無(wú)人機(jī)在工程建設(shè)中的作用

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摘要:隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力的增加，建筑企業(yè)利潤(rùn)越來(lái)越低，新技術(shù)的蓬勃發(fā)展也對(duì)建筑業(yè)傳統(tǒng)管理方式造成一定沖擊，所以要求建筑企業(yè)及建筑業(yè)從業(yè)人員轉(zhuǎn)變管理思維，引進(jìn)新技術(shù)，提高管理效率，降低管理成本。無(wú)人機(jī)作為近年來(lái)國(guó)內(nèi)外熱門技術(shù)，已推廣至民用領(lǐng)域，其在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用性也逐漸凸顯。依托于無(wú)人機(jī)圖像獲取技術(shù)、圖像處理技術(shù)等當(dāng)前較成熟的技術(shù)，將無(wú)人機(jī)應(yīng)用于建筑施工現(xiàn)場(chǎng)管理工作中。無(wú)人機(jī)在建筑施工現(xiàn)場(chǎng)管理的應(yīng)用提供了新的思路和有力的支持。

關(guān)鍵詞:無(wú)人機(jī);工程建設(shè);作用

1無(wú)人機(jī)及其發(fā)展

無(wú)人機(jī)全稱無(wú)人駕駛航空器，是近些年來(lái)發(fā)展較為迅速的高科技產(chǎn)品。無(wú)人機(jī)產(chǎn)生于軍事應(yīng)用領(lǐng)域，后逐漸拓展至民用領(lǐng)域，爆發(fā)出蓬勃生機(jī)。無(wú)人機(jī)的發(fā)展于無(wú)人機(jī)平臺(tái)技術(shù)的成熟有著必然關(guān)系。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)分為機(jī)體(內(nèi)含機(jī)身、動(dòng)力系統(tǒng)和機(jī)載航電系統(tǒng))、數(shù)據(jù)鏈路系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)、地面保障設(shè)備四大部分。機(jī)身內(nèi)部動(dòng)力系統(tǒng)決定無(wú)人機(jī)產(chǎn)品飛行時(shí)間和載重量。油動(dòng)無(wú)人機(jī)飛行時(shí)間長(zhǎng)、動(dòng)力充足但油動(dòng)無(wú)人機(jī)內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，響應(yīng)速度慢。電動(dòng)無(wú)人機(jī)受續(xù)航時(shí)間限制，單次作業(yè)時(shí)間不超過(guò)30分鐘便需要更換電池，動(dòng)力不足，但優(yōu)勢(shì)在于反應(yīng)速度快、使用靈活且對(duì)機(jī)體震動(dòng)較小，成為當(dāng)前小型消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)的動(dòng)力首選。無(wú)人機(jī)的最大價(jià)格差別體現(xiàn)在其核心部件“飛行控制系統(tǒng)”上。成熟穩(wěn)定高精度的飛行控制系統(tǒng)，是無(wú)人機(jī)安全性的重要保障。按照技術(shù)發(fā)展的平均水平來(lái)看，無(wú)人機(jī)行業(yè)中飛行控制模塊的技術(shù)實(shí)力已經(jīng)成熟。市場(chǎng)上的飛控系統(tǒng)基本具備了精準(zhǔn)定位、自主導(dǎo)航、運(yùn)動(dòng)增穩(wěn)、內(nèi)置減震等基礎(chǔ)功能，配合配套的地面站軟件系統(tǒng)即可進(jìn)行工作。當(dāng)前無(wú)人機(jī)飛控硬件部分成熟，但地面站軟件部分根據(jù)生產(chǎn)廠家的不同，擁有很大的差別。目前地面站軟件以PC端為主，以大疆為首的一部分先導(dǎo)無(wú)人機(jī)企業(yè)擁有對(duì)應(yīng)的APP端口。無(wú)人機(jī)操控端的智能化趨勢(shì)，將會(huì)越來(lái)越明顯。無(wú)人機(jī)的作業(yè)能力差別則體現(xiàn)在其數(shù)據(jù)傳輸部分，數(shù)據(jù)傳輸和圖像傳輸?shù)陌霃經(jīng)Q定了無(wú)人機(jī)作業(yè)的控制半徑。控制半徑越大，其整機(jī)價(jià)格越高，性能越好，作業(yè)效率也更高。用戶在選購(gòu)無(wú)人機(jī)時(shí)需要明確自身用途，對(duì)無(wú)人機(jī)指標(biāo)做出取舍，選擇適合自己使用的、性價(jià)比較高的無(wú)人機(jī)產(chǎn)品。

2工程建設(shè)中的難點(diǎn)

工程建設(shè)都需經(jīng)過(guò)選址、測(cè)繪、設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收五個(gè)環(huán)節(jié)。在前期測(cè)繪階段，必須對(duì)建筑施工所在地的地物信息進(jìn)行準(zhǔn)確的勘查和測(cè)量。傳統(tǒng)的測(cè)繪工程需要人員扛著笨重的設(shè)備去實(shí)地進(jìn)行像控點(diǎn)的測(cè)量和選取，缺點(diǎn)作業(yè)量大、作業(yè)效率低、費(fèi)事、費(fèi)力。無(wú)人機(jī)測(cè)繪，利用無(wú)人機(jī)所搭載的鏡頭進(jìn)行低空攝影，對(duì)所選地址進(jìn)行快速拍照，大幅減少外業(yè)作業(yè)量。隨著國(guó)家坐標(biāo)系的統(tǒng)一實(shí)施，需要測(cè)繪人員實(shí)地尋找控點(diǎn)的情況將會(huì)越來(lái)越少。航空攝影測(cè)量成為當(dāng)前測(cè)繪行業(yè)的主流方式，無(wú)人機(jī)則由于其低空攝影的優(yōu)勢(shì)，成為目前測(cè)繪工程的主流采集平臺(tái)。工程建設(shè)需要經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的施工期，施工現(xiàn)場(chǎng)的安全管理不容忽視。無(wú)人機(jī)利用其可見(jiàn)光拍攝可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)情況，收集信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和整理。對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)中的安全隱患即使預(yù)警和提醒。工程驗(yàn)收時(shí)，人力實(shí)地查看由于高度原因，無(wú)法準(zhǔn)確驗(yàn)證工程質(zhì)量。無(wú)人機(jī)利用其高空視角，為工程驗(yàn)收提供了一種高質(zhì)量、高效率的方式。

3無(wú)人機(jī)在工程建設(shè)中的應(yīng)用

無(wú)人機(jī)圖像獲取技術(shù)和圖像處理技術(shù)的逐漸成熟，對(duì)工程建設(shè)前期測(cè)繪、建筑施工現(xiàn)場(chǎng)管理特點(diǎn)、建筑施工現(xiàn)場(chǎng)影響因素、工程驗(yàn)收等方面效果顯著。無(wú)人機(jī)在建筑施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理、進(jìn)度管理、文明施工和形象宣傳方面的應(yīng)用被看好，尤其是在監(jiān)測(cè)人員安全施工、危險(xiǎn)區(qū)域圍護(hù)方面的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)更為突出。在需求的基礎(chǔ)上，設(shè)及無(wú)人機(jī)建筑施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方案，包括安全管理、進(jìn)度管理、文明施工和質(zhì)量管理等幾個(gè)專項(xiàng)，工作流程主要涉及到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和常規(guī)管理。無(wú)人機(jī)應(yīng)用于以下幾點(diǎn)的突出表現(xiàn):

3．1前期規(guī)劃測(cè)繪

無(wú)論是任何項(xiàng)目規(guī)劃，都需要大量的測(cè)繪信息。為此，可以通過(guò)無(wú)人機(jī)外出采集到某個(gè)區(qū)域曝光正常、色彩真實(shí)的航拍圖像，并將其導(dǎo)入至建模軟件，軟件處理后輸出三維模型，然后內(nèi)業(yè)人員可通過(guò)EPS3DSurvey等軟件對(duì)周邊建筑物進(jìn)行DLG(DigitalLineGraphic)線繪制，從而幫助設(shè)計(jì)師快速、精準(zhǔn)的進(jìn)行測(cè)量和設(shè)計(jì)，作出更精準(zhǔn)的三維模型。

3．2建筑施工現(xiàn)場(chǎng)管理

無(wú)人機(jī)所搭載的攝像頭可對(duì)建筑施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行多角度拍攝，對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)的不規(guī)范操作可進(jìn)行及時(shí)提醒和取證工作。同時(shí)可利用收集來(lái)的數(shù)據(jù)信息，配合第三方施工現(xiàn)場(chǎng)管理軟件，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)工人工作管理、安全規(guī)范管理、施工進(jìn)度管控等進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配和管理。

3．3項(xiàng)目驗(yàn)收

建筑項(xiàng)目在完結(jié)時(shí)，需要甲方來(lái)進(jìn)行項(xiàng)目驗(yàn)收。利用無(wú)人機(jī)可以有效獲取整體建筑信息，看清工程建設(shè)死角，避免工程出現(xiàn)偷工減料等情況。無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)是當(dāng)前無(wú)人機(jī)行業(yè)最為成熟的應(yīng)用，拍攝精度高，影像結(jié)果更為直觀，作業(yè)效率高。

4結(jié)語(yǔ)

在人力成本越來(lái)越高的背景下，無(wú)人機(jī)的角色會(huì)在建筑行業(yè)中越發(fā)重要。無(wú)人機(jī)的加入是第一步，通過(guò)它，我們可以獲取到以往人類和重型機(jī)械無(wú)法到達(dá)的地方的航拍影像。將這些航拍影像變成實(shí)用的勘測(cè)與分析資料為管理人員提供整個(gè)建筑流程的監(jiān)控、設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)作業(yè)的快捷管理。

作者：王闖 李杰 劉彪 單位：中國(guó)建筑裝飾集團(tuán)有限公司