无人机在凌庄水厂项目的应用

李詹寅

天津市华水自来水建设有限公司 天津市 300122

摘要：无人机技术能够快速高效清晰地反应项目现场实际情况，结合有效的项目管理方法，无人机技术有利于工程项目的精细化管理工作，在降低工程管理的外业工作量提高工作效率的同时，可对外业风险进行有效的把控。通过对无人机在项目管理中的应用和研究，为行业多维度信息化数字化发展提供新的思路。

关键词：无人机；水厂；项目管理；数字化测量

随着信息科学技术的快速发展，无人机正逐渐与各个具体相结合，并广泛应用于军事和民用领域，尤其为电力、通信、气象、海洋、农业植保、侦查等领域提供了更为便捷、高效、安全的监测管理工作方法。如今工程建设领域长期采用人工作业，不仅人工劳动强度大，且效率低。借助无人机与先进的数字化倾斜摄影技术，GIS技术相结合的特点，可大大提高信息采集与监测的空间自由度。因此我们依托于凌庄水厂项目对无人机技术的落地应用进行了探索。

一、项目概况

天津市凌庄水厂升级改造一期工程, 项目总占地面积17800平方米，总建筑面积14905平方米，建设规模为新建30万m3/d净水系统。

为更好的将无人机技术应用到项目中，我们在工作初期进行了无人机的选型和无人机在项目中的工作方案的制定，主要工作分为三部分：工程测绘，航测模型建立，工程量统计，项目过程管理。

二、无人机应用

1.工程测绘

在建筑工程的勘察设计阶段和施工阶段，都需要进行测绘。传统的测绘方式是用全站仪、水准仪在地面上人工测绘，然后根据测量的数据，绘制出地形地貌图，这种方法耗时长、劳动量大。

天津市凌庄水厂升级改造一期工程突破传统测绘方式，选用无人机配合测绘工作。通过无人机在项目前期对道路、水源、电力线及管道的判释，为施工便道、用水、供电等提供设计参考资料；对地形的判释，为拟订施工运输方案提供依据；对航拍结果中河沟、洪水位点、水坡点等的立体判释资料，助力施工现场防洪设计。从而辅助项目规划设计工作。

用于测绘的无人机航摄系统由：遥感设备、数据传输系统、飞行导航与控制系统、飞行平台、地面监控系统组成。可以使无人机在数千米高度范围内获得施工现场及周边环境的高分辨影像，利用数据传输系统将航摄影像传输至影像处理系统或软件，获得高质量的测绘图。

相较传统的测绘方法，无人机测绘所需的劳动量小，具有获取数据速度快，数据采集精确；成本低、技术含量高等特点，能为建筑师和建筑商提供细致、准备的大型建筑项目工地测绘数据，帮助施工团队轻松快速的收集数据，评估工地情况。且无人机航拍成果能够形成完整的地形地貌图，在规划资源数据获取以及小范围快速成图方面有较强的优势。

2.航测模型

在建设工程领域使用无人机，人们往往会认为是在崇山峻岭等难以抵达的地方收集数据。但在天津市凌庄水厂升级改造一期工程中，项目用无人机定期进行航拍，并将航拍成果形本项目的航测三维模型，因此项目的实地情况在室内即可展现给董事会，从而实现更高效的资产管理。

同时通过项目管理平台，管理者可以随时从任意视角查看工厂的完整模型，从而省去了实地到访所需要的大量准备工作，也无需担心运营中断。这种管理方式，为远程制定决策提供了更好的情境感知、洞察和更高的精确度。同时，它还规避了如高空作业、暴露在危险工作环境等活动所带来的风险。

3.工程量统计

无人机拍摄的影像清晰度高、误差小，且无人机不易受场地限制，可控性高，因此成果具有较高的应用脚趾。

天津市凌庄水厂升级改造一期工程项目通过定期使用无人机拍摄施工场地进行实景全景建模，可以帮助项目现场计算土方开挖量和土方回填量。

尤其是在土方开挖后的结算阶段，对于不规则土方计算会存在误差，通过无人机的航测模型，可以直接将实景变为1:1的三维模型，通过相关软件即可进行土方的测量，除此之外还可以进行高程，距离，体积等基本测量工作。无人机在土石方工程量测算工作中较传统工作方法更精确，且工作效率得到了大大的提高。

4.项目过程管理

在天津市凌庄水厂升级改造一期工程项目中，施工现场通过定期进行无人机航拍，根据现场管理需求，设置航拍监测点和航拍路线，航拍后的成果为现场管理人员提供管理决策建议，同时将成果存储到数据服务器中，可通过移动终端申请访问数据库，调取历史施工现场信息。具体可以应用在安全管理、进度管理、质量管理、文明施工及形象宣传、施工前准备工作、现场测量、新技术联合等工作中。

（1） 安全管理

现场安全管理涉及人和物两个方面。“以人为本”人的安全在各建筑施工管理过程中是非常重要的。在天津市凌庄水厂升级改造一期工程项目中主要通过无人机判别施工人员是否正确佩戴安全装备，及人员所处位置判断施工人员安全，并作出安全警示。

（2） 进度管理

通过无人机的摄像功能，按照一定的时间安排，拍摄现场施工情况，识别现场当前形态进度；通过对比图像的前后变化判断现场人员工作状态，分析施工现场的窝工情况，从而适当调整劳动人员配置，优化现场施工结构。

（3） 质量管理

在本项目建筑高危地点和工作人员不便到达勘测的地方，项目工作人员通过无人机进行扫描，形成航测模型，通过模型对相应位置进行质量判定信息的提供。

（4） 文明施工及形象宣传

通过无人机摄像，检查施工现场是否干净整洁，是否符合文明施工要求。对拍摄的图片和视频进行整理后可以用于项目或者公司的形象宣传使用。

5.纠查违法建筑取证

无人机在项目勘察初期可用于巡查违法建筑上，使违建无所遁形。在天津市凌庄水厂升级改造一期工程前期项目勘察工作汇总，凭借无人机高分辨率影像采集技术，在进行航拍时对违法建筑进行取证。因为在普通的违建调查中，经常会遇到“取证难”问题，业主不配合使调查人员没办法进入房屋查验，也不能进行取证，通常面对这种情况，调查人员无计可施。无人机航拍取证可以轻松解决这类问题。

结束语

随着经济社会的发展，基础设施建设、住宅建设等项目越来越多，在人力成本越来越高的背景下，加快转变生产组织方式和信息技术的使用将极大地提高工程建设行业的生产效率。因此无人机的角色在建筑行业中越发重要，随着无人机技术的不断成熟，民用无人机的承载能力逐步增强，无人机扫描技术为测绘领域带来了更多的便利。利用无人机技术辅助工程项目全生命周期建设将使建设过程更为经济、高效和便捷，未来无数的新方式将伴随新一轮技术创新浪潮的推进层出不穷，可拥有更多建设工程项目需求的功能，从而便于解决我们人类和重型机械无法到达的地方进行航拍影像，并借助软件的算法，实现我们建设行业的工作需求。