無人機在施工管理中的應用

張飛

摘 要：無人機技術能夠真實、清晰地反映現(xiàn)場實況，結合有效的施工管理方法，有利于項目施工現(xiàn)場的精細化管理，做到交底清晰明確，工作責任到人，大大降低工程管理的外業(yè)工作量，可提高工程施工效率、管理能力和建設水平。但是目前無人機技術還存在應用風險，因此采取有效的措施進行優(yōu)化管理非常重要，從而確保整體管理水平?；诖吮疚姆治隽藷o人機在施工管理中的應用。

關鍵詞：無人機；施工管理；應用

1、無人機技術概念

無人機（即無人駕駛飛機的簡稱，英文名Unmanned Aerial Vehicle縮寫為UAV）是一種可重復使用且無人駕駛的空中飛行器（或機器人）。歷史上，無人機的研究最早由英國軍事航空學會于第一次世界大戰(zhàn)期間（1914年）提出，該技術誕生于20世紀中期（五十、六十年代）并于20世紀后期（八十年代左右）以來在軍用領域得到了快速發(fā)展。20世紀九十年代左右，無人機系統(tǒng)通過“低端民用小型專業(yè)級無人機”的應用開始逐漸進入民用領域。2007年以來，消費級無人機技術在多個行業(yè)領域得到廣泛應用和旋翼無人機技術快速崛起，這標志著民用無人機技術的逐步成熟和快速發(fā)展階段，其中多旋翼無人機成為了民用無人機的主流機型，尤其是攝影測量數(shù)據(jù)處理技術的提高導致超輕型無人機在小型項目應用中體現(xiàn)出了顯著的適用性和優(yōu)越性。無人機系統(tǒng)尺寸小、結構簡單且使用成本低，其研制和生產(chǎn)等方面的費用也比有人駕駛飛機要低得多。實踐表明，無人機既可以完成部分有人駕駛飛機所執(zhí)行的任務，還可以用于危險的國土資源調(diào)查及測量、自然災害調(diào)查及救援、空中應急救援處置、環(huán)境遙感巡查監(jiān)管等有人飛機不宜執(zhí)行的任務。在上述應用實踐中，無人機呈現(xiàn)出云下作業(yè)、小型輕便、高效機動、高清晰、高現(xiàn)勢性、小范圍、大比例尺的特點，使用過程總體表現(xiàn)出適應性強、機動性好、快速高效和經(jīng)濟性優(yōu)勢等顯著優(yōu)點。因此，無人機被廣泛運用于場區(qū)監(jiān)控、氣象探測、區(qū)域巡查、測繪勘探、航空攝影、交通管理、電力線路檢查、災害監(jiān)視及應急處置等。

2、無人機在建筑施工現(xiàn)場管理應用的顯著優(yōu)勢

（1）創(chuàng)新性選用無人機作為建筑施工現(xiàn)場管理工具，是一種將新興信息技術應用到實踐的創(chuàng)新行為。無人機具備快速高效的管理能力，且同步傳輸數(shù)據(jù)，提高管理效率，為管理模式創(chuàng)新提供新的工具和方法。（2）實用性無人機易操作，人員需求少，節(jié)省人力成本；隨著無人機技術的發(fā)展，其續(xù)航能力不斷提高，使得無人機的實用性不斷提高。（3）功能性無人機系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)工程現(xiàn)場管理存在的重要問題，并做出相應處理。無人機技術的引入使復雜的施工現(xiàn)場信息轉換為圖形或數(shù)據(jù)信息，減少了施工現(xiàn)場人員的工作量，通過施工前的學習訓練，真正的實現(xiàn)自動化的施工管理。（4）可記錄性施工過程可記錄，便于備案，日后需要時進行查找。

3、無人機在施工管理中的應用

3.1無人機施工現(xiàn)場作業(yè)的基本步驟

（1）無人機的各類系統(tǒng)的總體功能包括了圖像處理、導航遙感、網(wǎng)絡集成等。在公路工程建設中要求達到的精準度和可視化的要求，都可以通過無人機和平臺的共同作用來實現(xiàn)。無人機和平臺的合作是通過多種檢測模塊加以組合的，根據(jù)工程施工的情況實現(xiàn)控制手段的互補。（2）首先無人機對項目中的區(qū)域進行全面的航測，將駐地中的各個建筑、設施、預制場地等進行了預估計，并且使用三維視圖進行了重現(xiàn)。（3）對于地形圖的測量，采用無人機對起伏較大的地形進行精度測量，將控制點使用三維視圖進行了重現(xiàn)，為方案的優(yōu)化提供了重要的參考資料。

3.2無人機在項目質量管理中的應用

3.2.1空間地圖的定位與測量。無人機的遙感體系使得測繪中的安全性大大增加。豎向拍攝、低空飛行、多方位拍攝地形、無遮擋困擾等都是無人機在測繪中所具有的獨一無二的優(yōu)勢。在測量過程中無人機更靈活，即便沒能預設起降必備的專門場合，無人機還可常規(guī)予以運轉。

3.2.2施工現(xiàn)場標準化為了使無人機在現(xiàn)場安全飛行，且有效的獲取并處理圖像，則要求施工現(xiàn)場盡量標準化，無人機可以沿著既定的路線飛行檢查，減少了觸碰障礙物的風險，且圖像質量較高，可以被有效識別。

3.2.3加強培訓無人機在施工現(xiàn)場的操控有一定的難度，所以在使用無人機作業(yè)之前，駕駛員必須擁有優(yōu)良的技術，確保無人機以及現(xiàn)場的安全，需要建筑企業(yè)或項目提供場地及專業(yè)人員為無人機駕駛員進行培訓，一方面學習無人機的飛行技術，另一方面也切實探索利用無人機進行現(xiàn)場監(jiān)測的可能性以及價值，提高管理效率。

3.2.4擴大信息采集來源。由于無人機使用的限制條件較多，因此在無人機系統(tǒng)應用初期，應不斷擴大信息采集來源，便于初期的學習訓練。但是隨著應用的深入，在實現(xiàn)一定的數(shù)據(jù)儲備后，無人機的性能逐漸被優(yōu)化，且識別的精度提高以后，需要考慮針對非標準現(xiàn)場進行應用，擴充數(shù)據(jù)庫，使得無人機的適用性更強。

3.2.5節(jié)約成本在技術創(chuàng)新管理中，成本是必須考慮的重要因素。因此在應用中，需要通過優(yōu)化方案和提高性能等方式在盡可能大的范圍內(nèi)節(jié)約成本，如果站在全生命周期的角度，真正實現(xiàn)了節(jié)約，那么就可以用經(jīng)濟效益打動更多的企業(yè)，使其參與到無人機技術的推廣和普及中。

3.3無人機推動建筑施工現(xiàn)場綠色文明施工

無人機在建筑施工領域的應用已經(jīng)獲得廣泛好評，無人機對于環(huán)境的監(jiān)測功能也可以與施工建筑領域相結合，達到降低施工污染保護環(huán)境質量的目的。例如，我國某地區(qū)的建筑施工公司就在施工環(huán)節(jié)中應用了無人機設備，對施工現(xiàn)場中的PM2.5含量進行檢測，根據(jù)檢測結果對施工環(huán)節(jié)中所使用的材料以及相應操作步驟進行調(diào)整，達到了控制施工現(xiàn)場污染指數(shù)的效果。同時，該地區(qū)的建筑施工單位還利用無人機設備對施工現(xiàn)場不同設備與材料的分布情況以及施工進度進行直接觀察，輔助管理人員對施工現(xiàn)場的布置進行規(guī)范和調(diào)整，從而營造出相對更加文明、綠色和安全的施工環(huán)境，有利于推動我國建筑領域施工健康發(fā)展。

3.4施工現(xiàn)場無人機監(jiān)工應用

在施工現(xiàn)場利用無人機不僅可以對施工質量進行監(jiān)督，還可以對施工環(huán)節(jié)中工作人員的工作態(tài)度和工作行為進行有效監(jiān)督。傳統(tǒng)建筑施工領域的施工團隊和技術人員構成較為復雜，且從業(yè)人員沒有較高的文化水平，綜合素質也較為低下。所以在建筑領域的施工過程中，很有可能因為缺乏安全意識而導致施工過程中安全隱患增加。利用無人機對建筑施工中工作技術人員的操作行為進行監(jiān)工，能在一定程度上提高工人們的安全意識，規(guī)范施工操作行為。主要是：一是人員是否合理佩戴安全裝備；二是人員所在位置是否安全。進度方面的管理可以涉及形象進度的管理，即通過無人機的攝影攝像功能，按照一定的時間安排，拍攝現(xiàn)場施工情況，識別現(xiàn)場當前形象進度。

總之，建筑業(yè)是我國的傳統(tǒng)行業(yè)，在國民經(jīng)濟中占有重要地位，由于建筑施工周期長、資源消耗量大、施工現(xiàn)場人材機繁雜、建筑產(chǎn)品體積龐大等原因使得建筑行業(yè)的能耗過大、效率低下，不利于可持續(xù)發(fā)展。而無人機在施工中的應用對于提高施工質量、加快施工進度、節(jié)約勞動力和成本等方面具有重要作用，順應了建筑行業(yè)信息化、工業(yè)化、智能化的先進發(fā)展方向，因此需要引起高度重視，不斷加強對其的研究，從而確保工程項目的建設。

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