方向为水利工程。999Sep136··第42卷第期2026年月ITREPORT,No.2021.4边缘计算与数字孪生技术原理边缘计算遵循“就近计算、本地响应”原则，边缘节点负责数据预处理与本地预警，云端平台承担全局分析与模型训练。数字孪生技术构建“物理实体—虚拟模型—数据链路”闭环，通过ICP算法将映射误差控制在≤2mm，依托MQTT协议实现≤100ms实时数据同步，支撑施工模拟、风险预判与应急演练。2系统架构与平台设计2.1系统架构设计系统构建云端管理平台—边缘计算节点—终端感知设备三级架构（如图1所示），各层级通过标准化接口实现数据互通。云端管理平台为核心层级，依托HBase+HDFS分布式架构存储PB级施工数据，整合进度、质量、安全、成本四大业务模块，部署LSTM、YOLOv8等算法开展数据分析，并通过BIM与GIS融合实现三维可视化监控，配套系统管理模块完成权限分配与接口标准化。边缘计算节点为协同层级，通过数据预处理剔除无效信息，基于云端阈值实现本地异常预警，缓存关键数据保障断网不丢失，支持5G、LoRa等多协议灵活通信。终端感知设备为数据采集层级，利用环境、结构传感器，定位设备、视频监控及移动终端，全面采集施工环境、结构状态、人员设备及工序影像数据。图1系统架构与平台设计2.2接口标准设计为解决数据共享不畅问题，明确多类型标准化接口协议：BIM模型接口采用IFC4.3标准，以JSON-LD格式支持模型导入导出与实时更新；传感器数据接口基于ModbusRTU协议，9600bps波特率传输含标识、测量值等信息的16位二进制数据；视频数据接口采用RTSP协议，支持1080P、≥25帧/秒高清视频流推送与指令下发；云端—边缘通信接口选用MQTT3.1.1协议，QoS等级设为2，按“数据上传”“指令下发”分类主题保障通信可靠。3信息化技术在水利工程施工管理中的具体应用3.1施工进度管控中的信息化应用在进度计划制订阶段，BIM技术利用三维可视化的长处，能够把地形、地质、水文等基础数据进行整合，建立起水利工程全专业协同的模型，精确计算各施工工序的工期以及资源需求，从而形成科学合理、切实可行的进度计划。以大型水库除险加固工程为例，通过BIM模型对大坝浇筑、溢洪道改造等关键工序的施工流程进行模拟，能够提前发现并避免工序之间的冲突，使进度计划的可行性提高［1］。在进度执行跟踪阶段，利用物联网技术布置智能传感器和定位设备，可以实时收集施工人员和机械设备的作业数据，再结合移动终端实现施工进度的实时上报。如Project、PrimaveraP6等进度管理软件能够与BIM模型数据相互流通，自动将实际进度和计划进度进行偏差比对，通过甘特图、进度曲线等可视化的图表，清晰地展示出偏差节点以及影响范围。3.2施工质量监管中的信息化应用水利工程施工质量直接决定工程安全性与耐久性，借助信息化技术可实现质量数据全流程追溯、智能检测与预警，构建“事前预防、事中控制、事后追溯”的立体化质量监管体系。事前预防阶段，通过大数据技术整合历史同类工程质量缺陷案例及施工规范标准，建立质量风险预警数据库，在模板支护、混凝土浇筑等关键工序施工前开展风险预判，明确质量控制要点。事中控制阶段，利用物联网技术实现施工参数实时监测与自动预警，以混凝土浇筑工序为例，部署温度、湿度传感器实时采集浇筑温度、养护湿度等数据，通过无线传输模块同步至质量监管平台，当参数超出规范阈值时，系统自动触发声光预警并推送至管理人员终端，确保问题及时处置［2］；事后追溯阶段，搭建质量追溯信息系统，实现从原材料进场到工程竣工的全流程质量可追溯。3.3施工安全防护中的信息化应用水利工程施工环境复杂，高空作业、水下作业、基坑开挖等高危工序较多，安全防护难度较大。信息化技术通过智能监测、实时预警与应急响应机制，可显著提升施工安全管理智能化水平。水利工程施工安全事故多因风险感知滞后、应急处置不及时导致，信息化技术的深度应用能构建“主动预防—实时管控—快速响应”的全链条安全防护体系，有效弥补传统安全管理中人工巡查覆盖面有限、风险预判能力不足的短板。针对高危作业区域，部署智能监测设备实现风险实时感知：在基坑开挖工序中，采用位移传感器、沉降传感器实时监测边坡变形数据；在高空作业区域，通过智能安全帽实现施工人员定位跟踪与违规行为监测，如未佩戴防护装备、违规进入危险区域等，当人员误入危险区域或设备监测数据异常时，系统立即触发预警并联动现场声光设备提醒［3］；借助地理信息系统（GIS）技术可视化呈现施工区域安全风险分布、应急通道、救援物资存放位置，发生安全事故时，系统可自动匹配应急预案，快速调度应急资源，缩短应急处置周期。3.4施工成本与资源管理中的信息化应用施工成本与资源管理是控制工程投资、提升项目效益的核心环节，信息化技术通过资源优化配置与成本动态监测，实现管理精细化升级。资源管理方面，构建物资管理信息化平台，覆盖原材料采购、入库、出库、使用全流程；采用射频识别（RFID）技术对原材料进行标识，实时跟踪流向与消耗情况，减少材料浪费与积压；整合机械设备信息搭建设备管理系统，实时监测设备运行状态与维护记录，优化设备调度方案，提升设备利用率［4］。成本管理方面，依托成本管理软件实999Sep137··第42卷第期2026年月ITREPORT,No.202现预算编制、成本核算、数据分析全流程信息化，实时录入人工、材料、机械等成本数据，自动比对实际成本与预算成本偏差，生成成本分析报告，为管理人员调整成本控制策略提供数据支撑。4信息化技术在水利工程施工管理应用中的现存挑战4.1数据共享与整合不畅数据作为信息化管理的核心要素，其共享与整合效率直接影响信息化技术应用成效。当前水利工程施工管理中存在明显数据壁垒：一方面，建设、施工、监理、设计等不同参与主体采用的信息化系统各异，系统标准不统一、数据格式不兼容，导致跨主体、跨部门数据共享受阻，如设计单位BIM模型数据无法直接导入施工单位进度管理系统，需人工二次录入，既增加工作量又易产生数据误差；另一方面，施工进度、质量、安全、成本等数据分散存储于不同系统，缺乏统一数据管理平台进行整合分析，数据价值难以充分发挥。4.2专业人才匮乏信息化技术在水利工程施工管理中的深度应用，需兼具水利工程施工管理专业知识与信息化技术应用能力的复合型人才。当前我国水利工程行业人才队伍结构存在明显短板：现有施工管理人员多为传统工程管理背景，对BIM、物联网、大数据等信息化技术的理解与应用能力不足，难以充分发挥信息化系统功能；信息化专业人才对水利工程施工管理业务流程、技术规范不熟悉，导致开发的信息化系统与实际管理需求脱节，无法有效解决实际问题。4.3技术适配性不足水利工程具有施工环境复杂、地域差异大、工程类型多样等特点，对信息化技术适配性提出较高要求。当前市场上多数信息化技术与系统为通用型产品，缺乏针对水利工程施工管理的定制化开发，适配性不足问题突出：通用型系统难以充分适配水利工程复杂地质条件与水文环境，如偏远山区水利工程网络信号不稳定，导致实时数据传输受阻，系统无法正常运行；在大型水利枢纽工程中，通用系统功能难以满足多工序协同管理、海量数据处理需求；部分信息化技术稳定性与可靠性有待提升，在极端天气下智能监测设备易出现故障，导致数据采集中断，影响管理决策及时性与准确性。5信息化技术在水利工程施工管理应用中的优化对策5.1建立统一数据标准与共享平台打破数据壁垒、实现数据共享整合是提升信息化管理效能的关键。数据标准的统一性是跨主体协作的基础，其规范程度直接影响数据互通效率，需结合行业实践细化标准落地细则。应先建立行业统一数据标准体系，由行业主管部门牵头，结合水利工程施工管理业务流程与技术规范，明确数据采集、存储、传输、交换的标准格式与技术要求，规范BIM模型数据、施工监测数据、成本数据等核心数据的编码规则与格式，确保不同系统、不同主体数据兼容互通。在此基础上，构建一体化数据共享平台，整合各参与主体信息资源，实现数据集中管理与共享交换；平台需具备数据采集、存储、分析、可视化等功能，支持多终端接入，方便各主体实时获取所需数据。5.2加强复合型人才培养与引进构建高素质复合型人才队伍是推动信息化技术深度应用的核心支撑。人才的业务与技术融合能力直接决定技术落地成效，需兼顾存量人才提升与增量人才补给。一方面强化企业内部人才培养，建立常态化培训机制，针对现有施工管理人员开展BIM应用、大数据分析、智能监测设备操作等信息化技术培训，提升其技术应用能力；组织信息化技术人员深入施工现场学习业务流程与技术规范，提升技术与业务融合能力。另一方面加大外部人才引进力度，制定优惠政策吸引兼具水利工程管理与信息化技术背景的复合型人才，优化人才队伍结构。5.3推动技术适配性升级与定制化开发提升技术适配性是确保信息化技术有效应用的关键。针对水利工程特点，推动现有信息化技术与系统适配性升级，优化系统功能与性能，提升复杂环境下的稳定性与可靠性，如针对偏远山区工程网络信号问题，开发离线数据采集与缓存功能，保障网络恢复后数据及时上传；针对极端天气环境，提升智能监测设备防护等级，增强抗干扰能力。加强定制化开发，鼓励企业与科研机构合作，根据水库、水闸、河道治理等不同类型工程的管理需求，开发个性化信息化系统与技术方案，如针对大型水利枢纽工程多工序协同需求，开发具备多主体协同工作、海量数据处理功能的定制化系统；针对小型农田水利工程投资少、规模小的特点，开发轻量化信息化管理工具，降低技术应用成本。6结语信息化技术在水利工程施工进度管控、质量监管、安全防护及成本与资源管理等环节具有显著应用价值，可有效提升管理精准度与智能化水平。文章通过系统分析信息化技术应用实践，明确当前存在的数据共享整合不畅、专业人才匮乏等核心挑战，并针对性提出建立统一数据标准与共享平台、加强复合型人才培养引进等优化对策。未来可进一步探索人工智能、数字孪生等新技术与水利工程施工管理的深度融合，为水利工程行业高质量发展提供更强有力的技术支撑。参考文献：［1］刘寒冰.电力工程施工安全管理中的信息化技术应用研究［J］.电脑知识与技术,2025,21(30):76-78.［2］黄雅玲.信息化技术在水利工程档案管理中的应用探讨［J］.中国管理信息化,2025,28(18):218-220.［3］陈德.信息化技术在水利工程管理中的应用分析［J］.城市建设理论研究(电子版),2025(21):207-209.［4］陶凤博,李洋.信息化技术在水利工程管理中的应用［J］.城市建设理论研究(电子版),2025(19):217-219.999Sep138