無(wú)人機(jī)在建設(shè)項(xiàng)目管理領(lǐng)域的研究進(jìn)展

0 引言

近年來(lái)，無(wú)人機(jī)技術(shù)高速發(fā)展，無(wú)人機(jī)作為智能化的重要組成部分之一，具備不受地形限制、監(jiān)控范圍大、視角靈活多變的特點(diǎn)，主要適用于低空、低速、有垂直起降和懸停要求的任務(wù)類(lèi)型，目前在軍事偵察、災(zāi)難救援、工程測(cè)繪、礦業(yè)領(lǐng)域等諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

許多學(xué)者對(duì)無(wú)人機(jī)在建設(shè)項(xiàng)目管理中的應(yīng)用進(jìn)行了深入研究。在決策階段，可以通過(guò)無(wú)人機(jī)獲取項(xiàng)目乃至周邊的環(huán)境情況，從而對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行可行性研究，這相比于傳統(tǒng)的人工實(shí)地勘探，大大提升了決策階段的工作效率。在設(shè)計(jì)階段中，無(wú)人機(jī)的航拍航測(cè)技術(shù)可以進(jìn)行地形測(cè)繪，并且獲取項(xiàng)目的高精度影像，有助于構(gòu)建三維實(shí)景模型。在施工階段，無(wú)人機(jī)通過(guò)傾斜攝影技術(shù)可以進(jìn)行工程量計(jì)量；此外，無(wú)人機(jī)技術(shù)可以融入到智慧工地系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)的智能化管理。在運(yùn)營(yíng)階段，無(wú)人機(jī)可以進(jìn)行日常巡視、安全監(jiān)測(cè)和應(yīng)急救援等工作。無(wú)人機(jī)在建設(shè)項(xiàng)目管理領(lǐng)域的研究已經(jīng)取得了豐碩成果，然而，已有研究成果缺乏無(wú)人機(jī)在工程建設(shè)項(xiàng)目管理領(lǐng)域的研究進(jìn)展分析。

鑒于此，本研究基于Web of Science核心數(shù)據(jù)庫(kù)中收錄的235篇代表文獻(xiàn)及中國(guó)知網(wǎng)收錄的83篇代表文獻(xiàn)，運(yùn)用CiteSpace軟件，從時(shí)間分布、期刊來(lái)源、研究機(jī)構(gòu)、關(guān)鍵文獻(xiàn)及關(guān)鍵詞五個(gè)層面進(jìn)行系統(tǒng)性分析，本研究旨在為我國(guó)無(wú)人機(jī)在建設(shè)項(xiàng)目管理領(lǐng)域的研究提供參考。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

本研究選取Web of Science（WoS）核心集數(shù)據(jù)庫(kù)和中國(guó)知網(wǎng)（CNKI）為數(shù)據(jù)源，對(duì)無(wú)人機(jī)在建設(shè)項(xiàng)目管理領(lǐng)域的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行檢索，數(shù)據(jù)檢索過(guò)程如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)檢索過(guò)程

在WoS核心集數(shù)據(jù)庫(kù)中，以“UAV”為關(guān)鍵詞進(jìn)行高級(jí)檢索，時(shí)間跨度限定為2005～2020年，WoS類(lèi)別選擇“Construction Building Technology”和“Engineering Civil”，文獻(xiàn)類(lèi)型選Article，排除其他類(lèi)型，如會(huì)議論文、文獻(xiàn)綜述等，語(yǔ)種選擇English，研究方向選擇Engineering，共檢索到260篇文獻(xiàn)，經(jīng)過(guò)篩選共得到235篇有效文獻(xiàn)。

在中國(guó)知網(wǎng)中，同樣選取“無(wú)人機(jī)”為關(guān)鍵詞進(jìn)行高級(jí)檢索，時(shí)間跨度限定為2015～2020年，文獻(xiàn)分類(lèi)選擇工程科技Ⅱ輯中的“建筑科學(xué)與工程”，期刊來(lái)源選擇“SCI來(lái)源期刊”&“EI來(lái)源期刊”&“北大核心”&“CSSCI”&“CSCD”，共檢索到264篇文獻(xiàn)，通過(guò)刪除與主題聯(lián)系不緊密的文獻(xiàn)，共得到83篇有效文獻(xiàn)。

本研究基于CiteSpace軟件，對(duì)上述文獻(xiàn)進(jìn)行全面、深入地分析。

2 無(wú)人機(jī)在建設(shè)項(xiàng)目管理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)分析

2.1 關(guān)鍵詞研究熱點(diǎn)分析

通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)來(lái)源的關(guān)鍵詞分析，表1列出了無(wú)人機(jī)在建設(shè)項(xiàng)目管理領(lǐng)域的代表文獻(xiàn)中，頻次大于等于5的關(guān)鍵詞，中心度是關(guān)鍵詞網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)在整體網(wǎng)絡(luò)中所起連接作用大小的度量。若關(guān)鍵詞的中心度＞0.1，則表明該關(guān)鍵詞的中心性較強(qiáng)。

表1 無(wú)人機(jī)在建設(shè)項(xiàng)目管理領(lǐng)域的高頻關(guān)鍵詞

經(jīng)過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，WoS中，高頻詞和中心度值較大的關(guān)鍵詞集中在無(wú)人機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和攝影方面，體現(xiàn)出無(wú)人機(jī)在建設(shè)項(xiàng)目管理領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛；而CNKI中，高頻詞和中心度值較大的關(guān)鍵詞集中無(wú)人機(jī)和風(fēng)景園林方面，應(yīng)用場(chǎng)景較為單一。

2.2 研究熱點(diǎn)聚類(lèi)分析

圖2是無(wú)人機(jī)在建設(shè)項(xiàng)目管理領(lǐng)域中的關(guān)鍵詞聚類(lèi)結(jié)果，聚類(lèi)標(biāo)簽采用LLR算法進(jìn)行聚類(lèi)主題提取，WoS和CNKI的聚類(lèi)模塊化值Q分別是0.76、0.8062，均大于0.3，表明聚類(lèi)效果顯著，聚類(lèi)平均輪廓值S分別是0.9124、0.9527，均大于0.7，表明該聚類(lèi)是令人信服的。

圖2 無(wú)人機(jī)在建設(shè)項(xiàng)目管理領(lǐng)域的聚類(lèi)結(jié)果

表2表示無(wú)人機(jī)在建設(shè)項(xiàng)目管理領(lǐng)域中的關(guān)鍵詞聚類(lèi)分析結(jié)果，深入分析了關(guān)鍵詞聚類(lèi)后各類(lèi)別所對(duì)應(yīng)的研究重點(diǎn)。結(jié)果顯示：WoS的關(guān)鍵詞聚成8類(lèi)，分別是uav application、aircraft、on-site management、parameter tuning method、drone、piezoelectric active sensor、collision avoidance和robotic total station，對(duì)應(yīng)的研究重點(diǎn)涉及無(wú)人機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)如無(wú)人機(jī)的穩(wěn)定性、避障技術(shù)等，圖像處理、三維建模及實(shí)際應(yīng)用等，表明無(wú)人機(jī)建設(shè)項(xiàng)目管理的全生命周期中均發(fā)揮著重要的作用；CNKI的關(guān)鍵詞聚成5類(lèi)，分別是數(shù)字化、傾斜攝影、無(wú)人飛行器、土方精度和近景攝影，研究重點(diǎn)涉及無(wú)人機(jī)的數(shù)據(jù)采集、三維建模、應(yīng)急救援等，CNKI中對(duì)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的研究相對(duì)較少。

表2 無(wú)人機(jī)在建設(shè)項(xiàng)目管理領(lǐng)域外文文獻(xiàn)關(guān)鍵詞聚類(lèi)分析結(jié)果

2.3 研究趨勢(shì)演化分析

研究時(shí)區(qū)視圖是從時(shí)研究趨勢(shì)演化的視圖，可以清晰地展示出該領(lǐng)域文獻(xiàn)之間的互相影響。時(shí)區(qū)視圖中的節(jié)點(diǎn)代表分析的對(duì)象，出現(xiàn)頻次越多，節(jié)點(diǎn)就越大。節(jié)點(diǎn)之間的連線則表示共現(xiàn)關(guān)系，其粗細(xì)表明共現(xiàn)的強(qiáng)度。圖3展示了無(wú)人機(jī)在建設(shè)項(xiàng)目管理領(lǐng)域中的研究時(shí)區(qū)視圖。

圖3 無(wú)人機(jī)在建設(shè)項(xiàng)目管理領(lǐng)域中的研究時(shí)區(qū)視圖

無(wú)人機(jī)以其便捷和高精度的遙感技術(shù)，率先在建設(shè)項(xiàng)目領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，隨著無(wú)人機(jī)系統(tǒng)功能逐步被開(kāi)發(fā)，陸續(xù)出現(xiàn)了基于無(wú)人機(jī)技術(shù)的三維建模、城市規(guī)劃和應(yīng)急救援等方面的研究。從2018年開(kāi)始，無(wú)人機(jī)越來(lái)越多地被應(yīng)用到實(shí)際項(xiàng)目中，在項(xiàng)目管理全生命周期和方案比選上實(shí)現(xiàn)了多層次的研究；2019年無(wú)人機(jī)應(yīng)用已接近成熟，并且有學(xué)者將無(wú)人機(jī)技術(shù)融合到智慧工地系統(tǒng)中；到2020年，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)依舊是主要研究熱點(diǎn)之一。此外，無(wú)人機(jī)在生產(chǎn)率、4d bim、土方計(jì)算和不動(dòng)產(chǎn)登記中開(kāi)始探索研究。

3 無(wú)人機(jī)在建設(shè)項(xiàng)目管理領(lǐng)域的研究前景分析

目前，無(wú)人機(jī)在實(shí)施階段的研究相對(duì)較少，在未來(lái)的研究中，無(wú)人機(jī)在建設(shè)項(xiàng)目管理領(lǐng)域的研究可以從以下幾個(gè)方面入手：

①繼續(xù)深入無(wú)人機(jī)在建設(shè)項(xiàng)目管理決策階段中動(dòng)力系統(tǒng)方面的研究。目前很多建設(shè)項(xiàng)目空間大、范圍廣，在項(xiàng)目管理的決策階段，數(shù)據(jù)采集時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，但是目前無(wú)人機(jī)的續(xù)航時(shí)間較短，而且鋰電池能源消耗大，環(huán)境污染強(qiáng)，因此如何提升無(wú)人機(jī)的續(xù)航時(shí)間并且減少無(wú)人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的能源消耗是一項(xiàng)需要研究的技術(shù)難題。

②重視基于無(wú)人機(jī)的建設(shè)項(xiàng)目管理中實(shí)施階段的研究。施工現(xiàn)場(chǎng)管理是項(xiàng)目管理實(shí)施階段的重要組成部分，其管理水平會(huì)直接影響工程項(xiàng)目的質(zhì)量、進(jìn)度和成本等各個(gè)方面。目前我國(guó)對(duì)于無(wú)人機(jī)在施工階段的研究較少，基于無(wú)人機(jī)技術(shù)，對(duì)工程項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，從而對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行科學(xué)指導(dǎo)、合理安排，推動(dòng)施工現(xiàn)場(chǎng)的智能化化管理，對(duì)我國(guó)無(wú)人機(jī)技術(shù)在建筑科學(xué)與工程領(lǐng)域的研究具有重要實(shí)踐意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

③聚焦于無(wú)人機(jī)在建設(shè)項(xiàng)目管理中運(yùn)營(yíng)階段的應(yīng)急管理技術(shù)。目前，我國(guó)對(duì)于無(wú)人機(jī)在應(yīng)急救援中的應(yīng)用研究主要集中于實(shí)時(shí)監(jiān)視、災(zāi)后搜索救援和災(zāi)后災(zāi)情評(píng)估三個(gè)方面。在應(yīng)急救援中，信息傳遞效率要求極高，通過(guò)無(wú)人機(jī)對(duì)災(zāi)區(qū)進(jìn)行指揮調(diào)度還有待深入研究，將對(duì)我國(guó)無(wú)人機(jī)在建設(shè)項(xiàng)目管理領(lǐng)域的研究發(fā)揮重要實(shí)踐意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

4 結(jié)論

本研究以WoS核心數(shù)據(jù)庫(kù)中2005~2021年收錄的235篇代表文獻(xiàn)以及中國(guó)知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)中2015~2021年收錄的83篇代表文獻(xiàn)為基礎(chǔ)，基于CiteSpace軟件對(duì)無(wú)人機(jī)在建設(shè)項(xiàng)目管理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)進(jìn)行分析，分別從關(guān)鍵詞研究熱點(diǎn)、研究熱點(diǎn)聚類(lèi)、研究趨勢(shì)演化這三個(gè)方面進(jìn)行系統(tǒng)地分析。研究結(jié)果表明：我國(guó)對(duì)于無(wú)人機(jī)系統(tǒng)及無(wú)人機(jī)在建設(shè)項(xiàng)目管理領(lǐng)域?qū)嵤╇A段的研究較少。最后，基于目前無(wú)人機(jī)技術(shù)在建設(shè)項(xiàng)目管理領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，對(duì)無(wú)人機(jī)在建設(shè)項(xiàng)目管理領(lǐng)域的研究前景進(jìn)行了分析。本研究對(duì)于我國(guó)無(wú)人機(jī)在建設(shè)項(xiàng)目管理領(lǐng)域的理論研究和實(shí)踐應(yīng)用具有重要的引導(dǎo)作用。