關于無人機在公路施工過程中的應用

Summary：本文介紹了無人機的發展歷程，簡要描述了無人機的構成和工作原理，并根據操控自動化程度對無人機飛行模式進行分類；根據相應的理論知識并結合在無人機技術在公路工程施工過程中的部分應用，對無人機在公路工程施工管理中的作用進行詳細介紹，探討了無人機在未來公路施工過程中的應用前景，為公路施工策劃及項目管理提供有力的技術依據。Keys：公路工程；無人機；管理；應用0引言近些年來，隨著科學技術的飛速發展，電子技術、建筑工程、機械工程等技術的日漸成熟，無人機應用領域也在不斷的擴展，并在持續航行里程、傳感及控制配件精小化、操作簡易程度、攝像分辨率、定位準確度等技術方面取得了一系列的突破。但是現階段無人機在公路工程中主要用于高空攝像功能，因此本文擬通過無人機工作原理及部分案例來探討未來無人機在公路工程建設中的應用。1無人機發展1917年皮特·庫柏和埃爾默·A·斯佩里發明一臺自動陀螺穩定器，該項技術可使飛機保持平衡，美國軍方應用此項技術將寇蒂斯N-9型教練機打造成首架不載人無線電飛機，此階段為無人機發展的萌芽階段。20世紀90年代，“先鋒系列”無人機首飛成功，并投入實戰，并且解決了飛行器回收的技術難題，從而使無人機真正進入到世紀應用當中，從此無人機進入了飛速發展階段。21世紀初期，由于原無人機體積較大，所以該階段研制的無人機體積逐漸減小，從而刺激了由于無人機民用市場的開放，我國影響世界的無人機廠商“大疆無人機”公司成立，并先后推出多個系列無人機。這也使得無人機發展進入了蓬勃階段。現階段除軍事領域外，無人機在民用領域也得到了廣泛的應用，具體包括：動態及高空攝像無人機、地圖測繪無人機、地質勘測無人機、災害監測無人機、氣象探測無人機、空中交通管制無人機、邊境控制無人機、通信中繼無人機、農藥噴灑無人機、物流無人機等，無人機體積也逐步縮小，功能更有針對性。2無人機工作原理無

地面控制平臺人機主要由兩大主要部分構成：即飛行工作平臺和地面控制平臺。飛行工作平臺

飛行工作平臺飛行系統攝像系統高清影像實時影像主要由飛行系統和攝像系統（根據無人用途配備不同設備，如噴灑農藥無人機配備噴灑控制系統；氣象探測無人機配備氣象探測設備等），通過飛行系統來實施穩定、定位、微處理工作，通過攝像系統中高清相機采集畫面；地面控制平臺主要功能是對飛行和攝像系統進行操作控制和參數設定，并接收無人機飛行狀況參數和拍攝影像。根據飛行控制模式不同，無人機可分為三種飛行模式：手動控制自由飛行：不打開定位系統，完全由無人機控制者自由控制；半自動控制飛行：打開定位系統，無人機航線由操控者設計選擇；全自動飛行：打開定位系統，在地面設置好無人機航線及攝像參數等，無人機依據設置好的程序自動飛行。3無人機在公路工程中的應用隨著無人機技術的不斷發展，無人機在公路工程中的應用日益廣泛，從過去簡單的取景攝像功能，發展到現階段多領域工作平臺，已然成為實現公路工程管理過程標準化、直觀化的重要工具?，F無人機種類繁多，功能各異，在公路工程中的主要作用如下：3.1工作統籌及匯報在公路施工中常常面臨多方面困難，如工期緊張、設計變更、既有道路及水路臨時改道等?？啥ㄆ诓捎脽o人機航拍技術，將整個施工區域形成立體航拍圖，即可直觀統籌和分配施工任務，又能對現場地形地貌了如指掌，從而達到從方案優化上縮短工期，從施工管理上創造效益。在航拍圖上不但能了解地形地貌，還能定期對施工進度跟蹤，對各工序銜接起到有效的指導作用，防止在施工過程中工序銜接不緊密、不科學造成的窩工現象。也可根據現階段施工程度對安全隱患進行識別和預警。

3.2無人機在公路工程項目站點規劃中的應用在工程施工前期，通過無人機航拍技術對施工覆蓋區域全方位采集數據，通過分析交通、地形、水文等方面綜合考量，選定可以作為駐地（項目部）、拌合站、預制場等站點，并對用地面積、及平整場地工程量進行評估及三維視圖展示。3.3無人機在施工測量中的應用在施工過程中，大方量土石方工程測量是耗時時間較長、任務量較大的測量工作，往往需要多人配合，耗時較長，然而通過無人機航測技術可以對現場土石方工程量進行量測，具有量測速度快、精度高、占用人力少等優點，同時可根據后期數據處理可調整基準面位置和角度。除土石方工程測量外，也可利用無人機對結構物進行位置復核，通過無人機定位系統中經緯度坐標可轉換為施工坐標，結合高程得出無人機航測內所有結構物的3D數據（坐標和高程）可對已完成施工內容進行校核檢驗。3.4無人機在征地、拆遷、復墾中的應用在工程施工前期對全施工區域進行數據采集，對林地、房屋、水田等進行拍攝，丈量和計算征地范圍內林地、房屋、水田面積，以便準確規劃征地拆遷工作。在工程結束時要對臨時占用耕地復墾，也可采用無人機技術對復墾區域進行采集，與征拆工作前采集數據進行對比，可以精確對比出需要復墾用地位置、面積。3.5選擇棄碴場和石料廠在選擇棄碴場和石料場時可利用無人機對大范圍區域進行航拍，通過數據分析、優化對比可選定存儲量較大、交通便利、運距較短的棄碴場和石料場。3.6對成品路面及橋梁監測在路面施工完成后可利用無人機對路面幾何參數、平整度參數、病害識別、養護程度等進行監測，直觀和高效的對成品結構進行保護和監測。橋梁工程施工完成后，可定期利用無人機對橋梁進行三維重現，對工后不易監測部位（如墊石、支座、梁體等）進行數據采集，從而掌握橋梁工程監控薄弱部位的實際情況。3.7應急搶險中的應用當高速公路邊坡發生塌方、滑坡等突發情況時，采用無人機技術與相關單位應急工作平臺相結合，及時監控事故情況，合理規劃交通路線，根據現場情況優化應急救援措施，為評估災害損失及嚴重程度等工作提供及時有效的影像資料，增加應急響應效率和力度。4結語隨著電子技術、機械工程技術、通信及遙感技術等科學蓬勃發展，無人機也將在我們日常生活中的各個行業大展身手，也將在公路工程領域發揮更大的作用。在隨著各個技術難關的攻克，各項新功能的豐富，無人機在工程領域中將使我們的公路工程施工管