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无人机技术在建筑工程施工中的应用与探索

胡堂福
  
科创媒体号
2025年170期
重庆三华建筑工程 集团 有限公司

摘要:无人机作为信息采集与现场监管的智能工具,正逐步成为建筑工程施工管理的重要辅助手段。其具备高空巡视、影像分析、测绘建模、物流运输等多种功能,能够有效提升施工效率与质量控制水平。本文围绕无人机技术在建筑工程中的典型应用展开系统阐述,深入分析其在现场测绘、进度监控、安全巡查及物资调配等方面的实际效果,并探讨无人机技术集成与管理创新路径,以期为建筑业智慧转型提供实践支撑。关键词:无人机;建筑工程;智能施工

一、无人机在建筑施工中的典型应用场景

(一)高精度测绘与三维建模提升前期场地管理效率

在施工前期的场地勘测阶段,无人机搭载高分辨率相机或激光雷达设备对施工区域进行快速、全面的航拍扫描,能够在短时间内获取大范围地形地貌数据。通过图像拼接与点云处理技术,生成高精度正射影像图和数字高程模型,为设计单位提供真实可靠的空间基础资料。进一步结合建筑信息模型(BIM)技术,可将三维场地模型导入设计平台进行参数比对与模拟排布,提前预判施工组织中可能存在的冲突问题。该应用减少了传统测量耗时长、人力投入大的弊端,尤其适用于地形复杂、传统仪器难以布点的特殊场地条件。

(二)施工过程中的动态进度监控实现实时可视化管理

无人机按计划周期对施工现场实施航拍巡查,通过连续影像比对可对比不同时间节点的施工进展情况。管理人员可远程获取航拍影像,并在平台系统中与进度计划图纸进行对照分析,及时发现施工滞后或资源配置不均等问题。通过自动航线规划与图像标注系统,可对各施工区域的状态进行自动识别与标记,提升进度监控的效率与精度。配合AI 图像识别技术,可自动识别塔吊状态、脚手架布置、混凝土浇筑完成情况等关键节点状态信息,为施工调度与管理决策提供可视化依据。

(三)现场安全巡检辅助隐患排查与动态预警响应

无人机可在复杂施工环境中执行高频率、多角度的飞行巡检任务,有效覆盖人工难以抵达的高空、边角区域。系统通过图像分析技术可识别出安全防护缺失、高处作业违规、设备运行异常等隐患信息,并结合GIS 定位系统标记具体位置,便于后续施工人员快速响应与处理。对于超高建筑、大体积结构施工场景,无人机的定期巡视可以形成动态安全数据库,建立施工期间的风险演化趋势图。巡检数据还可与智慧工地平台联通,实现安全告警、问题归档、整改单生成等功能模块的自动联动,显著提高施工现场的安全管理水平。

二、无人机赋能建筑施工管理模式的创新路径(一)基于无人机数据的BIM 集成管理系统优化设计逻

无人机采集的高清影像数据与BIM 系统深度集成,革新建筑施工管理模式。无人机通过多角度、高频次航拍,快速获取施工现场地形地貌、施工进度、设备布局等实时信息,这些数据与BIM 模型融合后,能以三维可视化形式精准呈现真实场景与设计方案的差异。例如,通过对比无人机拍摄的地基开挖现状与BIM 模型设计深度,可快速识别施工偏差,并在模型中自动标注,辅助工程师及时调整施工方案。项目管理者在集成平台中,能基于实际场地数据进行施工模拟,提前预判潜在风险,优化资源配置与工序衔接。系统还可根据无人机回传的实时数据,动态更新BIM 模型,使其始终与现场实际状态保持一致,实现从静态展示到动态管理的跨越。同时,系统自动生成施工进度报表,结合历史数据与预设工期,智能预估项目完成时间,为施工管理提供科学决策依据,显著提升项目执行的精准度与管理效率。

(二)无人机辅助的施工物流管理系统提升运输效率

在大型建筑项目中,传统人工物流管理模式难以应对高频次、复杂化的材料与构件调配需求。无人机凭借高效的图像采集能力,对仓储区和施工现场进行全面扫描,利用先进的图像识别与标记技术,分析材料堆放状态,生成可视化的仓储物资热力图,直观展示各类物资的存储位置与数量,大幅减少物资查找时间。针对大型构件运输,无人机生成的高精度地形图与障碍物分布图,可用于模拟运输路径,规划最优路线,同时设置碰撞风险预警,保障运输安全。在高层运输、狭小空间吊装等复杂作业场景中,小型无人机可先行探路或搭载轻质材料进行初步输送,降低施工难度与运输风险。通过无人机辅助的物流管理系统,实现物料调度的智能化、可视化,显著提升施工物流运输效率,减少因物资调配不当导致的工期延误。

(三)基于AI 识别的施工行为监督机制增强过程控制

将深度学习算法与无人机航拍技术深度融合,可构建智能化施工行为监督系统,实现对施工现场人、机、料的全要素动态管控。该机制通过无人机搭载的高清摄像头采集施工区域影像,利用卷积神经网络(CNN)对作业人员是否规范佩戴安全帽、安全带等防护装备,以及塔吊、挖掘机等机械的操作流程是否符合安全规程进行实时识别。系统内置施工规范规则库,当检测到违规行为时,可自动标记问题区域、生成预警信息,并通过无线传输实时推送至现场管理人员终端,同步触发声光报警装置提醒作业人员。对于高层建筑或施工人员密集的核心区域,系统可根据建筑高度、作业风险等级自动调整无人机巡检频率,例如对超 20 层建筑实施每30 分钟一次的高频次扫描,确保高风险区域全覆盖监控。识别数据会同步上传至智慧工地管理平台,形成包含违规时间、地点、类型及处置结果的闭环记录,为后续安全培训与管理改进提供数据支撑。

(四)建筑项目全周期的档案数字化与施工影像留存体系

无人机航拍形成的影像数据具备较 清晰度与时间可控性,是构建建筑施工全周期影像档案的重要基础。通过对不同阶段施工现场进行定期 施工日记,实现工程项目全过程的图像化记录与数据归档。该体系 阶段维修查询提供直观、可溯源的数据依据。在交付阶段可将项目 形成 展示平台,提高项目成果展示质量。通过设置拍摄频率、命名规范、版本控制与权限管 建标准化的建筑项目数字档案体系,实现对工程全过程的信息存储与管理升级。

结束语:无人机技术在建筑施工领域的应用已成为推动施工智能化的重要力量。通过高效的数据采集手段和智能化识别分析能力,无人机不仅提高了项目管理的可视化、精细化水平,也为施工过程的安全、质量、效率保障提供了新路径。未来应进一步拓展无人机与AI、大数据、BIM 等技术的融合深度,加快标准化建设,推动建筑行业全面迈入智慧化发展新阶段。

参考文献

[1]高翔.无人机技术在建筑施工中的创新应用研究[J].建筑施工,2023,45(03):128-132.

[2]周泽林.建筑工程中无人机辅助管理系统的研究与实践[J].建筑科学,2023,39(02):77-82.

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