探索使用無(wú)人機(jī)航拍輔助監(jiān)督管理研究

范車 陳紅飛

中鐵開(kāi)發(fā)投資集團(tuán)有限公司（遵余高速公路工程指揮部） 貴州遵義 563000

無(wú)人機(jī)全稱無(wú)人飛機(jī)系統(tǒng)(UAS)，這是一種不需要駕駛員駕駛的飛機(jī)，可以用來(lái)替代施工管理者在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安全、質(zhì)量管控中特定區(qū)域巡查的手段，有效提升施工管理者完成一些高空巡視檢查，它與成像設(shè)備等結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的擴(kuò)展，從而大大提升工作效率。無(wú)人機(jī)能夠采集高分辨率的影像，是對(duì)管控中出現(xiàn)眼、手不及地方補(bǔ)充的有效應(yīng)用手段。無(wú)人機(jī)用途廣泛，成本低，性價(jià)比高；沒(méi)有人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)；具有較強(qiáng)的生存能力和較高的機(jī)動(dòng)性能，使用方便，在施工現(xiàn)場(chǎng)有極其重要的作用。

1 輔助施工管理

在項(xiàng)目的建設(shè)過(guò)程中，從最初的設(shè)計(jì)圖紙到最后完工，怎樣才能更好地將設(shè)計(jì)方案變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，在建設(shè)工程的眾多影響因素中，高水平的施工管理工作顯然是必不可少的。項(xiàng)目施工管理工作在項(xiàng)目施工過(guò)程中非常重要，施工管理水平的優(yōu)劣直接影響到工程質(zhì)量的高低。因此，為了獲得高質(zhì)量的建設(shè)成果，就必須不斷提高工程施工中相關(guān)的管理水平。只有不斷提高工程建設(shè)的管理水平，才能提高工程質(zhì)量，縮短施工工期，降低工程成本，實(shí)現(xiàn)安全文明施工，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建優(yōu)質(zhì)精品工程的目標(biāo)[1]。

無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)能提供一種新型的工程建設(shè)輔助管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了工程建設(shè)管理方法的創(chuàng)新。該技術(shù)通過(guò)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的大范圍、定期、長(zhǎng)期的航拍，利用高分辨率的遙感影像進(jìn)行解譯判讀，可以實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)功能：

（1）掌握施工進(jìn)度是否完成階段性里程碑進(jìn)度計(jì)劃。

（2）直觀反映施工現(xiàn)場(chǎng)情況是否符合安全文明施工要求。

（3）大范圍監(jiān)測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)周圍環(huán)境變化，監(jiān)督環(huán)保水保措施是否落實(shí)到位。

（4）如遇突發(fā)災(zāi)害時(shí)，可根據(jù)影像為制定搶險(xiǎn)方案提供幫助。

通過(guò)無(wú)人機(jī)航測(cè)技術(shù)輔助施工過(guò)程管理，可以直觀、形象地了解施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，掌握施工的實(shí)際進(jìn)度。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整進(jìn)度，規(guī)范管理，實(shí)現(xiàn)文明施工，落實(shí)環(huán)保水保措施，提高管理工作的及時(shí)性和針對(duì)性，切實(shí)提高管理深度和工作效率，同時(shí)提高決策指揮水平和工程建設(shè)管控水平，保證工程的長(zhǎng)期、安全、可靠運(yùn)行。

2 無(wú)人機(jī)在建筑施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的制約因素

2.1 無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間較短

無(wú)人機(jī)的電池續(xù)航能力較差，普通型號(hào)的無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間通常在0.5-1.0h之間。而無(wú)人機(jī)在建筑工地要全天候的工作，就需要給無(wú)人機(jī)配備許多電池或需要多臺(tái)無(wú)人機(jī)依次來(lái)維持其正常工作。

2.2 受天氣的影響

當(dāng)本地出現(xiàn)陰雨天氣或霧霾較嚴(yán)重時(shí)將會(huì)給建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)人機(jī)帶來(lái)一些安全隱患，雨天及其它惡劣天氣無(wú)人機(jī)不能工作。

2.3 抗干擾能力較弱

施工現(xiàn)場(chǎng)的鋼結(jié)構(gòu)的金屬特性會(huì)對(duì)無(wú)人機(jī)的指南針功能產(chǎn)生干擾，對(duì)飛行的穩(wěn)定性產(chǎn)生一定影響。此類問(wèn)題目前普遍存在，而在軍用領(lǐng)域無(wú)人機(jī)中則無(wú)此現(xiàn)象，這說(shuō)明技術(shù)并不是限制無(wú)人機(jī)抗干擾能力的因素，關(guān)鍵是成本問(wèn)題，因此需要在控制好成本的前提下，提升消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)的抗干擾能力[2]。

3 無(wú)人機(jī)在建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用

3.1 施工現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人機(jī)質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)用

建筑物檢測(cè)由兩個(gè)部分組成：①對(duì)其結(jié)構(gòu)性能檢驗(yàn)；②對(duì)其外觀檢驗(yàn)。傳統(tǒng)的建筑物檢測(cè)方法是利用專業(yè)儀器對(duì)建筑物各個(gè)部位的力學(xué)性能測(cè)驗(yàn)，用肉眼或者望遠(yuǎn)鏡等輔助工具對(duì)建筑物的外觀質(zhì)量測(cè)驗(yàn)，對(duì)超高建筑，人工檢測(cè)危險(xiǎn)性大，效率低。無(wú)人機(jī)可以利用其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，運(yùn)用無(wú)人機(jī)的3D和圖像特征提取技術(shù)，代替檢測(cè)工程師進(jìn)行建筑質(zhì)量檢測(cè)。在多旋翼無(wú)人機(jī)上搭載自動(dòng)掃描攝像頭，無(wú)人機(jī)圍繞已建建筑物表面飛行，將攝像頭拍攝到的畫(huà)面實(shí)時(shí)傳輸?shù)降孛娼邮照?，在飛行的過(guò)程中利用一系列軟件可以對(duì)建筑物的細(xì)微變形、裂縫等自動(dòng)識(shí)別，當(dāng)建筑物表面有外觀質(zhì)量問(wèn)題時(shí)管理人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)處理。通過(guò)無(wú)人機(jī)多角度、多部位對(duì)不同施工階段實(shí)時(shí)記錄影像，留存原始資料，為以后項(xiàng)目驗(yàn)收結(jié)算提供依據(jù)。

3.2 無(wú)人機(jī)在文明施工方面應(yīng)用

無(wú)人機(jī)在建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用受到廣泛好評(píng)，把無(wú)人機(jī)對(duì)環(huán)境的監(jiān)測(cè)功能與施工現(xiàn)場(chǎng)相結(jié)合，減少施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境污染。無(wú)人機(jī)設(shè)備可以檢測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)中的PM2.5含量，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)施工環(huán)節(jié)中所使用的材料及相應(yīng)操作步驟進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了控制施工現(xiàn)場(chǎng)污染指數(shù)的效果。同時(shí)，無(wú)人機(jī)高空對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)不同設(shè)備、材料的分布情況、施工進(jìn)度進(jìn)行直接觀察，有助于項(xiàng)目管理人員規(guī)范施工現(xiàn)場(chǎng)布置，為工作人員營(yíng)造一個(gè)安全文明綠色的施工環(huán)境。

3.3 在提高施工效率方面的應(yīng)用

工程項(xiàng)目都有進(jìn)度安排，但是實(shí)際上由于各種原因，工程存在返工或緩工等現(xiàn)象導(dǎo)致進(jìn)度緩慢。無(wú)人機(jī)遙感影像處理得到的三維影像可以為監(jiān)管團(tuán)隊(duì)提供參考，可以清楚地了解工程的進(jìn)展情況并且做出相應(yīng)的調(diào)整。無(wú)人機(jī)采集的信息能夠及時(shí)更新，可以在很大程度上提高施工效率。按照特定的時(shí)間安排，利用無(wú)人機(jī)的攝像功能可以拍攝現(xiàn)場(chǎng)施工情況，識(shí)別現(xiàn)場(chǎng)的施工進(jìn)度；通過(guò)圖像的前后變化對(duì)比可以監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)人員的工作狀態(tài)，合理調(diào)配勞動(dòng)人員配置，分析與優(yōu)化施工現(xiàn)場(chǎng)的人員結(jié)構(gòu)。無(wú)人機(jī)遙感影像處理得到的三維影像可以為監(jiān)管團(tuán)隊(duì)提供參考，在很大程度上提高施工效率[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

無(wú)人機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)航拍技術(shù)輔助施工管理，真實(shí)、清晰、精細(xì)化地展現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況，大大降低了工程管理的外業(yè)工作量和工作難度，加大了工程建設(shè)管理的監(jiān)控力度，使各項(xiàng)管理工作更具有時(shí)效性，更貼近工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，提升了管理能力和建設(shè)水平，為完成建設(shè)目標(biāo)提供了保障，也對(duì)施工單位安全文明施工起到了監(jiān)督作用，同時(shí)為決策部門(mén)準(zhǔn)確決策提供了科學(xué)依據(jù)。