摘 要：金沙江下游水電開發面臨著復雜惡劣的自然條件、快速變化的社會環境、多元化的利益訴求、以及跨地域多項目的建設技術與項目管理挑戰，需要不斷提高預測、分析和掌控項目的能力，盡可能減少并及時調整人為因素、變化環境與條件所帶來的不確定性，才能更好的實現工程建設項目管理的“六管理”目標。為此在溪洛渡特高拱壩建設中提出了“智能大壩”的概念，并在部分施工環節中研發了“智能化建設技術”.以此為基礎，本文結合項目管理的發展趨勢和信息技術的廣泛應用，提出了“大型工程建設項目智能化管理”的定義內涵和理論基礎?；凇叭娓兄?、真實分析、實時控制”的閉環智能控制原理，構建了“以 GIS/DIM 三維結構和多源數據為基礎、以 TGPMS/iDam 為綜合業務集成平臺、以 N 維增強進度協同管理為主線、以真實工作性態動態仿真預測與實時調控為核心、以資產全生命周期價值創造為目標”的大型工程建設智能化管理體系，引領工程建設項目管理從工業化走向信息化、數字化、智能化，實現更加優質、安全、高效的建設目標。
關鍵詞：水電工程；工程建設；項目管理；智能化；信息技術。
Abstract: Current hydropower development in the lower Jinsha River encounters great technical andmanagement challenges, including complicated and harsh natural conditions, rapid changes in socialenvironments, diversified interests, and trans-regional multi sub-projects. This requires furtherimprovement on the existing capability of large-scale project construction for forecast, analysis andcontrol of the projects to minimize their uncertainties brought about by human factors, changingenvironments and construction conditions, so that the target of six managements of construction projectscan be better achieved. To this end, a concept of intelligent dam was formulated and introduced into theconstruction management of Xiluodu ultra-high arch dam, and intelligent construction technologies weredeveloped and applied to typical dam construction procedures. Based on these applications, this paperdescribes a theory of intelligent management of large-scale construction projects that was formulated bycombining current project management trends with extensive applications of information technology. Wealso present a technical framework of this new type of management that applies a closed-loop intelligentcontrol principle developed in this study and featured with comprehensive sense, accurate analysis, andreal-time control. This framework have five key components: starting from a 3D GIS/DIM structure andmulti-source data, targeting at the capability of creating life-long asset value, dynamic simulation andreal-time control of actual working states as its core technology, a TGPMS/iDam system as a platform forcomprehensive task integration, and N-dimensional enhanced collaborative management as its guideline.The new management framework and theory presented in this paper would be helpful in shaping andupgrading traditional construction project management to a new level characterized by informatization,digitalization, and intellectualization to achieve better project construction in quality, safety and efficiency.
Keywords: hydropower engineering; project construction; project management; intelligentization;information technology.
0 引言。
從 20 世紀 50 年代開始，網絡計劃技術的提出標志著現代項目管理概念的誕生；隨著國際項目管理組織 IPMA、PMI 的成立以及項目管理知識體系構建，其學科體系逐步構建并走向成熟。隨著組織管理項目數量、規模的增加，信息量也呈爆炸式增長，現代項目管理理論和實踐出現幾個新的發展方向：一是從單個項目管理走向項目集和項目組合的“多項目管理”,進而提升到更高層次的“組織級項目管理”[1];二是實現項目全生命周期的價值創造，如大型水電工程從前期核準、建設實施、運行維護全生命周期來統籌規劃項目建設管理的各項工作，同時注重從商業價值分析的角度做好項目選擇與決策；三是以高速發展的信息技術與網絡技術為基礎，使得以建筑信息模型 BIM（BuildingInformation Modeling）為代表的工程項目管理信息化，成為一個重要的發展方向[2].隨著電子、網絡、信息技術的快速發展，未來社會將實現無論何時、何地、何人、何物均可互聯互通、信息共享和協調工作，這為現代工程建設建設項目管理提供了新的方法[3].在復雜嚴峻的自然環境條件與新的時代發展要求下，以及安全、質量、環保、工期、成本、社會穩定等強約束下，建設大型水電工程既要建立好項目管理的理念體系與體制制度[4],也要充分利用現代科學技術及信息化、數字化、智能化的成果，提升項目建設管理水平，確保項目功能與價值。
項目管理與信息技術的結合使得工程建設中人的行為不確定性大大降低、環境與條件變化響應的實時性大大提高、信息傳遞和交流更加廣泛快捷、管理扁平化和標準化迅速提升，從而使得整個工程項目管理的水平和效益大大提高。信息技術在工程建設項目管理中的應用和發展，大致可分為四個階段：①電算工具階段。利用計算機和專業軟件（Project、P3 等）進行網絡進度計劃的計算，主要是優化項目的進度計劃、平衡資源配置，代替繁重的人工計算任務[5].②信息化工具階段。所采用的信息技術可以在部分工作內容或工作階段輔助于項目管理，但缺少統一、集成的協同管理平臺，尚未達到信息技術與生產過程的密切配合。③數字化階段。信息技術與生產管理開始逐步融合，通過信息采集、數值仿真模擬等技術，實現對工程工作性態的動態量測與分析，指導設計和施工[6-7].④智能化階段。信息技術與生產管理深度融合，施工過程、監測數據、環境信息、人員設備行為狀態等各類數據自動采集，實現動態仿真分析、施工管理和預測預警預報的一體化、智能化實時在線控制，并能夠不斷反饋學習、完善優化，實現對建設過程、人員設備和工程質量安全的高效管控。溪洛渡拱壩建設處于從數字化向初步智能化轉變的階段，在建設過程中，同步開發了涵蓋拱壩設計研究、建設實施和運行維護階段的“數字大壩”系統，為現場混凝土施工、溫控防裂、基礎處理的質量控制服務，為拱壩在建設期和運行期各階段安全狀態的判定服務[8-9].以“數字大壩”為基礎，進一步開創性地研究并應用了智能化建設的一些關鍵技術，如智能溫控、智能振搗以及拱壩建設全過程真實工作性態分析調控技術[10].
1 大型工程建設項目管理體系。
智能是指人類在認識世界和改造世界的活動中，由腦力勞動表現出來的能力，即個體對客觀事物進行合理分析、判斷及有目的的行動和有效的處理周圍環境事宜的綜合能力[11].涂序彥認為：智能管理是人工智能與管理學科、知識工程與系統工程、計算機技術與通信技術、軟件工程與信息工程等新興學科的相互交叉、相互滲透而產生的新技術、新學科，它研究如何提高管理系統的智能水平[12].本文認為，將智能化技術應用于工程建設項目管理，能夠使整個管理系統一定程度上具有“智能”,通過自動掌握、分析判斷和有效處理建設過程中的各種問題，在復雜的邊界條件、快速變化的環境和日益增加的不確定性中，安全優質高效地實現大型復雜工程建設項目的安全、質量、環保、工期、成本和工區穩定“六管理”目標。
金沙江下游河段水電資源是我國清潔能源最集中的區域，規劃建設有四座世界級巨型水電站：白鶴灘（16000MW）、溪洛渡（13860MW）、烏東德（10200MW）、向家壩（6400MW）。這些位于長江干流的高壩大庫工程，無論建設規模，還是建設技術與管理難度都居世界前列，單項、多項及綜合指標都極具挑戰性。在開發建設這些大型水電工程中，全面繼承三峽工程建設“項目法人負責制、招標投標制、建設監理制、合同管理制”的制度成果[13],針對大型水電工程利益主體的復雜性、建設過程的長期性、經濟行為的規范性等特點和要求，進一步建立了移民工作政府負責制、施工區封閉管理制和過程跟蹤審計制。以這些管理體制為基礎，以數字化、智能化技術和涵蓋上述六大管理目標的信息系統為主要工具，以規劃與計劃、技術與科研、投資與資金、利益共享、信息與數據、組織與人力、審計與巡視、誠信與文化、溝通與協調等九大支撐體系為保障，構建了大型工程建設項目管理體系（見圖 1），并以此為基礎在溪洛渡、向家壩等工程建設中開展了有效的管理實踐。
關鍵詞：水電工程；工程建設；項目管理；智能化；信息技術。
Abstract: Current hydropower development in the lower Jinsha River encounters great technical andmanagement challenges, including complicated and harsh natural conditions, rapid changes in socialenvironments, diversified interests, and trans-regional multi sub-projects. This requires furtherimprovement on the existing capability of large-scale project construction for forecast, analysis andcontrol of the projects to minimize their uncertainties brought about by human factors, changingenvironments and construction conditions, so that the target of six managements of construction projectscan be better achieved. To this end, a concept of intelligent dam was formulated and introduced into theconstruction management of Xiluodu ultra-high arch dam, and intelligent construction technologies weredeveloped and applied to typical dam construction procedures. Based on these applications, this paperdescribes a theory of intelligent management of large-scale construction projects that was formulated bycombining current project management trends with extensive applications of information technology. Wealso present a technical framework of this new type of management that applies a closed-loop intelligentcontrol principle developed in this study and featured with comprehensive sense, accurate analysis, andreal-time control. This framework have five key components: starting from a 3D GIS/DIM structure andmulti-source data, targeting at the capability of creating life-long asset value, dynamic simulation andreal-time control of actual working states as its core technology, a TGPMS/iDam system as a platform forcomprehensive task integration, and N-dimensional enhanced collaborative management as its guideline.The new management framework and theory presented in this paper would be helpful in shaping andupgrading traditional construction project management to a new level characterized by informatization,digitalization, and intellectualization to achieve better project construction in quality, safety and efficiency.
Keywords: hydropower engineering; project construction; project management; intelligentization;information technology.
0 引言。
從 20 世紀 50 年代開始，網絡計劃技術的提出標志著現代項目管理概念的誕生；隨著國際項目管理組織 IPMA、PMI 的成立以及項目管理知識體系構建，其學科體系逐步構建并走向成熟。隨著組織管理項目數量、規模的增加，信息量也呈爆炸式增長，現代項目管理理論和實踐出現幾個新的發展方向：一是從單個項目管理走向項目集和項目組合的“多項目管理”,進而提升到更高層次的“組織級項目管理”[1];二是實現項目全生命周期的價值創造，如大型水電工程從前期核準、建設實施、運行維護全生命周期來統籌規劃項目建設管理的各項工作，同時注重從商業價值分析的角度做好項目選擇與決策；三是以高速發展的信息技術與網絡技術為基礎，使得以建筑信息模型 BIM（BuildingInformation Modeling）為代表的工程項目管理信息化，成為一個重要的發展方向[2].隨著電子、網絡、信息技術的快速發展，未來社會將實現無論何時、何地、何人、何物均可互聯互通、信息共享和協調工作，這為現代工程建設建設項目管理提供了新的方法[3].在復雜嚴峻的自然環境條件與新的時代發展要求下，以及安全、質量、環保、工期、成本、社會穩定等強約束下，建設大型水電工程既要建立好項目管理的理念體系與體制制度[4],也要充分利用現代科學技術及信息化、數字化、智能化的成果，提升項目建設管理水平，確保項目功能與價值。
項目管理與信息技術的結合使得工程建設中人的行為不確定性大大降低、環境與條件變化響應的實時性大大提高、信息傳遞和交流更加廣泛快捷、管理扁平化和標準化迅速提升，從而使得整個工程項目管理的水平和效益大大提高。信息技術在工程建設項目管理中的應用和發展，大致可分為四個階段：①電算工具階段。利用計算機和專業軟件（Project、P3 等）進行網絡進度計劃的計算，主要是優化項目的進度計劃、平衡資源配置，代替繁重的人工計算任務[5].②信息化工具階段。所采用的信息技術可以在部分工作內容或工作階段輔助于項目管理，但缺少統一、集成的協同管理平臺，尚未達到信息技術與生產過程的密切配合。③數字化階段。信息技術與生產管理開始逐步融合，通過信息采集、數值仿真模擬等技術，實現對工程工作性態的動態量測與分析，指導設計和施工[6-7].④智能化階段。信息技術與生產管理深度融合，施工過程、監測數據、環境信息、人員設備行為狀態等各類數據自動采集，實現動態仿真分析、施工管理和預測預警預報的一體化、智能化實時在線控制，并能夠不斷反饋學習、完善優化，實現對建設過程、人員設備和工程質量安全的高效管控。溪洛渡拱壩建設處于從數字化向初步智能化轉變的階段，在建設過程中，同步開發了涵蓋拱壩設計研究、建設實施和運行維護階段的“數字大壩”系統，為現場混凝土施工、溫控防裂、基礎處理的質量控制服務，為拱壩在建設期和運行期各階段安全狀態的判定服務[8-9].以“數字大壩”為基礎，進一步開創性地研究并應用了智能化建設的一些關鍵技術，如智能溫控、智能振搗以及拱壩建設全過程真實工作性態分析調控技術[10].
1 大型工程建設項目管理體系。
智能是指人類在認識世界和改造世界的活動中，由腦力勞動表現出來的能力，即個體對客觀事物進行合理分析、判斷及有目的的行動和有效的處理周圍環境事宜的綜合能力[11].涂序彥認為：智能管理是人工智能與管理學科、知識工程與系統工程、計算機技術與通信技術、軟件工程與信息工程等新興學科的相互交叉、相互滲透而產生的新技術、新學科，它研究如何提高管理系統的智能水平[12].本文認為，將智能化技術應用于工程建設項目管理，能夠使整個管理系統一定程度上具有“智能”,通過自動掌握、分析判斷和有效處理建設過程中的各種問題，在復雜的邊界條件、快速變化的環境和日益增加的不確定性中，安全優質高效地實現大型復雜工程建設項目的安全、質量、環保、工期、成本和工區穩定“六管理”目標。
金沙江下游河段水電資源是我國清潔能源最集中的區域，規劃建設有四座世界級巨型水電站：白鶴灘（16000MW）、溪洛渡（13860MW）、烏東德（10200MW）、向家壩（6400MW）。這些位于長江干流的高壩大庫工程，無論建設規模，還是建設技術與管理難度都居世界前列，單項、多項及綜合指標都極具挑戰性。在開發建設這些大型水電工程中，全面繼承三峽工程建設“項目法人負責制、招標投標制、建設監理制、合同管理制”的制度成果[13],針對大型水電工程利益主體的復雜性、建設過程的長期性、經濟行為的規范性等特點和要求，進一步建立了移民工作政府負責制、施工區封閉管理制和過程跟蹤審計制。以這些管理體制為基礎，以數字化、智能化技術和涵蓋上述六大管理目標的信息系統為主要工具，以規劃與計劃、技術與科研、投資與資金、利益共享、信息與數據、組織與人力、審計與巡視、誠信與文化、溝通與協調等九大支撐體系為保障，構建了大型工程建設項目管理體系（見圖 1），并以此為基礎在溪洛渡、向家壩等工程建設中開展了有效的管理實踐。
