[發(fā)明專(zhuān)利]基于知識(shí)工程的混凝土壩澆筑施工智能決策系統(tǒng)及其方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310232318.8
• 申請(qǐng)日: 2013-06-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103337041A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周厚貴;戴志清;張開(kāi)廣;余英;孫昌忠;齊界夷;樂(lè)運(yùn)紅;曹生榮;秦敢;殷娟;楊帆
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)葛洲壩集團(tuán)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06Q50/06
• 分類(lèi)號(hào): G06Q50/06
• 代理公司: 宜昌市三峽專(zhuān)利事務(wù)所 42103
• 代理人: 成鋼

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水電工程施工領(lǐng)域，具體的涉及一種基于知識(shí)工程的混凝土壩澆筑施工智能決策系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

混凝土壩是水利水電樞紐兩大壩型之一，具有多方面的綜合優(yōu)勢(shì)，在水利水電工程建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用。混凝土澆筑是混凝土壩建設(shè)施工過(guò)程中的核心內(nèi)容與關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)整個(gè)工程的施工進(jìn)度、施工質(zhì)量和施工成本都存在重大影響。如何實(shí)現(xiàn)混凝土壩澆筑施工中的高效管理與科學(xué)決策是保證混凝土壩工程順利建設(shè)的關(guān)鍵問(wèn)題。

混凝土壩澆筑施工管理與決策的核心問(wèn)題在于依據(jù)工程建設(shè)施工目標(biāo)，根據(jù)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況和綜合條件，通過(guò)對(duì)各類(lèi)施工資源的合理配置與調(diào)度，在保證工程質(zhì)量的前提下，加快施工進(jìn)度、降低施工成本。混凝土壩澆筑施工的現(xiàn)場(chǎng)管理與決策涵蓋了混凝土壩澆筑施工過(guò)程中的倉(cāng)位編排、機(jī)械調(diào)度、方案驗(yàn)證、進(jìn)度模擬、備料計(jì)劃、灌漿計(jì)劃、通水方案等多個(gè)問(wèn)題的綜合協(xié)調(diào)與處理。

混凝土壩澆筑施工的影響因素總體可以劃分為外部因素和內(nèi)部因素兩個(gè)方面。對(duì)于混凝土壩澆筑施工環(huán)節(jié)而言，外部因素可視為不可控因素，內(nèi)部因素則視為可控因素。外部因素主要包括水文條件、氣象條件以及電力供應(yīng)、征地移民、地質(zhì)災(zāi)害等外部施工環(huán)境。內(nèi)部因素主要包括壩體施工技術(shù)要求、砂石生產(chǎn)系統(tǒng)性能、混凝土拌合系統(tǒng)性能、混凝土運(yùn)輸系統(tǒng)性能等方面。這些因素相互影響和制約，部分因素具有動(dòng)態(tài)性和不確定性等特征。因此，混凝土壩澆筑施工管理與決策過(guò)程中既有定性分析工作又有定量計(jì)算工作，具有較高的難度和復(fù)雜程度。

在目前的混凝土壩澆筑施工現(xiàn)場(chǎng)管理工作中，主要依靠施工管理人員的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和業(yè)務(wù)能力，對(duì)各類(lèi)施工資源進(jìn)行調(diào)度，主要憑借人工方式對(duì)混凝土壩澆筑施工中的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行管理與決策。但是面對(duì)如此復(fù)雜的問(wèn)題，特別是在大型的混凝土壩澆筑施工中，倉(cāng)位多、設(shè)備多、影響因素多，人工管理與決策的方式難免會(huì)因考慮不周而發(fā)生施工現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度不當(dāng)?shù)那闆r，產(chǎn)生不利影響。小則影響進(jìn)度、增加成本，大則引起質(zhì)量問(wèn)題甚至安全事故。因此，如何提高混凝土壩澆筑施工的科學(xué)性和合理性，提高決策水平與管理效率，成為提高混凝土壩建設(shè)水平、進(jìn)一步發(fā)揮混凝土壩優(yōu)勢(shì)的重要環(huán)節(jié)。

伴隨著其他學(xué)科理論、方法、技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，混凝土壩的施工技術(shù)和施工管理水平都得到了相應(yīng)的提高。信息技術(shù)就是其中的重要方面，數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、信息系統(tǒng)等相關(guān)信息技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于提高混凝土壩的施工技術(shù)水平和管理效率發(fā)揮了重要的提升作用。

但是，如上所述，混凝土壩澆筑施工管理與決策既有定性分析工作又有定量計(jì)算工作，集確定性決策與不確定性決策于一體，是一個(gè)綜合應(yīng)用技術(shù)規(guī)則、規(guī)程規(guī)范、專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)的綜合決策過(guò)程，是一個(gè)復(fù)雜的智能推理過(guò)程，除了應(yīng)用常規(guī)技術(shù)與方法外，勢(shì)必需要借助于人工智能領(lǐng)域的相關(guān)理論和方法。綜合應(yīng)用信息技術(shù)和人工智能方法建立具有智能推理能力的混凝土壩澆筑施工智能決策系統(tǒng)，才能有效地解決混凝土壩澆筑施工管理與決策問(wèn)題，提高其科學(xué)化水平和效率，最大程度發(fā)揮混凝土壩的綜合優(yōu)勢(shì)，為相關(guān)行業(yè)和部門(mén)帶來(lái)理想的綜合效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明將混凝土壩澆筑施工的管理與決策工作從傳統(tǒng)模式推向了智能化模式，不僅有利于提高工作效率，更有利于克服傳統(tǒng)模式中人工管理與決策可能發(fā)生的錯(cuò)誤或不當(dāng)之處，有效地提高了合理化水平和科學(xué)化程度，確保了混凝土壩澆筑施工的管理水平，提高了工程質(zhì)量、加快了施工進(jìn)度，提高了相關(guān)行業(yè)和部門(mén)的綜合效益，對(duì)于發(fā)揮混凝土壩壩型的綜合優(yōu)勢(shì)將發(fā)揮重要作用。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案：

一種基于知識(shí)工程的混凝土壩澆筑施工智能決策系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括工程信息庫(kù)、施工規(guī)則庫(kù)、智能推理系統(tǒng)和功能模塊系統(tǒng)；工程信息庫(kù)包括施工方案信息、施工現(xiàn)場(chǎng)信息和壩體模型信息三個(gè)方面的數(shù)據(jù)，工程信息庫(kù)為系統(tǒng)運(yùn)行提供綜合的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持；施工規(guī)則庫(kù)則負(fù)責(zé)存儲(chǔ)與管理混凝土壩澆筑施工的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求以及行業(yè)內(nèi)的專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)及其它混凝土壩澆筑施工的規(guī)則知識(shí)；智能推理系統(tǒng)模擬人類(lèi)的思維過(guò)程，以施工規(guī)則庫(kù)內(nèi)的規(guī)則為推理依據(jù)，根據(jù)工程信息庫(kù)內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，推理得到相關(guān)的結(jié)論或施工操作；功能模塊系統(tǒng)包括倉(cāng)位編排模塊、機(jī)械調(diào)度模塊、方案驗(yàn)證模塊、進(jìn)度模擬模塊、備料計(jì)劃模塊、灌漿計(jì)劃模塊和通水方案模塊。

上述的工程信息庫(kù)具體包括施工環(huán)境特征參數(shù)、壩體結(jié)構(gòu)特征參數(shù)、施工機(jī)械特征參數(shù)、施工技術(shù)要求參數(shù)、物質(zhì)材料參數(shù)、施工方案參數(shù)和工程實(shí)施參數(shù)。